lllagnesiumlegierung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige Magnesiumlegierung ho her Festigkeit, die sich mit Vorteil im Fahr zeug- und Flugzeugbau verwenden lässt.
Die bisher bekannten üblichen Magne- siumlegierungen besitzen entweder bei brauchbarer Korrosionsbeständigkeit Festig keitseigenschaften, die nicht wesentlich über 30 kg/mm' liegen, oder bei höheren Festig- keiten,(um 38 kg/mmz), die durch thermische Vergütung oder weitere Legierungskomponen ten erzielt werden, eine ungenügende Korro sionsbeständigkeit.
Dabei fällt besonders ins Gewicht, dass die Legierungen hoher Festig keit nicht nur eine mangelnde Oberflächen korrosionsbeständigkeit besitzen, sondern die gefürchtete Spannungsempfindliehkeit und interkristalline Korrosion aufweisen.
Es ist bisher noch nicht gelungen, Magne- siumlegierungen brauchbarer Korrosionsbe ständigkeit mit gleichzeitig hohen Festig keitseigenschaften herzustellen. Wohl kann man die Korrosionsbeständigkeit,der Magne- siumlegierungen durch Manganzusatz verbes sern; jedoch geht diese Verbesserung auf Kosten der mechanischen Eigenschaften, insbesondere,der Zähigkeit.
Ausserdem wird die Spannungsempfindlichkeit und Neigung zur interkristallinen Korrosion der Magne- siumlegierungen hoher Festigkeit durch Man ganzusatz nicht verhindert, da die Ausschei dungen der festigkeits-teigernden Bestandteile in den Korngrenzen nicht unterdrückt werden oder die härtende Komponente nicht homogen in Lösung geht, sondern als zweite Phase auftritt.
Die Magnesiumlegierungen gemäss vorlie gender Erfindung sind so korrosionsbestän dig, wie die besten bekannten Magnesium- legierungen, ohne jedoch den Nachteil gerin ger Festigkeit zu besitzen.
Beider vorliegenden Erfindung wurde die gute Korrosionsbeständigkeit nicht durch Zu legieren bekannter korrosionsverhindernder Metalle erreicht, sondern dadurch, dass die Ausbildung einer zweiten Phase des härten- den Bestandteils durch geeignete Auswahl der Legierungskomponenten und durch Fest stellung der Konzentration des gesättigten Mischkristalles verhindert wurde. Solche ein phasige Legierungen zeichnen sich durch Feh len der als Lokalelemente wirkenden hetero genen Einschlüsse gegenüber andern Magne- siumlegierungen höherer Festigkeit aus. Durch die Mischkristallbildung wird gleich zeitig die Festigkeit wesentlich verbessert.
Bei weiterer Festigkeitssteigerung durch Wärmebehandlungen (Warmvergütung durch Abschrecken und Anlassen) finden die Aus scheidungen nicht entlang den Korngrenzen, sondern gleichmässig verteilt statt, so dass auch die vergüteten Legierungen keine inter- kristalline Korrosion oder Spannungsemp findlichkeit zeigen.
Die Magnesiumlegierung gemäss der Er findung ist gekennzeichnet durch einen Ge halt von<B>2-6%</B> Wismut, vorzugsweise 4-5%; <B>0,5-3%</B> Kadmium, vorzugsweise zirka 2%;<B>1-5%</B> Aluminium, vorzugsweise 2-4%, und 1-3,5% Zink, vorzugsweise zirka<B>3%.</B> Der Legierungsrest kann aus Ma gnesium oder aus Magnesium und bei Magne- siumlegierungen üblichen Zusätzen, wie bei spielsweise 0,1-1% Mangan (zur Verbesse rung der Korrosionsbeständigkeit) oder 0,1-1% Calcium (zur Verbesserung der Giessfähigkeit) oder 0,1-1% Silizium oder eines der Metalle der Eisengruppe (Eisen, Nickel,
Cabalt) (zur Erhöhung der Warm festigkeit und der Streckgrenze) bestehen.
Legierungen mit 4-57o Wismut, zirka 2 % Kadmium, 2-4 % Aluminium und zirka 3 % Zink, Rest Magnesium ergaben im ge pressten Zustand beispielsweise eine Festig keit von 40--45 kg/mme bei 12-5% Deh nung. Die Korrosionsbeständigkeit dieser Legierung ist nach Vergleichsversuchen im Salzsprühgerät (3%iger Kochsalznebel) ähn lich derjenigen der bekannten Elektron legierung A Z 855 i(mit 8 % Aluminium, 0,5 % Zink, 0,1-0,3% Mangan, Rest Magne sium).
