MX2011003293A - Aleaciones de magnesio que contienen tierras raras. - Google Patents

Abstract

Aleaciones de magnesio que contienen tierras raras que poseen características mejoradas de procesabilidad y/o ductilidad y/o corrosión y son adecuadas para aplicaciones de forjado y vaciado que consisten de: Y: 2.6-60 % en peso, Nd 0-4.0 % en peso, 0-5.5 % en paso, Dy: 0-5.5 % en peso, Er: 0-5.5 % en peso, Zr: 0.05-1.0 % en peso, Zn + Mn: 0.11 % en peso, opcionalmente otras tierras raras y tierras raras pesadas, el resto que es magnesio e impurezas incidentales y el contenido total de Gd, y Er está en el intervalo de 0.3-12 % en peso, en donde ya sea la aleación contiene bajas cantidades de Yb y Sm y exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 30 Mpy, y/o el porcentaje de área de cualquiera de las partículas precipitadas que surgen cuando se procesa la aleación que tiene un tamaño promedio de partícula mayor de 1 um y menor de 15 um es menos de 3 %. Las aleaciones se pueden vaciar y/o tratar térmicamente y/o forjar y/o usar como una aleación base para un producto compuesto de matriz metálica.

Description

i ALEACIONES DE MAGNESIO QUE CONTIENEN TIERRAS RARAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a aleaciones de magnesio que contienen tierras raras que poseen procesabilidad y/o ductilidad mejoradas, de manera particular cuando se forjan, en tanto que retienen buena resistencia a la corrosión.

Antecedentes de la Invención Las tierras raras se pueden dividir de acuerdo a su masa entre Tierras Raras ("RE".- definidas en la presente como Y, La, Ce, Pr y Nd) y Tierras Raras Pesadas ( "HRE" . -definidas en la presente como los elementos con números atómicos entre 62 y 71, es decir, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu) . De manera colectiva, se refieren frecuentemente como RE/HRE. Se conoce, por ejemplo, de la GB-A-2095288 , que la presencia de RE/HRE proporciona aleaciones de magnesio con buena resistencia y resistencia a la afluencia a temperaturas elevadas.

Estas comercialmente disponibles aleaciones de Magnesio- Itrio-Neodimio-Tierra Rara Pesada-Circonio (Mg-Y-Nd-HRE-Zr) . Los ejemplos incluyen aquellas actualmente disponibles bajo las marcas comerciales Elektron WE43 y Elektron WE54 (referidas más adelante en la presente como "WE43" y "WE54", respectivamente). WE43 y E54 se designan para el uso desde temperatura ambientes hasta 300 °C y se conoce que estas aleaciones se pueden usar tanto en forma vaciada como forjada. Sus composiciones químicas, definidas por ASTM B107/B 107M06, se muestran más adelante en la Tabla 1 (tomada de ASTM B107/B) . Estas aleaciones WE43 y WE54 conocidas se referirán más adelante en la presente colectivamente como "aleaciones tipo E43" . <J1 Tabla 1 Límites están en por ciento en peso máximo a menos que se muestre como un intervalo o se señale de otro modo B Estas designaciones de aleación se establecieron de acuerdo con la Práctica B275 (ver también Práctica E527) c Incluye elementos listados para los cuales no se muestra límites específico D Límite mínimo de magnesio no necesario que se cumpla si hierro es 0.005% o menos.

E Otras Tierras Raras debe ser principalmente Tierras Raras Pesadas por ejemplo, Gadolinio, Disprosio, Erbio e Itrio. Otras Tierras Raras se derivan de Itrio, típicamente 80% de Itrio y 20% de tierras raras pesadas F Contenido de Zinc + Plata no debe exceder 0.20% en WE43B Para estas aleaciones tipo WE43, sus propiedades mecánicas benéficas de buena resistencia y resistencia a la afluencia a temperaturas elevadas se logran principalmente a través del mecanismo de endurecimiento por precipitación provocado por la presencia de elementos tal como Itrio y Neodimio que se crean dentro de los precipitados fortalecedores de la aleación. También están presentes HRE en estos precipitados fortalecedores, que son compuestos de Mg-Y- (HRE) -Nd (referencia King, Lyon, Savage . , 59th World Magnesium Conference, Montreal May 2002) . De acuerdo con la GB-A-2095288 , el contenido de HRE de este tipo de aleación debe ser <40 % del contenido de Itrio. Aunque se puede usar Y puro en aleación descrita, a fin de reducir el costo de la aleación, se señal que se puede usar un material de inicio de menor pureza con la condición que el contenido de Y sea al menos 60 %. No hay reconocimiento en este documento del significado de las HRE particulares, y también se señalará que en los ejemplos específicos, se alienta el uso de Cd. Además King et al., (ref., King, Lyon, Savage., 59th World Magnesium Conference, Montreal May 2002) señalan que la relación de Y/otra RE (el componente de RE que es principalmente HRE) debe de ser típicamente de 80/20. Esta misma referencia también enseña que en tanto que el componente de HRE de las aleaciones tipo WE43 es benéfico en términos de resistencia a la afluencia, pueden ser perjudiciales altas adiciones de RE tal como Ce y La (es decir, del orden de 0.5 % en peso) a las propiedades a la tracción de la aleación.

Con un contenido de Y de aproximadamente 4 %, las aleaciones tipo WE43 incluyen típicamente alrededor de 1 % de HRE, que puede contener Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu y otras RE tal como La, Ce, y Pr (ref., King, Lyon, Savage., 59th World Magnesium Conference, Montreal May 2002) . La concentración de cada uno de estos elementos individuales no se especifica en la literatura, sólo se señala que "las Otras Tierras Raras deben ser principalmente Tierras Raras Pesadas, por ejemplo, Gd, Dy, Er, Yb" (Ref ASTM B107/B 107M06) , o hay una referencia a "Nd y otras tierras raras pesadas" (ref BSI 3116:2007). Aunque estas hojas de datos publicadas para aleaciones tipo WE43 sugieren que los niveles de estas "otras tierras raras" pueden ser bastantes bajos, en la práctica, la concentración total en estas aleaciones comerciales es de alrededor de 20 % del total de la HRE más Y presente (referirse Tabla 1, pie de tabla) . Hasta ahora, una elación de WE43 que contiene 4 % de Y tendría alrededor de 1 % "de otras Tierras Raras" . Dentro de esta cantidad de otras Tierras Raras, las HRE diferentes de Gd, Dy, Er, Yb y Sm son en general de aproximadamente 10-30% del contenido total de Gd, Dy, Er, Yb y Sm en la aleación.

