CH217827A - Verfahren zur Erhöhung der Streckgrenze von hochprozentigen Magnesiumgusslegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Erhöhung der Streckgrenze von hochprozentigen       Magnesinmgusslegierungen.       Bei allen     Formgussstücken,    von denen       Masshaltigkeit    unter     mechanischer    Beanspru  chung verlangt wird, ist neben den Dauer  eigenschaften die Streckgrenze des Werk  stoffes:

   jene Eigenschaft, von     dew    die Höhe  der zulässigen Beanspruchung in erster Linie  abhängt.     Insbesondere    bei der     Verwendung     von Leichtmetallen zur     Herstellung    von Mo  torenteilen für den Flugzeugbau und andere       Fahrzeugantriebe    sind plastische Formände  rungen im     Betriebe    auch im     geringsten    Aus  mass unzulässig. Eine Erhöhung der Streck  grenze des verwendeten     Wemkstoffes        erlaubt.     daher höhere zulässige     Banspruchungen    und  führt so zu dem Vorteil     eines    geringeren  Baugewichtes,.  



  Die technische Aufgabe, die mechanischen  Eigenschaften von     LeichtmetaIlformguss    mög  lichst zu verbessern, hat bei zahlreichen       Legierungen    auf     Grund    ihrer     thermischen          Vergütbarkeit        cinei    brauchbare Lösung gefun-    den.     Während    aber diese     Vergütungsver-          fahren;

      auf     @d@em        Gebiete    der Aluminium  legierungen im grossen und ganzen     zufrieden-          stellendei        Ergebnis-se    gezeitigt haben, hat die  thermische     Vergütung    von     Magnesiumfärm-          guss    bisher die Erwartungen nicht     erfüllt.     



  Für     Ma.gnesiumlegierungen    steht derzeit       praktisch    nur ein Vergütungsverfahren in  Anwendung, bei     dem,    als erste     Behandlungs-          stufe    ein Glühen     @(Lösungs,-        odeir        Homogeni-          sierungsglühen        genannt)    bei einer Tempera  tur von 400' C oder wenig     darüber    mit an  schliessendem     Abschrecken    oder Abkühlen  vorgenommen wird.

   Als zweite Stufe folgt  eine     Anlassbehandlung    bei niedrigerer Tem  peratur,     vorteilhaft    unter 200' C.  



  Dieses     Zweistufenverfahren    bringt eine       Reihe    von Gefahren für das     Farmgussstück     mit sich. Bei der     hohen.    Temperatur des       Lösungsglühens    besitzt das Werkstück nahe  zu keine     Festigkeit    mehr und neigt zum Ver-      ziehen, falls es nicht auf das sorgfältigste  unterstützt wird. Die Brandgefahr ist bei  dieser Temperatur schon gross und muss durch  zusätzliche Vorkehrungen (Salzbad, Schutz  gasatmosphäre oder Vakuum) bekämpft wer  den. Beim nachfolgenden Abschrecken ent  stehen leicht innere     Spannungen    oder Risse,  die das     Gussstück    unbrauchbar machen kön  nen.

   Ausserdem hat sich gezeigt, dass im  Werkstoff durch diese Wärmebehandlung  mikroporöse, Zonen entarten und so zur Ent  stehung fehlerhafter Stellen von sehr gerin  ger Festigkeit führen.  



  Das Endergebnis dieser Wärmebehand  lung ist, dass wohl an einzelnen Stellen des  Werkstückes hohe     Festigkeitseigenschaften     erreicht     weirden    können, hingegen im übrigen       Gussstück    mittlere und     niedrige    Werte vor  herrschen. Der Streuungsbereich der Festig  keitswerte ist dergestalt unbefriedigend gross.  Die Streckgrenze wird durch das Lösungs  glühen und Abschrecken praktisch nicht ver  ändert. Sie kann nur durch ein nachfolgendes  Anlassen gesteigert werden.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Erhöhung der Streckgrenze. von  hochprozentigen     Magnesiumgusslegierungen,     die Mangan und Aluminium, ferner allen  falls auch Zink enthalten, durch Anlassen.  Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,  dass     Formgussstücke:    aus     Magnesiumgusslegie-          rungen    mit einem Gehalt von 0,1 bis 2  Mangan und 1 bis 8 % Aluminium ohne vor  ausgehende Vergütung     bei    höheren Tempera  turen einer Wärmebehandlung zwischen 100  und 250   C unterworfen werden.

