CH266151A

CH266151A - Aluminiumlegierung.

Info

Publication number: CH266151A
Authority: CH
Inventors: Limited Imperial Ch Industries
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1946-06-28
Filing date: 1946-06-28
Publication date: 1950-01-15

Description


  Aluminiumlegierung.         Oegenstand    der Erfindung ist eine     Al-u-          miniumle.gierung,    welche<B>3</B> bis<B>15%</B> Zink,  <B>0,5</B> bis<B>3,5%</B>     Magneshim    und<B>0,25</B> bis<B>3%</B>  Kupfer enthält.  



       Solehe    Legierungen zeichnen sieh durch       liervorragende        Festigkeitseigensehaften    aus.       Ehie    Reihe solcher Legierungen befindet sieh  bereits im Handel; doch besitzen diese alle  den     Naeliteil,        dass    sie mehr oder weniger     züi          Seigerungserseheinungen    neigen und     dass    es  schwierig, ist, aus ihnen ein Material zu erhal  ten, welches im     Gusszustand    einen     einheitli-          ehen        Gefü.-eaufbau    aufweist.

   Ein diesen  Nachteil aufweisendes Material     lässt    sieh     nun          wälirend    der nachträglichen Bearbeitung nicht       vollsü#ndig        lioniogenisieren,    -wodurch dessen  Verwendbarkeit zum     Masehinenbau    und für  andere Zwecke, für welche es wegen seiner  Festigkeit geeignet erscheint, beeinträchtigt.  wird.

   Es wird angenommen,     dass    dieser Man  gel an einheitlicher Struktur der Tatsache  zuzuschreiben ist,     dass    sämtliche bisher     vor-          gesehlageuen,    handelsüblichen Legierungen  dieser     Tvpe    einen breiten     Erstarrungsbereieli     aufweisen, was sieh durch einen ziemlich lang  andauernden Stillstand der Temperatur bei  etwa 475'<B>C</B> offenbart.

   Dieser breite     Erstar-          run.-sbereieh    erhöht die Neigung zu     Seige-          rungserseheinungen,    mit dem Resultat,     dass     insbesondere grosse Blöcke eine derart     unein-          heitlielie    Struktur aufweisen,     dass    sie nicht  homogenisiert werden können.  



       Die    vorliegende Erfindung bezweckt     nun     die     Sehaff-ung    von Legierungen der besehrie-         benen    Art, die im     Gusszustand    einen     gleich-          mässi,o7.,eii        (,'efü,(1,-eaufbaut    aufweisen. Es hat sieh  gezeigt,     dass    man den oben erwähnten Nach  teil praktisch überwinden kann, indem     man     den     (-uelialt    gewisser Bestandteile der Legie  rungen genau regelt.  



  Die erfindungsgemässe     Aluminiumlegie-          run,--,    welche<B>3</B> bis     1.5,lyo    Zink,<B>0,5</B> bis     3,5#o'     Magnesium und<B>0,25</B> bis     31wo    Kupfer enthält,  ist dadurch gekennzeichnet,     dass    der     Maglie-          si-Lim-,ehalt        und    der Kupfergehalt vonein  ander     und    vom Zinkgehalt abhängige Höchst  werte nicht übersteigen, so     dass    eine derart       umfan,greiehe        Eutektikumsbildung    unter  bleibt,

   welche beim Giessen eine die Homo  genisierung des gegossenen Materials verhin  dernde     Seigerung    bewirken würde.  



  Der Bereich     quaternärer    Legierungen von       erfindungsgemässerZusammensetzunglässtsieh     mit Flächen in einem räumlichen     quaternären     Aluminium<B>-</B> Zink<B>-</B> Magnesium.<B>-</B>Kupfer<B>-</B>     Dia-          (),ramm    festlegen.