Las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr tal como las aleaciones tipo WE43 se diseñaron para aplicaciones a altas temperaturas (ref J Becker P15-28 Magnesium alloys y applications proceedings 1998 edited B.L. Mordike) . Los precipitados fortalecedores que contiene Y/HRE y Nd son estables a temperatura elevada y contribuyen a un buen desempeño de tracción y de afluencia. En tanto que esta resistencia y estabilidad es de beneficio para aplicaciones de alta temperatura, esta misma característica puede ser perjudicial durante las operaciones de formación (forjado) . Esto se relaciona a aleaciones que tienen ductilidad y formabilidad limitada. Como consecuencia, es necesario emplear altas temperaturas de procesamiento, y bajas proporciones de reducción (durante las operaciones de operación en caliente) para reducir al mínimo el agrietamiento. Esto adiciona costos de producción y tiende hacia alta proporciones de desechos.

Se ha descubierto que al seleccionar y controlar ciertos tipos de RE/HRE dentro de las aleaciones tipo Mg-Y-Nd-HRE-Zr, se pueden lograr beneficios inesperados en la procesabilidad y/o ductilidad del material, particularmente cuando se forja, en tanto que retiene buena resistencia a la corrosión, sin la necesidad de ningún tratamiento térmico especial de la aleación.

Específicamente, se ha encontrado que la presencia de las tierras raras pesadas Gd, Dy y Er en las aleaciones tipo WE43 mejoran la procesabilidad y/o ductilidad de la aleación, en tanto que la presencia de otras tierras raras, particularmente Yb, y a un menor grado Sm tiende a trabajar contra esta mejora.

El trabajo adicional entonces condujo a una exploración del comportamiento de aleaciones de magnesio que contienen itrio-neodimio cercanamente relacionadas y se ha encontrado de manera sorprendente que las mejoras mencionadas anteriormente en la procesabilidad y/o ductilidad también se puede encontrar en ciertas de estas aleaciones, aún cuando esté casi completamente ausente Nd.

En la SU 1360223, se describen aleaciones basadas en magnesio que contienen tierras raras como que tienen resistencia mejorada a largo plazo y resistencia a la corrosión mediante la incorporación esencial en las mismas de 0.1-2.5% en peso de Zn y de 0.01-0.05% en peso de Mn. Los intervalos citados para Y, Gd y Nd son amplios y no hay reconocimiento de la importancia del contenido de Gd con relación a la cantidad de Y en la aleación. Ni hay ningún reconocimiento de la influencia de otras HRE . También es evidente que la aleación descrita se propone sólo para aplicaciones de vaciado y se ha tratado térmicamente (T61) .

Muchos documentos de la técnica anterior tal como US 6495267, se refieren al uso de aleaciones tipo WE43, sin ninguna mención de la importancia de ciertas HRE individuales. En la JP 9-104955, por ejemplo, se describe el tratamiento térmico de aleaciones tipo WE43 a fin de mejorar la ductilidad de la aleación. Debido al proceso de producción usado para producir este tipo de aleación comercial, la cantidad de HRE presente será invariablemente cerca de 25 % del contenido de Y de la aleación. Adicionalmente , estarán presentes tierras raras no especificadas además de Gd, Dy y Er en cantidades variables, y en particular estará presente Yb en una cantidad de al menos 0.02 % en peso. En contraste a la presente invención, la ductilidad mejorada que se afirma haber obtenido se describe como que se ha logrado por un tratamiento térmico especial, que incrementará de manera inevitable los costos de producción, en lugar de a través del control de la composición de la aleación.

Descripción de la Invención La presente invención busca proporcionar aleaciones mejoradas con respecto a las aleaciones tipo E43 en términos de su procesabilidad y/o ductilidad, en tanto que al mismo tiempo retengan igualmente buena resistencia a la corrosión. Esto último se logra por control cuidadoso tanto de impurezas conocidas que provocan corrosión, particularmente hierro, níquel y cobre, y también aquellos elementos de aleación que se han encontrado para las aleaciones presentes que son perjudiciales a su comportamiento de corrosión, tal como Zn y Mn. Hay varias interacciones entre los componentes de aleación que afectan el comportamiento de corrosión de la aleación de la presente invención, pero ese comportamiento no debe ser peor que las aleaciones tipo WE43. Usando la prueba normal de niebla salina de ASTM B117, las aleaciones de la presente invención deben exhibir una proporción de corrosión de menos de 30 Mpy .

En términos de sus propiedades mecánicas, a fin de hacer corresponder el desempeño de las aleaciones tipo WE43, las elaciones de la presente invención, cuando se proponen para ser usadas como aleaciones forjadas, deben tener las siguientes características como se mide en su estado como se extruye a temperatura ambiente bajo las condiciones descritas en los ejemplos posteriores: 0.2 % YS > 190 Mpa UTS > 280 Mpa Alargamiento > 23 %.

Sin embargo para ciertas aplicaciones, las aleaciones de la presente invención pueden no necesitar estas altas propiedades mecánicas y aún pueden ser suficientes valores menores tal como aquellos definidos por ASTM B107/B 107M-07, o aún los siguientes: 0.2% YS > 150 Mpa UTS > 240 Mpa Alargamiento > 20 %.

Además de las aplicaciones de forjado, como con las aleaciones tipo WE43, las aleaciones de la presente invención también son útiles como aleaciones de vaciado.

Por supuesto, cualquier procesamiento subsiguiente de estas aleaciones de vaciado, tal como el tratamiento térmico, tendrá un efecto significativo en la procesabilidad y ductilidad del material final, y propiedades de tracción reducidas en general sólo llegarán a manifestarse después de este procesamiento. El material en la condición F, es decir, como se extruye, sin ningún tratamiento térmico adicional, puede contener partículas de un tamaño que pueden provocar una reducción en las propiedades de tracción en el material, particularmente durante el procesamiento subsiguiente. Se ha encontrado que para las aleaciones de la presente invención, una mejora en la procesabilidad y/o ductilidad llaga a ser perceptible cuando el porcentaje de área de estas partículas formadas ya sea en la aleación vaciada cuando está en la condición T4 o T6, o en el material forjado en la condición F o envejecida (T5) o después de cualquier otro procesamiento, que son fácilmente detectables por microscopía óptica, es decir, que tiene un tamaño promedio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 a 15 µt?, es menos de 3 %, y particularmente menos de 1.5 %. Estas partículas ópticamente resolvibles tienden a ser quebradizas, y aunque se puede reducir su presencia a través del tratamiento térmico apropiado, es claramente preferible si se puede controlar su formación por el ajuste de la composición de la aleación. De manera preferente, el porcentaje de área de las partículas que tiene un tamaño promedio mayor de 1 y menor de 7 µtt? es menos de 3 % .

De manera importante, la formación de estas partículas no depende necesariamente de las cantidades específicas de Yb y/o Sm presentes. Se ha encontrado que para el material en la condición F, la presencia de estas partículas frecuentemente se relaciona a la proporción relativa de la RE/HRE a Gd, Dy y Er, y no sólo las cantidades de Y y Sm en la aleación. Para muchas aleaciones, el total de tierras raras (excluyendo Y y Nd) diferente de Gd, Dy y Er debe ser menos de 20 %, de manera preferente menos de 13 % y de manera más preferente menos de 5 %, del peso total de Gd, Dy y Er.