Als weitere Beispiele für Magnesium legierungen gemäss der Erfindung seien fol- gende Legierungen genannt, bei denen der Legierungsrest jeweils aus Magnesium oder aus Magnesium mit bei Magnesiumlegierun- gen üblichen Zusätzen besteht: 1. 5 % Wismut, 2 % Kadmium, 3,5 % Alu minium, 3 % Zink.
2. 4 % Wismut, 2 % Kadmium, 4 % Alu minium, 3 % Zink.
3. 4 % Wismut, 2 % Kadmium, 5 % Alu minium, 3 % Zink.
4. 5 % Wismut, 3 % Kadmium. 2 % Alu minium, 2 % Zink.
5. 2 % Wismut, 3 % Kadmium, 5 % Alu minium, 3 % Zink.
6. 6 % Wismut, 0,5 % Kadmium, 5 % Alu minium, 3,5 % Zink.
7. 6 % Wismut, 3 % Kadmium, 1, % Alu minium, 2 % Zink.
B. 4 % Wismut, 3 % Kadmium, 5 % Alu minium. 1 % Zink.
lllagnesium alloy. The present invention relates to a corrosion-resistant magnesium alloy high strength, which can be used with advantage in vehicle and aircraft construction.
The conventional magnesium alloys known up to now either have strength properties which are not significantly more than 30 kg / mm 2 with useful corrosion resistance, or higher strengths (around 38 kg / mm 2), which are achieved by thermal tempering or other alloy components are insufficient corrosion resistance.
What is particularly important here is that the high-strength alloys not only have insufficient surface corrosion resistance, but also have the dreaded stress sensitivity and intergranular corrosion.
It has not yet been possible to produce magnesium alloys of useful corrosion resistance with high strength properties. The corrosion resistance of the magnesium alloys can be improved by adding manganese; however, this improvement is at the expense of the mechanical properties, especially the toughness.
In addition, the stress sensitivity and tendency to intergranular corrosion of the high-strength magnesium alloys are not prevented by the addition of whole, since the precipitation of the strength-enhancing components in the grain boundaries is not suppressed or the hardening component does not dissolve homogeneously, but as a second phase occurs.
The magnesium alloys according to the present invention are as corrosion-resistant as the best known magnesium alloys, but without the disadvantage of low strength.
In the case of the present invention, the good corrosion resistance was not achieved by alloying known corrosion-preventing metals, but rather by preventing the formation of a second phase of the hardening component by suitable selection of the alloy components and by determining the concentration of the saturated mixed crystal. Such single-phase alloys are distinguished by the lack of the heterogeneous inclusions acting as local elements compared to other magnesium alloys of higher strength. The solid solution formation significantly improves the strength at the same time.
If the strength is increased further through heat treatment (hot tempering by quenching and tempering), the precipitates do not take place along the grain boundaries, but rather evenly distributed, so that the tempered alloys also show no intergranular corrosion or stress sensitivity.
The magnesium alloy according to the invention is characterized by a Ge content of <B> 2-6% </B> bismuth, preferably 4-5%; <B> 0.5-3% </B> cadmium, preferably about 2%; <B> 1-5% </B> aluminum, preferably 2-4%, and 1-3.5% zinc, preferably about <B> 3%. </B> The alloy residue can consist of magnesium or of magnesium and the usual additives for magnesium alloys, such as 0.1-1% manganese (to improve the corrosion resistance) or 0.1-1 % Calcium (to improve pourability) or 0.1-1% silicon or one of the metals of the iron group (iron, nickel,
Cabalt) (to increase the heat resistance and the yield point).
Alloys with 4-57o bismuth, approx. 2% cadmium, 2-4% aluminum and approx. 3% zinc, the rest of magnesium, resulted in a strength of 40-45 kg / mme in the pressed state, for example, at 12-5% elongation. The corrosion resistance of this alloy is similar to that of the known electron alloy AZ 855 i (with 8% aluminum, 0.5% zinc, 0.1-0.3% manganese, remainder magnesium) according to comparative tests in a salt spray device (3% sodium chloride mist) ).
The following alloys may be mentioned as further examples of magnesium alloys according to the invention, in which the alloy residue consists of magnesium or magnesium with additives customary in magnesium alloys: 1. 5% bismuth, 2% cadmium, 3.5% aluminum minium, 3% zinc.
2. 4% bismuth, 2% cadmium, 4% aluminum, 3% zinc.
3. 4% bismuth, 2% cadmium, 5% aluminum, 3% zinc.
4. 5% bismuth, 3% cadmium. 2% aluminum, 2% zinc.
5. 2% bismuth, 3% cadmium, 5% aluminum, 3% zinc.
6. 6% bismuth, 0.5% cadmium, 5% aluminum, 3.5% zinc.
7. 6% bismuth, 3% cadmium, 1.1% aluminum, 2% zinc.
B. 4% bismuth, 3% cadmium, 5% aluminum. 1% zinc.