DE763362A

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Publication number: DE763362A
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Modifizierte

Es ist bekannt, dass Aluminium-Silizium-Legierungen mit vorwiegend eutektisehem Gefüge, das sind Legierungen, die zwischen ca. 8 und 15% Silizium enthalten, einer Modifizierungsbehandlung zugänglich sind, wodurch das Gefüge verfeinert und Festigkeit und Dehnung erhöht werden. Diese Legierungen sind wegen ihrer gleichzeitigen ausgezeichneten Giessfähigkeit allgemein bekannt geworden und vielfach verwendet.

Gelegentlich wurde vorgeschlagen, diesen Legierungen weitere Zusätze zu geben. Es wurde jedoch gefunden, dass hierbei leicht eine Beeinträchtigung der Dehnung erfolgte, sodass von weiteren Versuchen Abstand genommen und zum Teil sogar vor dem Zusatz weiterer Komponenten gewarnt wurde. Selbstverständlich sind andererseits die nicht modifizierten Aluminiumlegierungen mit höheren Siliziumgehalten weiter entwickelt unter Zusatz von Schwermetallen. Hierbei handelt es sich jedoch schon um eine andere Gattung von Legierung mit anderen Eigenschaften und anderen Verwendungszwecken,

Auch bei nichtmodifizierten Aluminiumlegierungen mit SiIiziumgehaltea von etwa 3 bis χζ% wurde bereits vorgeschlagen, Magnesium und gegebenenfalls Chrom bis zu etwa 0,5Ji zuzuschlagen und diese Legierungen dann einer Wärmebe-

handlung zu unterziehen. Hierbei können jedoch, niemals so hohe Werte erreicht werden, wie bei modifizierten Aluminiumlegierungen. Andererseits ist nicht vorauszusehen, inwieweit die Modifizierung auch dann noch wirksam ist, wean - abgesehen von dem Silizium - noch weitere Legierungs,komponenten vorhanden sind.

Es wurde nun gefunden, dass sieh hochwertige Legierungen von bisher nicht bekannten Eigenschaften dann herstellen lassen, wenn man - im Gegensatz zu den bisherigen Anschauungen - siliziumhaltigen Aluminiumlegierungen, welche modifiziert werden, d.h. denen durch eine geeignete Behandlung geringe Mengen Natrium zugesetzt sind, noch einen Zusatz von Magnesium und Mangan gibt. Hierdurch wird in erster Linie erreicht, dass Streckgrenze und Ermüdungsfestigkeit, welche fur die Bewertung von Werkstoffen nach neueren Anschauungen ausschlaggebend sind, gesteigert werden. Der Siliziumgehalt beträgt dabei 8 bis 15$, wird jedoch vorzugsweise in den Grenzen von etwa ±± bis 1436 liegen, d.h. unmittelbar bei der eutektischen Zusammensetzung, da sieh bei dieser die Modifizierungswirkung am stärksten zeigt.

Der Magnesiumgehalt betragt zwischen 0,1 bis 0,6£, wird jedoch vorzugsweise bei 0,356 liegen, da sich hier die günstigsten Wirkungen auf Streckgrenze und Ermüdungsfestigkeit gezeigt haben, ohne dass Dehnung und Giessfähigkeit bereits in unzuträglichem Ausmass vermindert

wurden. Übersteigt der Magneslumgenalt 1 % » so sinken bereits Festigkeit und Dehnung erheblich.

Der Manganzusatz schliesslieh liegt zwischen 0,1 und 0,8 % , vorzugsweise bei O₁Sj · Anstelle des bzw. in Ergänzung dazu können mit annähernd, wens, auch nicht ganz gleicher Wirkung die Metalle Kobalt, Titan, Molybdän, Wolfram oder Vanadium verwendet werden . Neben genannten Zusätze kann zusätzlich auch noch Nickel treten« In Jedem Falle ist jedoch darauf zu achten, dass der Zusat* dieser Metalle, ob er nun einzeln oder zu mehreren erfolgt, i % , der von Molybdän und Vanadium 0,5 % nicht übersteigt. Die Gesamtsumme der Schwermetallzusätzs einschliesslieh Mangan soll also unter 1 % liegen.