El contenido máximo en las aleaciones de la presente invención de las HRE más desfavorables, Yb y Sm, a un cierto grado depende de la composición particular de la aleación, pero en general no se reducirán de manera significativa las propiedades de tracción para el material forjado si el contenido de Yb no es mayor de 0.02 % en peso y el contenido de Sm no es mayor de 0.04 % en peso. De manera preferente, el contenido de Yb es menos de 0.01 % en peso y el contenido de Sm es menos de 0.02 % en peso.

Para aplicaciones de forjado de acuerdo con la presente invención, se proporciona una aleación de magnesio que consiste de: Y : 2.0-60 % en peso Nd: 0.05-4.0 % en peso Gd: 0-5.5 % en peso Dy: 0-5.5 % en peso Er : 0-5.5 % en peso Zr: 0.05-1.0 %en peso Zn + Mn: < 0.11 % en peso, Yb : 0- 0.02 % en peso Sm: 0-0.04 % en peso, opcionalmente tierras raras y tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0.5 % en peso, y el resto que es magnesio e impurezas incidentales hasta un total de 0.3 % en peso, el % en peso, en donde el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0.3-12 % en peso, y en donde la aleación exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 30 Mpy.

Para aplicaciones de forjado de acuerdo con la presente invención, se proporciona una aleación de magnesio que consiste de: Y: 2.0-6.0 % en peso Nd: 0.05-4.0 % en peso Gd: 0-5.5 % en peso Dy: 0-5.5 % en peso Er : 0-5.5 % en peso Zr: 0.05-1.0 % en peso Zn +Mn:< 0.11 % en peso, opcionalmente tierras raras y tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy y Er en una cantidad total de hasta 20 % en peso, y el resto que es magnesio e impurezas incidentales hasta un total de 0.3 % en peso, en donde el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0.3-12 % en peso, y en donde cuando la aleación está en la condición T4 o T6, el porcentaje de área de cualquier partícula precipitada que tiene un tamaño promedio de partícula de entre 1 y 15 µ?? es menos de 3 % .

De manera preferente, la aleación de vaciado exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 30 Mpy.

La presente invención ahora se describirá con referencia a las Figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 es una gráfica que muestra el efecto de los elementos de aleación en la temperatura de recristalización de magnesio (tomado de la referencia Rokhlin 2003 mencionada recientemente) , Las Figuras 2A y 2C muestras las microestructuras de dos muestras hechas de aleaciones tipo E43 después de la extrusión a 450 °C, la composición de las aleaciones que es aquella de la Muestra la y Muestra Ib de la Tabla 3 posterior, respectivamente.

Las Figuras 2B y 2D muestran microestructuras de dos muestras hechas de aleaciones de magnesio de la presente invención después de la extrusión a 450 °C, la composición de las aleaciones que es aquella de la Muestra 3d y Muestra la de la Tabla 3 posterior, respectivamente.

La Figura 3 muestra- la microestructura de una muestra de aleación E43 forjada, comercial qua ha fallado bajo carga de tracción que revela dos agrietamientos de área que se asocian con la presencia de partículas quebradizas en la misma.

Las Figuras 4A y 4B son micrografías de dos muestras de aleaciones vaciadas en arena en la condición T4, sus composiciones que son Muestras C y Muestra D de la Tabla 3 posterior, respectivamente.

Con respecto a la procesabilidad, un mecanismo importante es la re-cristalización. Esta es la capacidad para formar nuevos granos no tensados y es benéfica al restaurar la ductilidad del material, que se ha tensado (por ejemplo, pero no limitado a, extrusión, laminación y estirado) . La re-cristalización permite al material ser re-tensado para lograr deformación adicional. Frecuentemente se logra re-cristalización al calentar la aleación (recocido) entre los pasos de procesamiento.

Si la temperatura a la cual toma lugar la recristalización o el tiempo tomado para terminar la recristalización se puede disminuir entonces se puede reducir el número y/o tiempo de los pasos de recocido a temperatura elevada y la formación (procesamiento) del material se puede mej orar .

Es bien reconocido que uno de los factores que afecta la re-cristalización es la pureza del material (ref odern Physical Metallurgy - RE Smallman Third edition p393) , un ejemplo que es el efecto de contenido de cobre en las aleaciones de aluminio en comparación con aluminio refinado (limpiado) en la zona.

Por lo tanto se puede esperar que al mejorar la pureza de las composiciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr, por ejemplo, al reducir los niveles de RE/HRE, se reducirá la temperatura de re-cristalización de las aleaciones. En realidad, para aleaciones que contienen RE-magnesio, se ha reportado (L.L. Rokhlin "Magnesium alloys containing RE metáis" Taylor & Francis 2003 pl43) que las RE incrementan la temperatura de re-cristalización de estas aleaciones. Este hecho se relaciona, de acuerdo a Rokhlin y otro investigador Drits, a energía de activación incrementada de la re-cristalización. Además, Rokhlin (pl44) observó que la temperatura de re-cristalización se incrementa en correspondencia con la solubilidad de la RE en aluminio; es decir, entre más soluble sea la RE mayor es la temperatura de re-cristalización . Una excepción es con pequeñas adiciones de RE, donde la temperatura de re-cristalización no se ve afectada (a saber, por abajo de aproximadamente 0.05 % atómico de acuerdo a la Figura 1 anexa) .

Lorimer (Materials Science Forum Vols. 488-489 2005 pp99-102) propone que en las aleaciones tipo WE43, la re-cristalización puede presentarse en partículas de segunda fase y que la Nucleación Estimulada de Partículas (PSN) es un mecanismo de re-cristalización.

De lo anterior, se puede concluir que la dirección de la enseñanza para aleaciones tipo Mg-Y-Nd-HRE-Zr es que, en tanto que la generación de partículas de HRE/RE puede ser benéfica a la re-cristalización, el incremento del contenido de RE/HRE (particularmente RE/HRE soluble) más allá de 0.05 % en peso atómico incrementará la temperatura de re-cristalización .

En contraste a esa enseñanza, sin embargo, se ha encontrado de manera sorprendente que para aleaciones de Mg- Y-Nd-HRE-Zr, su comportamiento de re-cristalización durante el tratamiento térmico se puede mejorar por control de las HRE presentes, a pesar de si contenido significativo en la aleación. En otras palabras, por medio del control de composición en lugar de por el uso de procesamiento especial, el comportamiento de re-cristalización de la aleación de la presente invención se puede mejorar, es decir, un tratamiento térmico a menor temperatura es suficiente para la re-cristalización y/o se necesita menos tiempo para terminar la re-cristalización completa que para las aleaciones tipo WE43. El uso de la aleación inventiva de magnesio tiene de esta manera una ventaja en términos de la procesabilidad y es más económico en términos del tiempo reducido de procesamiento y desechos reducidos, y también puede mejorar las propiedades mecánicas y de corrosión de la aleación .

