PL235070B1 - Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting - Google Patents
Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting Download PDFInfo
- Publication number
- PL235070B1 PL235070B1 PL424338A PL42433818A PL235070B1 PL 235070 B1 PL235070 B1 PL 235070B1 PL 424338 A PL424338 A PL 424338A PL 42433818 A PL42433818 A PL 42433818A PL 235070 B1 PL235070 B1 PL 235070B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- alloy
- solid
- ultra
- liquid
- casting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego.The present invention relates to an ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting.
Stopy magnezu są szeroko stosowanym materiałem konstrukcyjnym z uwagi na niską gęstość bezwzględną przy relatywnie wysokim stosunku wytrzymałości do plastyczności. Ich zastosowanie ma korzystny wpływ na zmniejszenie zużycia energii, co w konsekwencji prowadzi do rosnącej licznych aplikacji, które w niektórych sektorach produkcji wynoszą 10% rocznie. Stopy z układu magnez-lit (Mg-Li) są najlżejsze spośród wszystkich używanych stopów Mg. Ich gęstość waha się międzyMagnesium alloys are a widely used construction material due to their low absolute density with a relatively high strength-to-plastic ratio. Their use has a positive effect on reducing energy consumption, which in turn leads to an increasing number of applications, which in some production sectors amount to 10% per year. The magnesium-lithium (Mg-Li) alloys are the lightest of all the Mg alloys used. Their density varies between
I, 3 a 1,5 g/cm3, co prowadzi do zmniejszenia masy elementów konstrukcyjnych o około 20% w porównaniu do stopu AZ91. Lit w ilości powyżej 5% wag. pozytywnie wpływa również na plastyczność stopu prowadząc do powstania struktury dwufazowej a(HCP) + 3(BCC).I, 3 and 1.5 g / cm 3 , which leads to a weight reduction of the structural elements by about 20% compared to the AZ91 alloy. Lithium in an amount greater than 5 wt.% it also positively influences the plasticity of the alloy, leading to the formation of a two-phase structure a (HCP) + 3 (BCC).
Do stopów magenzu stosuje się dodatki stopowe takie jak: Al, Ca, Si, Mn, Sn, Zn, które zwiększają odporność korozyjną oraz podwyższają własności mechaniczne.The following alloying elements are used for magenzium alloys, such as: Al, Ca, Si, Mn, Sn, Zn, which increase the corrosion resistance and increase the mechanical properties.
Z opisu zgłoszenia nr US20160153075A1 znany jest stop z układu Mg-Li-AI o szerokim zakresie stało-ciekłym i składzie chemicznym w % wagowych: 6-12% Li, 1-10% Al, 0,2-3% Zn, Mn < 0,3%, Si < 0,2%, Ca <1%, Sn < 1%, reszta Mg (osnowa).From the application description No. US20160153075A1, an alloy from the Mg-Li-Al system with a wide solid-liquid range and chemical composition in% by weight is known: 6-12% Li, 1-10% Al, 0.2-3% Zn, Mn < 0.3%, Si <0.2%, Ca <1%, Sn <1%, the rest is Mg (matrix).
W publikacji pt. “Effects of Sc addition and annealing treatment on the microstructure and mechanical properties of the as-rolled Mg-3Li alloy” autorstwa G. Sha, X. Sun, T. Liu, Y. Zhu i T. Yu,In the publication entitled "Effects of Sc addition and annealing treatment on the microstructure and mechanical properties of the as-rolled Mg-3Li alloy" by G. Sha, X. Sun, T. Liu, Y. Zhu and T. Yu,
J. Mater. Sci. Technol. 27 (2011) 753-758, ujawniono stop Mg96Li3Sc1 (% wag.) po procesie walcowania. Zawierał on zaledwie 1% wag. skandu oraz zbyt niską zawartość litu aby nadawać się do procesu formowania ze stanu stało-ciekłego z uwagi na wąski zakres temperatur solidus-likwidus.J. Mater. Sci. Technol. 27 (2011) 753-758, a Mg96Li3Sc1 alloy (wt%) is disclosed after the rolling process. It contained only 1 wt. scandium, and too low a lithium content to be suitable for a solid-liquid forming process due to the narrow solidus-liquidus temperature range.