Auf jeäen Fall ist .es unbedingt zu vermeiden, der Legierung' Kujpfer, Kalzium oder Eisen zuzusetzen, da diese Metalle sowohl für sich wie i,n Verbindung j&it den anderen Zusätzen ungünstige Wirkungen gerade auf dis Eigenschaften aus üben, die man von den modifizierten Aluminium-Siliziumlegierungen erwartet. lichtig ist dagegen gerade die gleichzeitige Anwesenheit des Magnesiums und der vorgenannten" Schwermetaile in Grenzen unter 1 % ..

Bine gewisse weitere Verbesserung können die Legierungen noch durch eine Wärmebehandlung erfahren. Es hat sich hierbei ergeben, dass diese auf zweifache Art ausgeführt werden kann» Zunächst gelingt es bereits bei einem einfachen Anlassen auf 140 bis 185° , vorzugsweise 150° , während mehrerer Stunden mach dem -Guss die Festigkeit und Härte und in

Fortsetzung kleine» üiufange

kleinem Umfange auch die Dehnung zu steigern. Legierungen dieser Art werden nachfolgend als »getempert» bezeichnet.

Zur Erreichung der höchsten Werte wird eine zweite Art der Wärmebehandlung durchgeführt, die in einem Erhitzen

der gegossenen Stücke auf 500 bis 520°C, Abschrecken und

Anlassen bei etwa 150 besteht. Diese zweite Art der Wärmebehandlung ist die bei Aluminiumlegierungen vielfach angewendete, wahrend die erste Art bisher nur ausnahmsweise bekannt war. Ihre Anwendung auf die vorstehend genannten Legierungen ist jedoch neu.

Im folgenden sei durch einige Beispiele die Erfindung noch weiterhin erläutert.

Aluminiumsiliziumlegierungen mit etwa ±2% Silizium

zeigten bisher nach der Modifizierung etwa folgende Werte·

2 Streckgrenze bei 0,±% bleibender Dehnung 7 kg/mm

Zugfestigkeit 19 kg/mm²
Dehnung 6-7%
Dauerfestigkeit 6,5 kg/mm²

Gemäss?Erfindung wurde nun eine derartige Legierung geschmolzen und mit Zusätzen von 0₉Z% Magnesium und 0,3£ Mangan versetzt. Die Legierung zeigte jetzt eine

Festigkeit von 21 kg/mm , eine Dehnung von 5Sf, eine Streckgrenze von 9,5 kg/mm² und eine Dauerfestigkeit von 7,2 kg/asif

Bei einer Wärmebehandlung bestehend aus 4-stündigem Glühen bei 510 , Abschrecken und 20-stündigera Anlassen

bei 150 ergaben sich folgende Werte:

2 ο

Festigkeit Sandguss 25 kg/mm , Kokillenguss 28 kg/mm*⁵ Dehnung »

ρ 2

Streckgrenze » 21 kg/mm* » 24 kg/mm

Dauerfestigkeit 7,5 » » 11 ».

Claims

Patenten s>prüche

Modifizierte Aluminium-Silizittm-Legierung, gekennzeichnet durch nachstehende Zusammensetzung :

8 ibis 15 % Silizium

0,1 bis 0,6 56 , vorzugsweise 0,5 % Magnesium , 0,1 bis 0,8 J6 , vorzugsweise 0,5 % Mangan Rest Aluminium .

Aluminium-Silizium-Legierung gemSss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle oder in Ergänzung des Mangans bis zu einem Gesamtgehalt der zugesetzten Schwermetalle von 1 % nooh- Kobalt, Wolfram, Titan, Molybdän oder Vanadium, einzeln oder gemeinsam, zugegen sind, mit der Masegabe, dass der Gehalt an Molybdän oder Vanadium oder as beiden 0,3 % nicht übersteigt .

Legierung η achtln Spruch^ und. 2 , dadurch gekennzeichnet, dass sie neben den Bestandteilen des Anspruches 1 und 2 zusätzlich noch Nickel in einer Menge enthält, dass die der Zusätze ausser Silizium und Magnesium 1 % nicht über-

^Steigt * W-A* u /»

Aluminiumlegierung^ ta Anspruch'1 bis S , dadurch gekennzeichnet, dass sie einer Wärmebehandlung, bestehend aus einem mehrstündigen Anlassen bei 140 bis 180° nach dem Giessen unterworfen sind. ^, ^^ ^ Aluminium-Silizium~Le?ierun? gaLäe« Anspruch /"l oder g und dadurch gekennzeichnet, dass sie einer Wärmebenandlung, die aus Glühen bsi 500 bis 520° , Abschrecken und Altern bei etwa 150° besteht, unterworfen wuröc.