El examen de las microestructuras de las aleaciones inventivas de magnesio y de las aleaciones tipo E43 revela que después de varios pasos de deformación y tratamientos térmicos intermedios subsiguientes hubo significativamente menos y más pequeños precipitados quebradizos (partículas ópticamente resolvibles) en las aleaciones inventivas de magnesio que en las aleaciones tipo WE43 procesadas exactamente de la misma manera. En otras palabras, la selección del tipo y cantidad de RE y HRE presentes en las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr ha conducido de manera sorprendente a una mejora en la formabilidad de las aleaciones.

Aunque las partículas en estas aleaciones pueden aumentar las interacciones de cualquiera de sus elementos constituyentes, de interés particular a esta invención son aquellas partículas que se forman de los constituyentes de HRE/RE. Típicamente, las aleaciones tipo E43 contienen 1 % de HRE, que puede consistir de Gd, Dy, Er, Yb, Eu, Tb, Ho y Lu y otras RE tal como La, Ce y Pr. Se ha descubierto que al remover RE y HRE selectivas de una aleación tipo WE43, sin reducir el contenido total de HRE de la aleación, se reduce la ocurrencia y el tamaño de estas partículas. Como resultado, se puede mejorar la ductilidad de la aleación y se puede reducir su temperatura de re-cristalización y/o tiempo de re-cristalización, sin afectar de manera adversa las propiedades de corrosión y de tracción de la aleación, ofreciendo de esta manera la oportunidad de mejorar los procesos de formación aplicados a la aleación. Además, se ha encontrado que por el control de los componentes de HRE cualquier grano crecido en la aleación provocado por estos componentes no es suficientemente grande para tener un efecto perjudicial en las propiedades de tracción de la aleación de la presente invención.

Como se señal anteriormente, Y y Nd, son los elementos que mejoran la resistencia de las aleaciones a las cuales se refiere la presente invención por el mecanismo de endurecimiento por precipitación. Esto depende del hecho que estos constituyentes de aleación están en un estado de supersaturación y subsiguientemente se pueden sacar de solución de una manera controlada durante el envejecimiento (típicamente a temperaturas en el intervalo de 200-250°C) . Los precipitados deseados para la resistencia son de tamaño pequeño y estos precipitados fortalecedores no se pueden resolver por microscopía óptica. En el vaciado y procesamiento de las aleaciones que también contienen suficiente Nd, también se generan precipitados adicionales que son más gruesos y fácilmente observables por microscopía óptica como partículas. Estos usualmente son ricos en Nd y tienen un tamaño promedio de partícula menor de 15 µt? y en general hasta aproximadamente 10 µ?? (ver Figura 2B anexa) . Estas partículas gruesas son quebradizas, y reducen la formabilidad y ductilidad del material como se ilustra en la Figura 3 anexa. Típicamente, una partícula rica en Nd tiene un porcentaje de composición de Nd mayor que el porcentaje de composición de cualquier otro elemento en la partícula.

La presente invención busca reducir la ocurrencia de estas partículas gruesas al controlar los componentes de aleación que se ha encontrado que provoca que se formen estas partículas. En el transcurso del examen de la causa de estas partículas indeseables, se ha encontrado un enlace inesperado con la solubilidad de estos elementos de aleación .

La solubilidad de RE/HRE en magnesio varía de manera considerable (ver Tabla 2 posterior) .

Tabla 2 (Ref LL.Rokhlin "Magnesium alloys containing RE metáis" Taylor & Francis 2003 pl8-64) De la consideración de los datos de cada HRE/RE en la Tabla 2 y el análisis típico de aleaciones tipo WE43, se puede esperar por el experto en la técnica, que el volumen de las partículas gruesas presentes en estas aleaciones se relacionará principalmente al contenido de Nd de la aleación debido a la baja solubilidad de sólidos de este elemento.

Se ha descubierto, sin embargo, que al restringir la elección de los componentes de RE/HRE a Gd, Dy o Er o una mezcla de estos tres elementos, se reduce de manera significativa el volumen de partículas gruesas ricas en Nd. (Ver figuras 2A versus 2B anexas) . Esto es inesperado, particularmente cuando se considera que debido a la solubilidad de otras RE/HRE tal como Yb y Sm, se esperaría que estos elementos se retendrían en solución y no contribuyan a la formación de partículas gruesas. Solamente, La es insoluble en la variedad de composiciones exploradas y es muy pequeña la cantidad. Puesto que esta remoción de estas RE/HRE y su reemplazo con Gd y/o Dy y/o Er no se esperaría que haga una diferencia material a la calidad de las partículas gruesas.

Además, se habría esperado de los datos de solubilidad de la Tabla 2 que serían similares los efectos respectivos de la presencia en la aleación de Gd y de Yb. En la práctica, se ha encontrado de manera sorprendente que, en tanto que puede estar presente Gd en una cantidad de hasta 5.5 % en peso, para aleaciones de forjado, Yb no debe estar presente en una cantidad mayor de aproximadamente 0.02 % en peso en tanto que para aleaciones de vaciado, Yb debe ser menor de aproximadamente 0.01 % en peso, de otro modo se reduce seriamente la ductilidad de la aleación. Para Sm, el nivel máximo es aproximadamente 0.04 % en peso tanto para aleaciones de forjado como de vaciado. También se ha encontrado que para las HRE favorables, Gd, Dy y Er se comportan de manera similar en las aleaciones inventivas a pesar de sus efectos en la formabilidad y ductilidad de las aleaciones, y que por lo tanto estas HRE son esencialmente intercambiables .

Otra característica notable de las aleaciones tipo WE43 es su resistencia a la corrosión. Es bien conocido que la corrosión general de aleaciones de magnesio se afecta por contaminantes tal como hierro, níquel, cobre y cobalto (J Hillis, Corrosión Ch 7.2 p470. Magnesium Technology, 2006 Edited Mordike) . Esto es debido a la gran diferencia en el electropotencial entre estos elementos y magnesio. En ambientes corrosivos, se producen micro-celdas galvánicas, lo que conduce a la corrosión.

Se ha reportado que la adición de RE a magnesio tiene algún efecto en la corrosión de aleaciones binarias. Se ha reportado que altos niveles (varios % en peso) de elementos tal como La, Ce y Pr son perjudiciales al desempeño de corrosión. Rohklin señal (LL.Rokhlin Magnesium alloys containing RE metáis Taylor & Francis 2003P205) que a "pequeños contenidos" (indefinidos) , se pueden ver proporciones menores de corrosión que el magnesio base al cual se adicionan. Sin embargo, no parece haber ninguna enseñanza clara, acerca del efecto de cambiar pequeñas cantidades (en la región de esta solicitud de patente) de RE/HRE en el desempeño de corrosión de las aleaciones de magnesio .