Z układu równowagi Mg-Sc przedstawionego na stronie internetowej http://www.himikatus.ru/ art/phase-diagr1/Mg-Sc.php wynika, że przy dodatku skandu do zawartości ~8,7% at. (~15,5% wag.), tj. do zakresu występowania przemiany podperytektycznej, zwiększa się odstęp pomiędzy likwidusem a solidusem. Ze względu na zmienną rozpuszczalność skandu w magnezie istnieje również możliwość utwardzania dyspersyjnego, a zatem podniesienia wytrzymałości stopu.The Mg-Sc equilibrium system presented on the website http://www.himikatus.ru/ art / phase-diagr1 / Mg-Sc.php shows that with the addition of scandium to the content of ~ 8.7% at. (~ 15.5 wt.%), Ie to the extent of the occurrence of the sub-ectectic transition, the gap between liquidus and solidus increases. Due to the variable solubility of scandium in magnesium, there is also the possibility of dispersion hardening and therefore increasing the melt strength.
Znany jest ze zgłoszenia CN103031474A stop magnezowo-litowy, który zawiera następujące składniki w % wagowych: 8-12% Li, 6-8% Al, 1-3% Zn, 0,01-0,2% Ca, 0,01-0,2% Mn, 1-2% Sc i reszta Mg, przy czym zawartość Cu jest mniejsza niż 0,01%, ilość Fe jest mniejsza niż 0,005%, a koncentracja Ni jest mniejsza niż 0,005%. Rozwiązanie wg powyższego zgłoszenia dotyczy stopu przeznaczonego do procesów przeróbki plastycznej (wyciskanie lub walcowanie) w stanie stałym.A magnesium-lithium alloy is known from the application CN103031474A, which contains the following components in% by weight: 8-12% Li, 6-8% Al, 1-3% Zn, 0.01-0.2% Ca, 0.01- 0.2% Mn, 1-2% Sc and the rest of Mg, the Cu content is less than 0.01%, the amount of Fe is less than 0.005% and the Ni concentration is less than 0.005%. The solution according to the above application concerns an alloy intended for plastic processing (extrusion or rolling) in the solid state.
Ze zgłoszenia patentowego WO2017065208A1 znany jest stop magnezu, którego skład jakościowo-ilościowy, wyrażony w procentach wagowych, wynosi: 21-44% Sc, 0,0-2,7% Li, 0,01-9,9% Al, 0,01-21% Zn, 0,01-26,6% Y, 0,01-30,5% Ag, 0,01-31,8% In, 0,01-32,6% Sn, 0,01-46% Bi, reszta Mg. Stop ten stosowany jest po odkształcaniu plastycznym w fazie stałej lub po odlewaniu z prędkością większą niż 1000°C/min, dzięki czemu wykazuje on efekt super sprężysty lub efekt pamięci kształtu (materiał o właściwościach funkcjonalnych).From the patent application WO2017065208A1, a magnesium alloy is known, the qualitative and quantitative composition of which, expressed as percentage by weight, is: 21-44% Sc, 0.0-2.7% Li, 0.01-9.9% Al, 0, 01-21% Zn, 0.01-26.6% Y, 0.01-30.5% Ag, 0.01-31.8% In, 0.01-32.6% Sn, 0.01- 46% Bi, the rest Mg. This alloy is used after plastic deformation in the solid phase or after casting at a speed greater than 1000 ° C / min, thanks to which it exhibits a super elastic effect or shape memory effect (material with functional properties).
W technologii odlewania stopów magnezu materiał wsadowy przetapiany jest najczęściej w piecach oporowych lub indukcyjnych, następnie ciekły stop odlewany jest grawitacyjnie do form piaskowych lub kokilowych, albo pod ciśnieniem do form kokilowych lub wtryskowych, wykorzystując wymuszony ruchu metalu ciśnieniem wywołanym ruchem tłoka prasującego maszyny odlewniczej. W odlewnictwie ciśnieniowym wypełnianie wnęki formy przebiega w sposób turbulentny, któremu towarzyszą zjawiska rozpylania, zawirowania, rozbijania i mieszania się strug ciekłego metalu. Konsekwencją takiego sposobu wypełniania wnęki formy są niejednorodności strukturalne odlewów w postaci pęcherzy gazowych, rozdzielenia faz i wtrąceń niemetalicznych.In the magnesium alloy casting technology, the batch material is most often smelted in resistance or induction furnaces, then the liquid alloy is cast by gravity into sand or die molds, or under pressure into die or injection molds, using the forced movement of the metal by the pressure caused by the movement of the pressing piston of the casting machine. In pressure die casting, the filling of the mold cavity takes place in a turbulent manner, accompanied by the phenomena of spraying, swirling, breaking and mixing of the molten metal streams. The consequence of this method of filling the mold cavity is the structural heterogeneity of the castings in the form of gas bubbles, phase separation and non-metallic inclusions.