   In den beiliegenden beispiels  weisen Diagrammen zeigen die     Fig.   <B>1</B> bis<B>3 je</B>  eine Ecke der     ternären        Aluminium-Kupfer-          Magnesium   <B>-</B> Diagramme, die horizontale  Schnitte aus dem     quaternären        Diagranim    mit ei  nem Zinkgehalt von 4,7,5     bzw.    12<B>%</B> darstellen.  Auf der beiliegenden Zeichnung     bzw.    den ge  zeigten Flächen     umfasst    die Fläche A auf der  linken Seite der gestrichelten Kurve jene Le  gierungen, in welchen kein     Eutektikum    oder  bloss Spuren eines     Eutektikums    auftreten.

    Die Fläche B zwischen den gestrichelten und  vollen Kurven zeigt jene Legierungen an, in      welchen die gebildete     Eutektikunismenge     nicht genügt, um bei der Bearbeitung der Le  gierungen einen ungünstigen     Einfluss    aus  zuüben, während die Fläche     C    rechts von der  ausgezogenen Kurve jene Legierungen an  gibt, in welchen eine übermässige     Eutekti-          kumsbildung    eintritt und somit eine wesent  liche     Seigerungsbildung    erfolgt, was die Bil  dung von     niel-ithomogenen    Güssen zur Folge  hat.

   Die     erlindungsgemässen    Legierungen lie  gen somit     auf    den Flächen<B>A<I>+</I></B> B in den       Fig.   <B>1</B> bis<B>3.</B> Entsprechende     ternäre    Dia  gramme können für den verbleibenden Zink  gehalt zwischen<B>3</B> und 15,W, errichtet, werden.  



  Bei der Errichtung eines dreidimensio  nalen     quaternären        Diagranuns    durch     Über-          einanderschichten    der     ternären    Diagramme  sind die     erlindungsgemässen    Legierungen  durch den Raum bestimmt, welcher durch die  beiden horizontalen, einen Zinkgehalt von<B>3</B>       bzw,.   <I>15,w,</I> darstellenden Ebenen, ferner durch  die vertikalen Ebenen, die den Kupfergehalt  von<B>0,25</B> bis<B>3%</B>     und    den     Miagnesiumgehalt     von<B>0,5</B> bis     3,5%    begrenzen, und     endlieli     durch die zusammenhängende,

   durch die  Grenzen zwischen den Flächen B und<B>C</B> gebil  dete Fläche gebildet wird.  



  Die erfindungsgemässen Legierungen kön  nen ausserdem verschiedene geeignete Legie  rungszusätze, so z. B. Mangan in Mengen bis  zu<B>1%,</B> zweckmässig jedoch nicht mehr als  <B>0,25 %,</B> und Chrom in Mengen bis zu<B>1. %,</B>  zweckmässig jedoch nicht mehr als     0,25%,     enthalten. Für bestimmte Zwecke kann man  auch einen oder mehrere Zusätze beigeben,  wie z.

   B.<B>0,05</B> bis<B>3 %</B> Titan, höchstens<B>1 %</B>  Nickel,<B>0,05</B> bis<B>3 %</B>     Cer,    höchstens<B>1 %</B> Kobalt,  höchstens<B>1%</B> Beryllium, höchstens 2% Cad  mium, höchstens 2<B>%</B> Blei, 0,02 bis 0,2<B>%</B> Bor,  <B>0,05</B> bis<B>0,3 %</B>     Zirkonium,    höchstens 2<B>%</B>     Tho-          rium,   <B>0,05</B> bis<B>0,3 %</B>     Vanadium    und<B>0,05</B> bis  <B>0,3 %</B>     Niob.    Eisen und Silizium können als  Verunreinigungen<B>je</B> bis zu<B>0,5 %</B> vorhanden  sein.  



  Im folgenden sei ein Beispiel einer erfin  dungsgemässen Legierung angegeben, die fol  gende Zusammensetzung aufweist:         7,5/';Ö    Zink,<B>1.,5 %</B> Kupfer,<B>1.,75 %</B> Magne  sium,<B>0,25 %</B> Mangan,<B>0,25</B>     /601'    Chrom, 0,2<B>%</B>  Eisen und 0,2<B>%</B> Silizium, während der Rest       aus    Aluminium besteht. Diese Legierung  wurde in bekannter Weise zu einem     Bloek     gegossen.