De manera sorprendente, se ha encontrado que al seleccionar el contenido de RE/HRE de aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr, el desempeño de corrosión de las presentes aleaciones se puede mejorar; para algunas por un factor de aproximadamente cuatro. Esto se encuentra que se presenta sin reducir el contenido total completo de RE/HRE de estas aleaciones .

La presente invención logra los beneficios descritos anteriormente mediante el control tanto de las HRE/RE desfavorables, particularmente Yb, como de las HRE favorables, específicamente Gd y/o Dy y/o Er. Este descubrimiento no se esperaría de la enseñanza de Rokhlin (un investigador renombrado en la tecnología de magnesio durante cinco décadas con enfoque específico en aleaciones de Mg-RE) , por lo que se afirmó que bajos niveles de RE/HRE no afectan la temperatura de re-cristalización de magnesio a menos que los niveles sean comparativamente altos, y la RE más soluble, se encontró que tiene una tendencia a incrementar la temperatura de re-cristalización. (ref (LL. Rokhlin Magnesium alloys containing RE metáis Taylor & Francis 2003 p!44 renglón 15) . Además, el Profesor Lorimer et al (Materials Science Forum Vols. 488-489 2005 pp99-102) mantiene la Nucleación Estimulada de Partículas (PSN) como un mecanismo de re-cristalización en la aleación WE43 de Mg-Y-Nd-HRE-Zr. Por lo tanto se puede esperar que la reducción de partículas limite este mecanismo, en lugar de ayudar a la re-cristalización. De acuerdo a la presente invención, esta reducción en las partículas lograda al reducir las HRE/RE menos favorables es más de lo que se esperaría de las cantidades de HRE/RE perjudiciales reemplazadas por las más favorables dentro de los límites de composición expuestos en las reivindicaciones anexas.

Los beneficios de las aleaciones inventivas llegan a ser más evidentes cuando la aleación se forja, por ejemplo, por extrusión. Además, aunque las propiedades mecánicas de las aleaciones de la presente invención se pueden alterar de manera favorable por tratamientos térmicos conocidos, la ductilidad mejorada lograda por el control descrito de la composición de la aleación se puede lograr sin la necesidad de estos tratamientos térmicos. Las aleaciones inventivas se pueden usar en aplicaciones similares a aquellas de las cuales se pueden usar aleaciones tipo WE43. Pueden ser vaciadas y/o tratadas térmicamente y/o forjadas, así como que son adecuadas como aleaciones base para productos compuestos de matriz metálica.

De manera preferente, el contenido de Y en las aleaciones inventivas es de 3.5-4.5% en peso, de manera más preferente 3.7-4.3% en peso. El mantenimiento del, contenido de Y dentro de estos intervalos preferidos asegura que se mantenga la consistencia de las propiedades, por ejemplo, dispersión durante la prueba de tracción. Un contenido de Y demasiado bajo conduce a una reducción en la resistencia, en tanto que un contenido demasiado alto de Y conduce a una caída en la ductilidad.

Adicionalmente, el contenido de Nd en las aleaciones es de manera preferente 1.5-3.5 % en peso, de manera más preferente 2.0-3.0 % en peso, de manera más preferente 2.0-2.5 % en peso. Cuando el contenido de Nd se disminuye por abajo de aproximadamente 1.5 % en peso, y especialmente por debajo de 0.05 % en peso, la resistencia de la aleación empieza a disminuir de manera significativa. Sin embargo, cuando el contenido de Nd se aumenta por arriba de 4.0 % en peso, la ductilidad de la aleación se deteriora debido a la solubilidad limitada de Nd en Mg.

Para las HRE deseables, esenciales, Gd, Dy y Er, debe haber al menos 0.3 % en total para que su presencia tenga un efecto significativo en la procesabilidad y/o ductilidad de la aleación. En general, cada una puede estar presente en una cantidad de hasta 5.5 % en peso, pero su intervalo preferido depende de su solubilidad en la aleación particular, puesto que conforme se incrementa la cantidad y tamaño de las partículas precipitadas en la aleación, cae la ductilidad de aleación. Además, la cantidad relativa de estas HRE deseables en comparación a otras HRE es importante, puesto que se ha encontrado que para las HRE indeseables, tal como Yb y Sm, su efecto particularmente en la ductilidad de la aleación es desproporcionado a su contenido. Consistente con las aleaciones tipo WE43, se ha encontrado que las mejoras en la ductilidad y/o procesabilidad en tanto que se mantienen buenas propiedades mecánicas llegan a ser particularmente apreciables cuando el contenido total de tierras raras (excluyendo Y y Nd) diferentes de Gd, Dy y Er es menos de 20 %, de manera preferente menos de 13 %, del peso total de Gd, Dy y Er. Para material vaciado, particularmente, Yb debe ser menor de 0.01 % en peso .

El contenido total de Gd, Dy y Er en las elaciones inventivas está de manera preferente en el intervalo de 0.4-4.0 % en peso, y de manera más preferente de 0.5 hasta 1.0 % en peso, especialmente pero no menos de 0.6 % en peso.

El contenido total de Nd, Gd, Dy y Er en la aleación está de manera preferente en el intervalo de 2.0-5.5 % en peso. Dentro de este intervalo, se puede asegurar el mantenimiento de una buena ductilidad.

Para aleaciones forjadas, las tierras raras y las tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm pueden estar presentes en una cantidad total de hasta 0.5 % en peso. Para aleaciones vaciadas, las tierras raras y las tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy y Er pueden estar presentes en una cantidad total de hasta 20 %, y de manera preferente hasta 5 % en peso. Se prefiere que el contenido total de tierras raras (excluyendo Y y Nd) diferentes de Gd, Dy y Er sea menor de 5 % del peso total de Gd, Dy y Er.

De manera preferente, debido a los costos relativos actuales, la aleación inventiva de magnesio incluye Gd y Dy, especialmente sólo Gd.

El contenido de Zr es de manera preferente 0.1-0.7 % en peso, el circonio tiene un beneficio significativo de reducir el tamaño de grano de las aleaciones de magnesio, especialmente del material pre-extruido , que mejora la ductilidad de la aleación.