Konkurencyjnym procesem do tradycyjnego odlewania jest formowanie tiksotropowe, które prowadzone jest w zakresie temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem i przy odpowiednio przygotowanej strukturze wyjściowej, która składa się z globularnych ziaren fazy stałej (nie roztopionej podczas procesu) otoczonej przez fazę ciekłą. Dzięki unikalnym właściwościom reologicznym stopów w stanie stało-ciekłym, polegającym na spadku lepkości pod wpływem naprężeń ścinających, możliwe jest uzyskanie laminarnego przepływu do formy podczas procesu odlewania. Powyższe czynniki prowadzą do redukcji porowatości, homogenizacji składu chemicznego a w konsekwencji do wyższych własności mechanicznych otrzymanych elementów niż przy odlewaniu grawitacyjnym lub ciśnieniowym.A competing process to traditional casting is thixotropic molding, which is carried out in the temperature range between the solidus and liquidus and with a properly prepared initial structure, which consists of globular grains of the solid phase (not melted during the process) surrounded by a liquid phase. Due to the unique rheological properties of solid-liquid alloys, i.e. viscosity decrease under the influence of shear stresses, it is possible to obtain laminar flow into the mold during the casting process. The above factors lead to a reduction in porosity, homogenization of the chemical composition and, consequently, to higher mechanical properties of the obtained elements than in gravity or pressure casting.
Przy kształtowaniu tiksotropowym stopów metali wyróżnia się zasadniczo dwie operacje: l - wytworzenie struktury tiksotropowej, ll - formowanie stało-ciekłej zawiesiny o globularnym ziarnie i ściśle określonym udziale fazy ciekłej. Strukturę tiksotropową można otrzymać z fazy ciekłej podczasIn the thixotropic shaping of metal alloys, basically two operations are distinguished: l - formation of a thixotropic structure, ll - formation of a solid-liquid suspension with globular grain and a precisely defined proportion of the liquid phase. The thixotropic structure can be obtained from the liquid phase during
PL 235 070 B1 chłodzenia w procesie tzw. reoformowania. Proces ten polega na chłodzeniu stopu z fazy ciekłej do zakresu stało-ciekłego przy jednoczesnym wykonywaniu dodatkowych czynności mających na celu uzyskanie struktury bez udziału dendrytów (najczęściej poprzez mechaniczne lub elektromagnetyczne mieszanie, przelewanie przez pochyloną rynnę, modyfikację lub szybką krystalizację), a następnie kształtowaniu. Proces ten prowadzi się zwykle w zakresie występowania fazy ciekłej od 50 do 90%, przy czym tiksoformowanie polega na przygotowaniu materiału wyjściowego w oddzielnej operacji. Odbywa się to najczęściej poprzez odkształcanie plastyczne w fazie stałej tub zastosowanie jednej z metod wytwarzania struktury globularnej podczas chłodzenia z fazy ciekłej. Następnie przygotowany wcześniej wsad jest ponownie podgrzewany do stanu stało-ciekłego i kształtowany (przy udziale fazy ciekłej 15-60%).PL 235 070 B1 cooling in the so-called reoforming. This process consists in cooling the melt from the liquid phase to the solid-liquid range while performing additional activities aimed at obtaining a structure without the participation of dendrites (most often by mechanical or electromagnetic mixing, pouring through an inclined gutter, modification or rapid crystallization), and then shaping. This process is usually carried out in the range of the liquid phase from 50 to 90%, and thixoforming consists in preparing the starting material in a separate operation. This is most often done by plastic deformation in the solid phase of tubes using one of the methods of producing a globular structure during cooling from the liquid phase. Then, the previously prepared charge is reheated to a solid-liquid state and shaped (with a liquid phase fraction of 15-60%).