   Ohne irgendwelche     Vorsiehtsmass-          nahmen,    ausser jenen, welche beim Giessen  stets beachtet werden, wurde     auf    diese Weise  ein fester Block erhalten, welcher im     wesent-          liehen    keine     Seigerungserseheinungen        auf-          weist.        Anderseits        zeigt        eine        Leo-        i        erum,        der     gleichen Zusammensetzung, deren Kupfer  gehalt     auf    2,

  0% und deren     Magnesiumgehalt     auf<B>2,25 70</B> auf Kosten des Aluminiums er  höht wurden, bei gleichen     Gussbedingungeii     beträchtliche     Seigerungserseheinungen.     



  Aus dem soeben geschilderten Beispiel  kann ersehen werden,     dass    der Grenzwert für  das Verhältnis     Kupfer:Magnesium    sehr scharf  ist, und     dass    eine geringe Veränderung im  Magnesium- Lind Kupfergehalt genügt,     uii)     grosse Veränderungen im     Erstarrungsverlauf     der Legierung und demzufolge im     Cxeffi_--e-          aufbau    im     Gusszustand    zu bewirken.

Claims

PATENTANSPRUCII: Aluminiumlegierung, welche3 bis15' Zink,0,5 bis3,5% Magnesi-Lini und0,25 bis 3% Kupfer enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnesiumgehalt und der Kupferge halt voneinander und vom Zinkgehalt abhän gige Höchstwerte nicht übersteigen, so dass eine derart -umfangreiche Eutektikumsbil- dung unterbleibt, welche beim Giessen eine die Homogenisierung des gegossenen Materials verhindernde Seigerung bewirken würde.

UNTERANSPR-CCHE: 1-. Aluminiumlegierung nach Patentan- spruell, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem biszu 1% Mangan enthält. 2. Aluminiumlegierung nach Patentan- spriieh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem bis zu17, Chrom enthält. 3. Aluniiniumlegierung nach Patentan spruch und Unteransprueh 1, dadurch ge kennzeichnet, dass sie bis zit 0,25% --#lan.2aii enthält.

4. Aluminiumlegierung nach Patentan- spraeh und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass sie bis zu 0,251w, Chrom enthält. 5. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Titan enthält. 6. Aftuniniumlegierung nach Patentan- sprueli, dadurch gekennzeiehnet, dass sie ausserdem noch Niekel enthält.

7. Aluminiumlegierung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Cer enthält. 8. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Kobalt enthält. 9. -Alumini-Limlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet' dass sie ausserdem noch BerYllium enthält.

10. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet' dass sie ausserdem noch Cadmium enthält. 11. Aluminiun-#egierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Blei enthält. 12. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Bor enthält.

13. Aluminiumlegierung naeh Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Zirkonium enthält. 14. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Thorium enthält. 1.5. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Vanadium enthält.

16. Aluminiuiiüegiertino, nach Patentan- spruell, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem noch Niob enthält.

17. AluminiLiiideoierun- nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie 7,501o#' Zink,1,5% Kupfer, 1-,752b' I'vlagnesium, 0,25,w, Mangan,0,25% Chrom, 0,270 Eisen und 0,2% Silieium enthält.

18. Aluminiumlegierung nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet dass der Magnesiumgehalt und der Kupfergehalt bei eineni Zinkoehalt von7,5 % die in Fig. 2 der Zeichnung durch die ausgezogene Linie (zwi- sehen B und C) dargestellten, einander --u- geordneten Werte von Magnesium und Kupfer nicht übersteigen.

19. Aluminiumlegierung nach Patentan- .,priieh, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnesiumgehalt uhd der Kupfergehalt bei einem Zinkgehalt von 4% die in Fig. 1 der Zeichnung durch die ausgezogene Linie (zwi- sehen B undC) dargestellten, einander züi- (ye , ordneten Werte von Magnesium und Kupfer nicht übersteigen.

9-0. Aluminiumlegierung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magliesiumgehalt und der Kupfergehalt bei einem Zinkgehalt von 12% die in Fig. 3 der Zeichnung durch die ausgezogene Linie (zwi- sehen B undC) dargestellten, einander zu geordneten Werte von Magnesium und Kupfer nicht übersteigen.