Además se ha encontrado que se deben controlar las impurezas de hierro y níquel. Esto se puede lograr por la adición de circonio y aluminio que se combinan con hierro u níquel para formar un compuesto insoluble. Este compuesto se precipita en el crisol de fusión y se asienta antes del vaciado [Emley et al., Principies of Magnesium Technology. Pergamon Press 1966, p. 126ff; Foerster, US 3,869,281, 1975] . De esta manera, Zr y Al pueden contribuir a resistencia mejorada a la corrosión. Para asegurar estos efectos, el contenido de Zr debe ser al menos 0.05 % en peso, en tanto que el contenido de Al debe ser menor de 0.3 % en peso en aleación final, y de manera más preferente no más de 0.2 % en peso. Cuando Zr está cerca de su nivel más bajo, específicamente 0.05 % en peso, los resultados de la prueba de corrosión tienden a llegar a ser erráticos.

Como con las aleaciones tipo WE43, pueden estar presentes algunas cantidades pequeñas de elementos establecidos de aleación, con la condición de que no haya un efecto perjudicial significativo al desempeño de procesabilidad, ductilidad/corrosión de la aleación. Por ejemplo, la aleación inventiva de magnesio puede incluir menos de 0.2 % y de manera preferente menos de 0.02 % en peso de Li, pero no debe contener más de 0.11 % en total de Zn y Mn.

El contenido total de impurezas en la aleación debe ser menor de 0.3 % en peso, y de manera preferente menor de 0.2 % en peso. En particular, deben conservarse los siguientes niveles máximos de impurezas: Ce, Sm, La, Zn, Fe, Si, Cu, Ag, Cd: cada uno de manera individual 0.06 % en peso Ni : 0.003 % en peso En conjunto, se prefiere que la aleación inventiva comprenda al menos 91 % en peso de Mg.

La presente invención ahora se ilustrara con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. Se prepararon muestras tanto con, como sin extrusión que tienen las composiciones como se establece en las secciones a y b de la Tabla 3 posterior.

Se fundieron y vaciaron varias masas fundidas con diferentes composiciones de aleación, se extruyeron y se sometieron a diferente investigación con el énfasis en la microestructura (tamaño de grano y fracción de precipitado) y las respectivas propiedades termo-mecánicas (propiedades de tracción, comportamiento de recuperación y recristalización) . En general, las muestras que se van a extruir se prepararon de acuerdo a la siguiente técnica: Se preparó una muestra de aleación al fundir sus componentes conjuntamente en un crisol de acero. La superficie de la masa fundida se protegió por el uso de gas protector (C02+2%F6) . La temperatura se aumentó a 760-800°C antes de que se agitara la aleación fundida para homogeneizar su química de fusión. La aleación fundida entonces se vació en un molde para lograr un lingote de nominalmente diámetro de 120 mm y longitud de 300 mm.

El lingote se trabajó a máquina nominalmenter a un diámetro de 75 mm y una longitud de 150-250 mm a fin de preparar la muestra para extrusión.

De manera alternativa, se pueden preparar algunas muestras para extrusión por vaciado como antes pero en un molde nominalmente de diámetro de 300 mm. Ese lingote más grande entonces se extruyó para llevar su diámetro a 56 mm. En cualquier caso, el lingote formado de esta manera entonces se homogenizó, al calentar a aproximadamente 525 °C durante 4-8 horas.

Se llevó a cabo la extrusión en una prensa hidráulica. El producto de lingote de 75 mm fue una sección de barra redonda, con una sección disponible de diámetro de 3.2 a 25 mm, pero más típicamente 9.5 mm. La sección extruida se usó para evaluación.

Se produjo material de vaciado al fundir de la misma manera descrita anteriormente, pero aquí la aleación fundida se vertió en moldes de arena para producir vaciados típicamente de 200mmx200mmx25mm sin operaciones subsiguientes de extrusión o forjadura. Para estas muestras, el material se trató térmicamente a 525°C para poner en solución su estructura, se enfrió a temperatura ambiente (conocido como tratamiento T4) y subsiguientemente se envejeció a 250°C durante 16 horas. Este material y el tratamiento térmico total se refiere en la presente como "Vaciado en arena T6" . Se debe señalar que, diferente de las otras muestras, la Muestra la y la Muestra A contienen adicionalmente 0.13% de Li .

La Tabla 3 posterior, que se divide en secciones a y b, resumen las composiciones químicas, las proporciones de corrosión y las propiedades de tracción a temperatura ambiente de la condición F extruda y las aleaciones de vaciado en arena T6 probadas. Las muestras la-lh y la Muestra A son ejemplos comparativos de las aleaciones tipo WE43. Se produjeron masas fundidas para generar datos de tracción y para análisis metalográfico . En la Tabla, YS es la resistencia a la fricción o punto de flexión del material y es la tensión a la cual cambia la tensión del material de deformación elástica a deformación plástica, provocando que se deforme permanentemente la muestra. UTS significa Resistencia Final a la Tracción que es la tensión máxima que puede resistir el material antes de que se rompa. "Alargamiento" significa alargamiento en la fractura. La Tabla 3a expone los datos para las muestras extruidas en tanto que la Tabla 3b muestra los resultados equivalentes para las muestras vaciadas.

Como se puede ver de los datos de las Tablas 3a y 3b, los cambios inventivos en la composición de las aleaciones no fueron seriamente perjudiciales a las propiedades de tracción en términos de resistencia, pero en el caso de ductilidad como se mide por alargamiento, se observó una mejora apreciable donde el componente de HRE de las aleaciones fuer rico en Gd y/o Dy y/o Er.

Con referencia a la Tabla 3a, las Muestras la-lh demuestran que para aleaciones tipo WE43, las variaciones en el contenido conocido de HRE no proporcionan la mejora en las propiedades de tracción y de corrosión en el material forjado evidenciado por las Muestras 3a-3m de la presente invención. Las muestras comparativas 2a-2i indican cómo declina esta mejora y desaparece fuera de los límites de la presente invención.

La Tabla 3b muestra resultados similares para el material vaciado en el cual las Muestras A y C fueron aleaciones tipo WE43 y las Muestras B y D están dentro de la presente invención.

La Tabla 4 expone el área estimada y los datos de tamaño medio de las partículas encontradas en una selección de aleaciones. La técnica usada fue microscopía óptica usando software comercialmente disponible para analizar el área y tamaño de partícula por diferencia en la coloración de las partículas. Esta técnica no da un valor absoluto, pero da una buena estimación que se comparó con medición física de partículas aleatorias.

La Tabla 4 ilustra claramente una reducción en el número de partículas detectables en las aleaciones de esta invención, partículas que van a ser probablemente quebradizas .

La Figura 2 muestra microestructuras de dos Muestras comparativas la (Figura 2A) y Ib (Figura 2C) y dos muestras inventivas 3d (Figura 2B) y 3a (Figura 2D) después de la extrusión a 450 °C. Para este examen metalográfico de la condición como se extruye, los materiales se fundieron, se vaciaron, se homogeneizaron, se cortaron en lingotes y se extruyeron en barras. Entonces las muestras se cortaron, se incrustaron en resina epoxi, se desmerilaron, se pulieron a un acabado tipo espejo y se trataron químicamente con Nital al 2 % de acuerdo a técnicas metalográficas normales [G Petzow, Metallographisches, keramographisches und plastographisches Atzen, 2006] .