Zgodnie z wynalazkiem ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego, zawierający lit i skand, charakteryzuje się tym, że ma następujący skład chemiczny w % wagowych: 6-15% Li, 1,1-15% Sc, reszta Mg.According to the invention, the ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting containing lithium and scandium is characterized by having the following chemical composition in wt%: 6-15% Li, 1.1-15% Sc, the rest Mg.
Korzystnie, ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego dodatkowo zawiera: 0,1-4% Al, 0,1-6% Zn, 0,1-2,5% Mn, 0,1-1,5% Si, Ca < 1,5% i Sn < 2%.Preferably, the ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting additionally comprises: 0.1-4% Al, 0.1-6% Zn, 0.1-2.5% Mn, 0.1-1.5% Si, Ca <1.5% and Sn <2%.
W powyższym stopie temperatura pomiędzy likwidusem a solidusem jest co najmniej równa 30°C. Dodatek skandu do stopu Mg-Li umożliwia powstanie struktury dwufazowej oraz prowadzi do uzyskania efektu umocnienia poprzez utwardzanie wydzieleniowe, jak też podnosi odporność korozyjną, która dla stopu Mg-Li jest bardzo niska. Wpływ skandu jest raczej neutralny na zakres temperatury pomiędzy solidusem a likwidusem. Obecność cynku zwiększa odporność korozyjną oraz obniża temperaturę topienia a także poszerza zakres stało-ciekły. Skand pozwala na umocnienie wydzieleniowe i stabilizuje fazę β, natomiast aluminium zwiększa wytrzymałość, stabilizuje fazę β oraz obniża zakres stało-ciekły. Niewielka ilość manganu może być dodana w celu podwyższenia własności mechanicznych oraz antykorozyjnych, natomiast wprowadzenie krzemu do stopów magnezu podwyższa ich własności mechaniczne. Wapń zapobiega zapalaniu się stopu, zaś cyna podwyższa własności w wysokich temperaturach oraz obniża temperaturę topnienia.In the above alloy the temperature between the liquidus and solidus is at least equal to 30 ° C. The addition of scandium to the Mg-Li alloy enables the formation of a two-phase structure and leads to the strengthening effect through precipitation hardening, as well as increases the corrosion resistance, which is very low for the Mg-Li alloy. The effect of scandium is rather neutral on the temperature range between solidus and liquidus. The presence of zinc increases the corrosion resistance and lowers the melting point, and also extends the solid-liquid range. Scandium allows for precipitation strengthening and stabilizes the β phase, while aluminum increases the strength, stabilizes the β phase and reduces the solid-liquid range. A small amount of manganese can be added to increase the mechanical and anti-corrosion properties, while the addition of silicon to magnesium alloys increases their mechanical properties. Calcium prevents the alloy from igniting, while tin improves the properties at high temperatures and lowers the melting point.
Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony w poniższych przykładach wykonania wraz z załączonymi rysunkami.The subject matter of the invention is explained in more detail in the following exemplary embodiments together with the attached drawings.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 88% Mg, 9% Li, 3% Sc.The ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the contents of which are given in% by weight: 88% Mg, 9% Li, 3% Sc.
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się z następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 88% Mg, 9% Li, 6% Sc.The ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the contents of which are given in% by weight: 88% Mg, 9% Li, 6% Sc.
P r z y k ł a d IIIP r x l a d III
Ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się z następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 80% Mg, 14% Li, 6% Sc.The ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the contents of which are given in% by weight: 80% Mg, 14% Li, 6% Sc.
P r z y k ł a d IVP r x l a d IV
Ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się z następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 85% Mg, 9% Li, 5% Sc.The ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the contents of which are given in% by weight: 85% Mg, 9% Li, 5% Sc.
P r z y k ł a d VP r z k ł a d V
Ultra-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się z następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 75% Mg, 9% Li, 6% Sc, 2% Al, 4% Zn, 0,5% Mn, 0,5% Si, 0,2% Ca i 2% Sn.Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the content of which is given in% by weight: 75% Mg, 9% Li, 6% Sc, 2% Al, 4% Zn, 0.5% Mn, 0, 5% Si, 0.2% Ca and 2% Sn.