   Die Wärme  behandlung bei so niederen Temperaturen  lässt die     Festigkeit    des Werkstoffes so gut  wie unverändert, die Dehnung nimmt sogar  etwas ab; hingegen wird die Streckgrenze  durch sie! sehr wesentlich erhöht. Im Ver  gleich mit dem oben geschilderten Zwei  stufenverfahren wird     daher    hei der Ver  gütung von     Magnesiumgusslegierungen    gemäss  der Erfindung auf die Erhöhung der Festig  keit, die durch das Lösungsglühen mit nach  folgender     Abschreckung    doch nicht gleich  mässig erzielt werden kann und     überdies    mit.

      der Gefahr verbunden ist, dass die     Ausschuss-          wa@re    ein sehr hohes     Anteilverhältnis    erreicht,  vorsätzlich     verzichtet    und     statt    dessen die  Streckgrenze als die für die zulässige Be  anspruchung wichtigste Eigenschaft in einem  einfachen,     sicheren;    und billigen Verfahren  erhöht.

   Diese     Wirkung    der Wärmebehand  lung     @lässtsich    bei allen üblichen     manganhal-          tigen        Magnesiumgusslegierungen    erreichen,  die neben einem Gehalt von 0,1 bis 2 % Man  gan 1     bis        höchstens    8 % Aluminium und       gegebenfalls    noch weniger als 4 % Zink ent  halten.

   Geringe Mengen     weiterer    Elemente  können     zulegiert    werden,     sofern    hierdurch  der     Grundcharakter    der     Legierungen    und der  Einfluss des     Zusatzes    von Mangan und Alu  minium (und allenfalls auch von Zink) inner  halb der angegebenen Grenzen nicht ver  ändert wird. So kann ein kleiner     Anteil    von  Antimon oder Wismut oder von beiden Metal  len (etwa zwischen 0,05 und 2 %) zur     Ver-          hesserung    der     Korrosionseigenschaften    die  nen.  



       Vorzugsweise    wird die Wärmebehandlung       bei    Temperaturen zwischen 140 und<B>250'</B> C  durchgeführt. Bei diesen Temperaturen be  trägt, die     Behandlungsdauer    24 bis 72 Stun  den oder auch mehr.  



  Im Gegensatz zu bereits     bekannten          Wärmebehandlungsverfahren    ist die Erhö  hung der     Streckgrenze,    die der ausschliessliche  Zweck des vorliegenden Verfahrens ist, mit  einem Aluminiumzusatz bis zu 8 %     erreich-          bar,der    bis zu 2 % (und sogar noch darunter)  hinabgehen kann. Unter     diesen        Verhältniseen     führt die einmalige     Wärmebehandlung    zwi  schen 100 und 250   C aber nur zum Ziel,  wenn neben Aluminium (oder Aluminium  und Zink) auch Mangan in der     Legierung     enthalten ist.

   Ob nun     durch    Ausscheidung  des Mangans ein wesentlicher Beitrag     zuz    Er  höhung der     Streckgrenze        geleistet    wird oder  nicht, so     bewirkt    doch die Gegenwart dieses  weiteren     Zusatzmetalles    in Mengen von 0,1  bis 2 %, dass jene     Vergütung    der Legierung,  die     das    Ziel der Erfindung ist, schon bei  einem so niedrigen Aluminiumgehalt in  einem sehr beträchtlichen Ausmass auftritt.      <I>Aus f</I>     ührungsbeispieie:     1.