Como se puede ver de la Figura 2B, la aleación inventiva de magnesio tiene significativamente menos precipitados y un tamaño de grano ligeramente más grande después de la extrusión. La investigación adicional reveló que después de varios pasos de deformación y de los respectivos tratamientos térmicos intermedios, hubo significativamente menos y más pequeños precipitados en la muestra 3d y que el tamaño de grano de la muestra 3d aún es ligeramente mayor que para la muestra comparativa la que se procesó exactamente de la misma manera.

En una prueba preliminar, se vio que las aleaciones inventivas de magnesio son menos sensibles a variaciones de temperatura. En particular, el intervalo entre alargamiento uniforme y alargamiento a la fractura es más uniforme en comparación a las aleaciones convencionales de magnesio. Las aleaciones inventivas probaron ser blandas a una menor temperatura de recocido que las aleaciones convencionales, y de esta manera se mantuvo la ductilidad a un nivel más uniforme.

Además de la mejora de las propiedades mecánicas y a través de esta mejora en la procesabilidad, también se encontró para las aleaciones de la presente invención una mejora en las propiedades de corrosión como se presenta en la Tabla 3a. Para la prueba de corrosión en la condición como se extruye, los materiales en la Tabla 3a se extruyeron en barras. Entonces las muestras se trabajaron a máquina y se probaron en un ambiente de niebla con sal NaCl al 5 % durante 7 días de acuerdo con ASTM B117. El producto de corrosión se removió usando una solución hirviente de trióxido de cromo al 10 %. La pérdida de peso de las muestras se determinó y se expresa en mpy (milésimas de pulgada de penetración por año) .

Se puede ver que en promedio hay aproximadamente una mejora de cuatro veces en el desempeño de corrosión con niebla salina entre las aleaciones inventivas probadas y las muestras comparativas de la aleación tipo WE43.

El enlace entre la procesabilidad y ductilidad mejorada de las aleaciones de magnesio de la presente invención con respecto a las aleaciones tipo E43 y sus respectivas microestructuras se puede ver de una comparación a las Figuras 2A y 2C contra las Figuras 2B y 2D. Las Figuras 2A y 2C son micrografías que muestran el porcentaje de área de partículas claramente visibles en muestras de dos de las aleaciones tipo WE43 cuyos análisis se exponen en la Tabla 3a. Se señalará que el por ciento de área es mayor de 3 % . La presencia de esta cantidad de partículas grandes tiene el efecto de dotar a estas aleaciones con una ductilidad relativamente pobre. En contraste, las Figuras 2B y 2D muestran para las muestras de aleaciones de magnesio de la presente invención porcentajes de área de las partículas grandes menor de 1.5 %, que correlaciona con ductilidad significativamente mejorada.

Para el comportamiento del material de vaciado en arena, se hace referencia a la Tabla 3b y a la Figura 4. Ambas aleaciones se produjeron de una manera similar, específicamente las placas de vaciado en arena tratadas a la condición T4 , pero señalará que la cantidad de fase retenida quebradiza es significativamente menor en el ejemplo inventivo, D, que en la muestra C de aleación tipo E43. t I— ' o J1 Ln Tabla 3a Corr" Propiedades de Tracción Muestra Análisis Químico, % en peso Wlpy 3 0.2% YS UTS AlargaNo Nd miento Gd Dy Yb Er Sm La Ce Pr Al Fe TRE Mpa IMpa % 1a 4.0 2.15 0.53 0.19 0.23 0.07 0.11 0.06 0.07 0.00 0.01 0.07 0.002 0.74 40 ND ND ND 1b 3.9 2.2 0.56 0.28 0.30 0.03 0.09 0.03 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 0.73 56 209 298 19 1c 4.3 2.24 0.45 0.19 0.23 0.07 0.11 0.07 0.07 0.01 0.06 0.00 0.003 "?.81 ND 183 278 16 1d 4.0 2.26 0.50 0.16 0.20 0.06 0.11 0.06 0.07 0.78 0.00 0.01 0.003 "1.44 ND 191 283 19 1e 4.0 2.49 0.47 0.18 0.23 0.07 0.11 0.07 0.07 0.01 0.07 0.00 : 0.002 G0.81 ND 193 281 16 1f 3.7 2.14 0.47 0.29 0.32 0.04 0.08 0^05 0.05 ~ 0.01 0.06 0.00 . 0.003 "?.90 ND 179 271" 19 tg 4.2 2.3 0.44 0.18 0.22 0.06 o 11 0.07 0.07 0.01 0.07 0.00 0.002 r0.79 ND 188 283 17 1h 4.0 2.18 0.47 0.18 " 0.22 0.06 0.11 0.06 0.07 0.01 0.06 0.00 0.003 r0.77 ND 190 282 17 2a 4.0 2.3 0.53 5.90 0.01 0.00 0.02 0.04 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 5.97 14 254 333 18 2b 6.2 2.2 0.54 0.37 0.38 0.00 0.01 o" 00 0.00" 0.00 0.00 0.01 0.002 ?.76 24 231 323 20 2c 3.8 2.4 0.02 0.48 0.46 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.01 0.003 0.95 48 154 257 24 2d 3.9 2.4 0.02 0.50 0.50 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.01 0.003 ?.01 18 192 273 23 2e 4 4.1 2.38 0.01 0.49 0.48 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.99 348 326 376 12 2f5 3.7 2.1 0.02 0.47 0.46 0.00 0.01 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.004 0.96 315 202 283 24 2g e 4.5 4.45 0.61 0.81 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 0.81 35 243 304 12 2h 8.0 9 0.02 1.05 0.98 0.00 0.00 0.01 0.03 0.00 0.14 0.01 0.0017 2.21 8 262 329 2 2i 3.9 0.04 0.47 0.00 2.57 0.00 0.01 0.01 0.00 0.02 0.00 0.005 0.003 Z61 11 150 244 24 3a 4.2 2.4 0.52 0.48 0.48 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 0.98 12 202 290 25 3b 3.9 2.2 0.59 0.48 0.49 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 r0.98 9 208 286 28 3c 4.0 2.1 0.63 0.38 0.43 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.003 G0.82 7 233 296 25 3d 4.1 2.32 0.55 0.65 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.002 F0.67 10 193 283 27 3e 3.8 2.2 0.58 0.00 0.54 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 r0.55 8 204 279 25 3f 4.3 2.3 0.55 0.54 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 0.55 6 212 292 24 3g 3.9 2.4 0.42 0.45 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.24 0.001 0.46 6 187 263 26 3h 4.2 2.3 0.52 1.53 1.50 0.00 0.01 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 3.06 13 223 307 24 3¡ 4.0 1.6 0.59 0.40 0.45 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.002 0.87 14 193 270 27 3j 3.6 2.0 0.6 0.43 0.46 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.003 0.87 10 198 276 28 3k 4.3 2.3 0.59 0.54 0.00 0.00 0.47 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.002 1.01 8 198 286 26 31 4.0 2.4 0.60 0.00 0.00 0.00 1.74 0.00 0.000 0.00 0.00 0.01 0.002 1.74 15 217 294 23 3m 3.9 0.07 0.46 2.80 0.00 0.00 0.01 0.02 0.00 0.04 0.00 0.008 0.003 2.87 11 152 250 25 o tn o tn Nota 1.- TRE.- Tierras Raras Totales (RE y HRE) mostradas, es decir Gd, Dy, Yb, Er, Sra, La, Ce, Pr Nota 2.- Otra HRE adicional también presente en estos ejemplos, que varía de 10-30% de la suma de Gd, Dy, Yb, Er, Sm Nota 3.- Corrosión en niebla salina de acuerdo con ASTM B117 Nota 4.- Contiene 2.1% de Zn y 1.34% de n Nota 5.- Contiene 0.46% de Mn Nota 6.- Contiene 0.02% de Mn y 0.17% de Zn Tabla 3b Nota 1.- TRE.- Tierras Raras Totales (RE y HRE) mostradas, es decir Gd, Dy, Yb, Er, Sm, La, Ce, Pr Nota 2.- Otra HRE adicional también presente en estos ejemplos, que varía de 10-30% de la suma de Gd, Dy, Yb, Er, Sm Nota 3.- Aleación tipo WE43, no de la invención Nota 4. - No de la invención Tabla 4 Muestra No. Área de partículas Diámetro como porcentaje de Medio matriz (%) (micrones) Aleación tipo E la 5.8 4.3 Ib 3.5 2.6 Fuera de la invención 2c 5.3 2.4 2g 21.8 3.6 Dentro de la invención 3a 1.1 6.9 3d 0.7 2.4 3e 1.7 2.6 3f 1.5 3 3h 1.1 1.2 3k 0.5 1.2 31 2.5 3.7 3m <0.5 0.8