P r z y k ł a d VIP r x l a d VI
Ultra a-lekki stop magnezu do odlewania tiksotropowego składa się składa się z następujących pierwiastków, których zawartość jest podana w % wagowych: 78% Mg, 9% Li, 6% Sc, 2% Al, 2,5% Zn, 0,5% Mn, 0,5% Si, 0,5% Ca i 1% Sn.Ultra a-light magnesium alloy for thixotropic casting consists of the following elements, the content of which is given in% by weight: 78% Mg, 9% Li, 6% Sc, 2% Al, 2.5% Zn, 0.5 % Mn, 0.5% Si, 0.5% Ca and 1% Sn.
Dla stopów o składzie Mg88Li9Sc3, zakres stało-ciekły 48°C, oraz Mg85Li9Sc6, zakres stało-ciekły 57°C, po procesie odlewania ze stanu stało-ciekłego przy zawartości fazy ciekłej 25%, zbadano ich mikrostrukturę przedstawioną na fig. 1a i 1b. Struktura globularna przygotowana została metodą odkształcenia plastycznego na gorąco (Strain Induced and Melting Activation). Możliwe jest również uzyskanie struktury globularnej w zakresie temperatur topienia poprzez odkształcenie plastyczne na zimno (Recrystalization and Partial Remelting), lub bezpośrednio z fazy ciekłej przy zastosowaniu złożonej metody mieszania mechanicznego. Na fig. 1a i 1b widoczna jest struktura dwufazowa, składajaca się z globularnych ziaren wzbogaconych w Sc otoczonych przez niżej topliwą fazę wzbogacoFor the alloys with the composition Mg88Li9Sc3, solid-liquid range 48 ° C, and Mg85Li9Sc6, solid-liquid range 57 ° C, after a solid-liquid casting process with a liquid phase content of 25%, their microstructure shown in Figures 1a and 1b was examined. . The globular structure was prepared by the method of hot plastic deformation (Strain Induced and Melting Activation). It is also possible to obtain a globular structure in the range of melting points by cold plastic deformation (Recrystalization and Partial Remelting), or directly from the liquid phase using a complex method of mechanical mixing. Figures 1a and 1b show a two-phase structure consisting of Sc-enriched globular grains surrounded by a lower melting phase enriching it.
PL 235 070 B1 ną w Li. Proces może być prowadzony przy udziale fazy ciekłej w zakresie od 5-95%. Próbki odlewane były do stalowej jak również miedzianej matrycy, co pozwala na otrzymanie szybkości chłodzenia w zakresie 10-300oC/s. Warunki procesu (wysoka szybkość chłodzenia, podwyższona dyfuzja pierwiastków w temperaturach odlewania i odpowiedni skład chemiczny stopu) pozwalają na uzyskanie przesyconego roztworu stałego i osiągnięcie twardości w stanie po odlewaniu tikstropowym w graniach 68-85 HV, odpowiednio dla stopów zawierających 3% wag. Sc i 6% wag. Sc.PL 235 070 B1 in Li. The process can be carried out with the participation of the liquid phase in the range of 5-95%. The samples were cast into a steel as well as a copper matrix, which allows to obtain a cooling rate in the range of 10-300 o C / s. The process conditions (high cooling rate, increased diffusion of elements at casting temperatures and the appropriate chemical composition of the alloy) allow obtaining a supersaturated solid solution and achieving a hardness after thistoping in the 68-85 HV range, respectively for alloys containing 3 wt. Sc and 6 wt.%. Sc.