   Es wurden Probestäbe mit einem  Schaftdurchmesser von 12 mm aus einer       Legierung    mit 6 % Al, 3 % Zn und 0,3 % Mn,  Rest Mg in Sand gegossen und durch zwei  Tage bei 175   C     angela@s@sen.    Durch diese Be  handlung :stieg die     0,1%-Streickgrenze    von  8,65 auf 11,2     kg/mm@,    die     0,2%-Streckgrenze     von 10,25 auf 12,8: kg/mm'.  



  2. Probestäbe mit 17 mm Schaftdurch  messer aus einer Legierung mit 4 % Al, 3  Zn und 0,3 % Mn,     Rest    Mg zeigten gegossen  eine     0,1-Streckgrenze    von 6,1     kg/mm@    und  eine     0,2-Streckgrenze    von 7,55     kg/mm@.    Nach  einer     Anlassbehandlung    bei 175   C durch 24  Stunden betrugen die entsprechenden Werte  7,8 und 9,45 kg/mm'.  



  3. Von zwei gegossenen Probestäben aus  einer     Legierung    mit 3,5 % Al, 2 % Zn, 0,2  Mn und 0,3 % S<B>b</B>, Rest Mg wurden an einem  .die mechanischen Eigenschaften im     Gusszu-          stand,    am. andern nach zweitägiger Wärme  behandlung bei 140' C bestimmt. Es betrug  die     0,2-Streckgrenze    7,95 kg/mm' im gegos  senen Zustand gegen 9,5 kg/mm' am ange  lassenen Stab. Die Festigkeit und Bruchdeh  nung wurde bestimmt mit 19,8     kg/mm@    und  8 % am gegossenen und 19,9     kg/mm2    und  6,5 % am angelassenen Stab.  



  4. Eine     Gusslegierung    mit 7 % Al, 0,3  Mn und 0,3%     .Sb    zeigte eine Steigerung der       0,1-Streckgrenze    von 8,4 auf 9,8     kg/mm2,    der       0,2-Streckgrenze    von 9,9 auf 11,8 kg/mm'  durch dreitägiges Anlassen bei 175   C.  



  5. Dieselbe     Behandlung    ergab bei einer       Gusslegierung    mit 2 % Al, 0,3 % Mn und       0,3        ,Wo    Sb eine     Steigerung    der     0,1-Streck-          grenze    von 4,2' auf 5,9     kg/mm2,    der     0,2-          Streckgrenze    von 5,25 auf 6,9     kg/mm2.       6.

   Bei einer     Magnesiumgusslegierung    mit  7 % Aluminium und 0,7 % Mangan wurde  durch Anlassen bei 240   C während 23 Stun  den eine Erhöhung der     0,1-Streckgrenze    von  8,25 auf 10,2     kg/mm2    erzielt, wogegen die       0,2-Streckgrenze    durch dieselbe Wärmebe  handlung von 9,7 auf 12,1 kg/mm' gebracht  wurde.  



  7. Aus einer     Magnesiumlegierung    mit 8  Al, 0,5 % Zn und 0,3 % Mn     wurden    in einer  eisernen Kokille Probestäbe von     etwa    12 mm  Durchmesser gegossen. Die     0,2@Streckgrenze     betrug 10,3 kg/mm'     und        wurde    durch eine       45stündige        Wärmebehandlung    bei 175   C  auf 14,3     kg/mm@    erhöht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erhöhung der Streckgrenze von hochprozentigen Magnesiumgusslegierun- gen, die Mangan und Aluminium enthalten, durch Anlassen, dadurch gekennzeichnet, dass Formgussstücke aus Magnesiumgusslegierun- gen mit einem Gehalt von 0,1 bis 2 % Man gan und 1 bis 8 % Aluminium ohne voraus gehende Vergütung bei höheren Temperatu ren einer Wärmebehandlung zwischen 100 und<B>250'</B> C unterworfen werden.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d#ass der Wärmebe handlung Formgussstüeke aus Magnesium- gusslegierungen mit einem Gehalt von 0,1 bis 2 % Mangan, 1 bis 8 % Aluminium und weniger als 4 % Zink unterworfen werden.