Claims (25)

REIVINDICACIONES

1. Una aleación de magnesio adecuada para el uso como una aleación de forjado, caracterizada porque consiste de: Y : 2.0-60 % en peso Nd: 0.05-4.0 % en peso Gd: 0-1.0 %. en peso Dy : 0-1.0 % en peso Er : 0-1.0 % en peso Zr: 0.05-1.0 % en peso Zn + n: < 0.11 % en peso, Yb: 0-0.02 % en peso Sm: 0-0.04 % en peso, Al : < 0.3 % en peso, Li : < 0.2 % en peso cada uno de Ce, La, Zn, Fe, Si, Cu, Ag y Cd individualmente: 0-0.06 % en peso, Ni: 0-0.003% en peso, opcionalmente tierras raras y tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0.5 % en peso, el resto que es magnesio e impurezas incidentales hasta un total de 0.3 % en peso en donde el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0.3-1.0 % en peso, y en donde la aleación exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 56 Mpy.

2. Una aleación de conformidad con la reivindicación 1, la aleación está caracterizada porque exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 40 Mpy.

3. Una aleación de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con ASTM B117 de menos de 30 Mpy.

. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el porcentaje de área de cualquiera de las partículas precipitadas formadas durante el procesamiento de la aleación, que tienen un tamaño promedio de partícula de entre 1 y 15 µ?t? es menos de 3 % .

5. Una aleación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las partículas son ricas en Nd, tal que las partículas tiene un porcentaje de composición de Nd mayor que el porcentaje de composición de cualquier otro elemento en la partícula.

6. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un 0.2%YS>150MPa.

7. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene propiedades mecánicas en el estado como se extruye a temperatura ambiente que cumplen con las normas definidas por ASTM B107/B 107M-07.

8. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque Yb está presente en una cantidad de menos de 0.01 % en peso.

9. Una aleación de magnesio adecuada para el uso como una aleación de vaciado, caracterizada porque consiste de: Y: 2.0-60 % en peso Nd 0.05-4.0 % en peso Gd 0-1.0 % en peso Dy 0-1.0 % en peso Er 0-1.0 % en peso Zr 0.05-1.0 % en peso Zn + Mn: < 0.11 % en peso, Yb : 0- 0.01 % en peso Sm: 0-0.04 % en peso, Al: < 0.3 % en peso, Li : < 0.2 % en peso cada uno de Ce, La, Zn, Fe, Si, Cu, Ag y Cd individualmente: 0-0.06 % en peso, Ni: 0-0.003 % en peso, opcionalmente tierras raras y tierras raras pesadas diferentes de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0.5 % en peso, y el resto que es magnesio e impurezas incidentales hasta un total de 0.3 % en peso, en donde el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0.3-1.0 % en peso, y en donde cuando la aleación está en la condición T4 o T6 , el porcentaje de área de cualquiera de las partículas precipitadas que tienen un tamaño promedio de partícula de entre 1 y 15 µp? es menos de 3 % .

10. Una aleación de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque exhibe una proporción de corrosión como se mide de acuerdo con AST B117 de menos de 30 Mpy.

11. Una aleación de conformidad con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizada porque estas partículas son ricas en Nd, tal que las partículas tienen un porcentaje de composición de Nd mayor que el porcentaje de composición de cualquier otro elemento en las partículas.

12. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido de Y es 3.5-4.5 % en peso.

13. Una aleación de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el contenido de Y es 3.7-4.3 % en peso.

14. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido de Nd es 1.5-3.5 % en peso.

15. Una aleación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el contenido de Nd es 2.0-3.0 % en peso.

16. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido de Zr es 0.1-0.7 % en peso.

17. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0.5-1.0 % en peso .

18. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido total de Gd, Dy y Er es menos de 0.6 % en peso.

19. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido total de Nd, Gd, Dy y Er está en el intervalo de 2.0-5.5 % en peso .

20. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido total de tierras raras (excluyendo Y y Nd) diferente de Gd, Dy y Er es menos de 13 % del peso total de Gd, Dy y Er.

21. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque Sm está presente en una cantidad de menos de 0.02 % en peso.

22. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un contenido de magnesio de menos de 91 % en peso.

23. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cuando la aleación está en la condición T4 o T6, el porcentaje de área de cualquiera de las partículas precipitadas que tienen un tamaño promedio mayor de 1 µ?? y menos de 15 µ?? es menos de 1.5 %.

24. Una aleación de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque cuando la aleación está en la condición T4 o T6 , el porcentaje de área de las partículas que tienen un tamaño promedio mayor de 1 µ?? y menor de 7 µt? es menos de 3 % .

25. Una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se vacía y/o trata térmicamente y/o forja y/o usa como una aleación base para un producto compuesto de matriz metálica.