Fig. 2a-c przedstawiają wyniki badań DSC (metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej) dla stopów na bazie Mg-Li oraz Mg-Li-Sc. Krzywe na fig. 2a ilustrują zależność udziału fazy ciekłej w funkcji temperatury dla stopu Mg91 Li9 oraz Mg86Li14 potwierdzając, że lit korzystnie wpływa na poszerzenie zakresu stało-ciekłego. Na fig. 2b przedstawiono krzywe przepływu ciepła otrzymane podczas ciągłego nagrzewania z zaznaczonymi temperaturami początku i końca topnienia (solidus-likwidus) dla Mg91Li9, Mg88Li9Sc3 i Mg85Li9Sc6. W oparciu o analizę potwierdzony został niemal neutralny wpływ skandu na zakres stało-ciekły. Fig. 2c przedstawia natomiast krzywe przepływu ciepła dla Mg86Li14 oraz Mg80Li14Sc6 z zaznaczonymi temperaturami solidus-likwidus. Wykazano, że przy wysokiej zawartości Li (14% wag.) i Sc (6% wag.) zakres stało ciekły nie ulega znaczącym zmianom. Przeprowadzone badania na stopie bazowym o składzie (w % wag.): 86-91% Mg, 9-14% Li oraz 3-6% Sc wskazują na zakres temperatur pomiędzy likwidusem a solidusem wynoszący co najmniej 30°C, co pozwala na przeprowadzenie procesu formowania tikstropowego. Niemniej jednak poszerzenie zakresu zawartości litu do 6-15%, przy udziale skandu 1,1-15%, pozwala na uzyskanie szerszego zakresu stało-ciekłego oraz struktury dwufazowej w stanie po odlaniu. W stopie trójskładnikowym Mg85Li9Sc5 (odlewanym grawitacyjnie a następnie poddanym odkształceniu na gorąco) zakres stało ciekły wynosi 54°C. Jego poszerzenie możliwe jest poprzez wprowadzenie, między innymi, Al, Ca, Sn oraz Zn, które to pierwiastki prowadzą do zwiększenia zakresu temperatur solidus-likwidus, obniżenia temperatury obszaru stało-ciekłego (za wyjątkiem Al) oraz utworzenia eutektyki, przez co możliwe jest poszerzenie zakresu stało-ciekłego do wartości powyżej 75°C, tak jak ma to miejsce w przykładowym stopie Mg75.8Li9Sc6AI2Zn4Mn0.5Si0.5Ca0.2Sn2 (odlanym grawitacyjnie i odkształconym na gorąco). Innym przykładem jest stop Mg78Li9Sc6AI2Zn2.5Mn0.5Si0.5Ca0.5Sn1 (odlany grawitacyjnie i odkształcony na gorąco), który charakteryzuje się szerokością zakresu stało-ciekłego powyżej 60oC i strukturą dwufazową składającą się z globularnych ziaren roztworu stałego otoczonych przez mieszaninę eutektyczną (po schłodzeniu z zakresu temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem). Inne pierwiastki obecne w stopie, tj. Mn i Si, mają wpływ przede wszystkim na podwyższenie własności mechanicznych.Figures 2a-c show the results of DSC (Differential Scanning Calorimetry) tests for alloys based on Mg-Li and Mg-Li-Sc. The curves in Fig. 2a illustrate the dependence of the liquid phase as a function of temperature for the Mg91 Li9 and Mg86Li14 alloys, confirming that lithium has a positive effect on broadening the solid-liquid range. Fig. 2b shows the heat flow curves obtained during continuous heating with the melting start and end (solidus-liquidus) temperatures for Mg91Li9, Mg88Li9Sc3 and Mg85Li9Sc6 marked. Based on the analysis, the almost neutral effect of the scandium on the solid-liquid range was confirmed. Fig. 2c shows the heat flow curves for Mg86Li14 and Mg80Li14Sc6 with solidus-liquidus temperatures marked. It has been shown that with the high content of Li (14 wt.%) And Sc (6 wt.%), The range of the solid liquid does not change significantly. The tests carried out on the base alloy with the composition (in wt.%): 86-91% Mg, 9-14% Li and 3-6% Sc indicate the temperature range between liquidus and solidus amounting to at least 30 ° C, which allows for ticstrop molding process. Nevertheless, widening the range of lithium content to 6-15%, with a scandium fraction of 1.1-15%, allows for a wider solid-liquid range and a two-phase structure in the cast state. In the Mg85Li9Sc5 ternary alloy (gravity cast followed by hot deformation), the solid liquid range is 54 ° C. Its extension is possible by introducing, among others, Al, Ca, Sn and Zn, which elements lead to an increase in the solidus-liquidus temperature range, a decrease in the solid-liquid area temperature (except for Al) and the creation of a eutectic, which makes it possible to expand in the solid-liquid range to values above 75 ° C, as is the case in the example alloy Mg75.8Li9Sc6AI2Zn4Mn0.5Si0.5Ca0.2Sn2 (gravity cast and hot deformed). Another example is the alloy Mg78Li9Sc6AI2Zn2.5Mn0.5Si0.5Ca0.5Sn1 (gravity cast and hot deformed), which is characterized by a wide solid-liquid range above 60 ° C and a two-phase structure consisting of globular grains of a solid solution surrounded by a eutectic mixture (after cooling temperature range between solidus and liquidus). Other elements present in the alloy, ie Mn and Si, primarily contribute to increasing the mechanical properties.
Zaproponowane stopy są lekkie (< 1,5 g/cm3) i odpowiednio wytrzymałe do zastosowań w urządzeniach mobilnych, jak również jato elementy konstrukcyjne.The proposed alloys are light (<1.5 g / cm 3 ) and suitably strong for use in mobile devices, as well as structural elements.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424338A PL235070B1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424338A PL235070B1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424338A1 PL424338A1 (en) | 2019-07-29 |
| PL235070B1 true PL235070B1 (en) | 2020-05-18 |
Family
ID=67384325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424338A PL235070B1 (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Ultra-light magnesium alloy for thixotropic casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235070B1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103031474A (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 比亚迪股份有限公司 | Magnesium lithium alloy |
| CN103290287A (en) * | 2013-06-17 | 2013-09-11 | 内蒙古五二特种材料工程技术研究中心 | Rare earth magnesium-lithium alloy sheet and preparation method thereof |
| TWI537395B (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-11 | 安立材料科技股份有限公司 | Magnesium alloy |
| JP6497686B2 (en) * | 2015-10-13 | 2019-04-10 | 国立大学法人東北大学 | Magnesium alloy exhibiting superelastic effect and / or shape memory effect |
-
2018
- 2018-01-22 PL PL424338A patent/PL235070B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424338A1 (en) | 2019-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shin et al. | Castability and mechanical properties of new 7xxx aluminum alloys for automotive chassis/body applications | |
| Haghdadi et al. | The semisolid microstructural evolution of a severely deformed A356 aluminum alloy | |
| Turen | Effect of Sn addition on microstructure, mechanical and casting properties of AZ91 alloy | |
| Samuel et al. | Role of modification and melt thermal treatment processes on the microstructure and tensile properties of Al–Si alloys | |
| Hassas-Irani et al. | Microstructure evolution and semi-solid deformation behavior of an A356 aluminum alloy processed by strain induced melt activated method | |
| Taghaddos et al. | Effect of iron-intermetallics on the fluidity of 413 aluminum alloy | |
| CN103290265B (en) | Die-cast zinc alloy with high flowability and preparation method thereof | |
| Yan et al. | Effects of lanthanum addition on microstructure and mechanical properties of as-cast pure copper | |
| CN105088033A (en) | Aluminium alloy and preparation method thereof | |
| CN108385007A (en) | A kind of high performance heat resistant deformed magnesium alloy material of low cost and preparation method thereof | |
| Haghparast et al. | Effect of the strain-induced melt activation (SIMA) process on the tensile properties of a new developed super high strength aluminum alloy modified by Al5Ti1B grain refiner | |
| CN113969366A (en) | High-strength and high-toughness cast aluminum alloy and preparation method thereof | |
| Wang et al. | Microstructures and mechanical properties of semi-solid squeeze casting ZL104 connecting rod | |
| CN114457263A (en) | High-strength high-toughness high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy and manufacturing method thereof | |
| Zhang et al. | Effects of isothermal process parameters on the microstructure of semisolid AZ91D alloy produced by SIMA | |
| CN107447144A (en) | A kind of heat-resistant rare earth aluminium alloy and preparation method thereof | |
| Ming et al. | Solidification behavior of 6061 wrought aluminum alloy during rheo-diecasting process with self-inoculation method | |
| Podprocká et al. | Iron intermetallic phases in the alloy based on Al-Si-Mg by applying manganese | |
| CN102644013A (en) | High-strength and high-elongation cast magnesium alloy and production method thereof | |
| Tissier et al. | Magnesium rheocasting: a study of processing-microstructure interactions | |
| CN105525159A (en) | A357 aluminum alloy material containing alterant Sr and Ti and preparation method thereof | |
| CN112981212B (en) | Preparation method of non-equiatomic ratio high-entropy alloy semi-solid thixotropic blank | |
| WO2011011383A1 (en) | High strength, creep resistant zinc alloy | |
| Benjunior et al. | Direct thermal method pouring temperature and holding time effect on aluminium alloy 6061 microstructure | |
| CN109182804A (en) | A kind of high intensity aluminum bronze line aluminium alloy preparation method |