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Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von berylliumhaltigen
Magnesiumlegierungen Die hochprozentigen Magnesium.legierungen sind bekanntlich
bei Temperaturen oberhalb etwa 300°, und insbesondere auch in geschmolzenem Zustand,
leicht oxyd,i-erbar, und man ,hat daher bereits früher empfohlen, zur Verringerung
der Oxydation beim Schmelzen von Magnesiumlegierungen den :letzteren geringe Mengen
Calcium zuzusetzen. Neuerdings ist -darauf hingewiesen worden, d.aß auch .ein Zusatz
von Beryllium die Neigung zur Oxydation von geschmolzenen Magnesi.umlegierungen
verringert, und zwar in noch stärkerem Maße, als dies durch Zusatz von Calcium in
Mengen gleicher Größenordnung der Fall .ist. Der erforderliche Berylliumzusatz beträgt
dabei o,oo5 bis o,5 %. Im allgemeinen genügt bereits ein Zusatz von o,025
°/o Beryllium, um die Oxydation der geschmolzenen Legierungen, weitgehend zu verringern.
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Es wurde beobachtet, daß eine Zugabe von, Beryllium zu hochprozentigen
Magnesiumlegierungen bei der Erstarrung der letzteren zu einem außerordentlich ;grobstrahligen
Kristallgefüge führt, :ein Umstand, .der sich in bekannter Weise auf die mechanischen
Festigkeitseigenschaften, insbesondere die Ermüdungsfestigkeit, außerordentlich
ungünstig auswirkt und auch sonst noch Nachteile im Gefolge hat (Verzögerung des
Konzentrationsausgleichs bei homogenisierender Wärmebehandlung u. ä.).
Erfindungsgemäß
werden zur Unterdrückung der groben Kristallisation -der beryltiumhaltigen Magnesiumlegierungen
.die letzteren in geschmolzenem Zustande mit geringen Mengen Z.irkonbehandelt. Durch
einen solchen Zusatz von Zi.rkon wird die Ausbildung eines grobstrahligen Gefüges
bei der Kristallisatibn unterdrückt, d. h. die Kornfeinheit der Legierungen ist
nach der Erstarrung etwa die gleiche, die bei Legierungen gleicher Art, die jedoch
kein Beryllium enthalten und nicht mit Zirkon behandelt werden, beobachtet wird,
und auch diie Festigkeitseigenschaften sind im wesentlichen mindestens die gleichen.
Andererseits wirkt aber der Gehalt der Legierungen. .an Beryllium in an sich bekannter
Weise oxydationsv erhindernd.
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Der Zusatz an Zirkon zu den geschmolzenen beryll.iumhaftigen Magnesiumlegierungen
kann sich erfindungsgemäß zwischen o,oo5 und o,5°/o bewegen. Im allgemeinen genügt
bereits ein Zusatz von oäo5 0/a Zi@rkon, um die Feinkörnigkeit der vergossenen Legierung
zu gewährleisten.
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Der Zusatz von Zirkon erfolgt zweckmäßig .im gleichen Arbeitsgang,,
in dem auch das Beryllium der Legierung zugesetzt wird, 4..h. also entweder bei
der erstmaligen Herstellung von Legierungen überhaupt oder auch bei der Aufarbeitung
von Legierungsabfällen, die an sich berylliumfrei sind und deren Oxydation beim
Umschmelzen durch Zugabe von Beryllium entgegengewirkt werden soll.
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Die Einführung des Zirkons kann ,auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise
in Form einer Vorlegierung oder durch Verwendung von Zirkonsalzen, die sich mit
dem geschmolzenen Metall unter Reduktion und Bildung einer z,irkonhaltigen Legierung
umsetzen.
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Die Wirkungen der Erfindung sollen nachstehend am Beispiel einer Magnesiumlegierung
veranschaulicht werden, d.ie 6% Aluminium, 30/0 Zink und 0,3'/o Mangan enthält.
Diese Legierung zeigt in Form von in Sand gegossenen Prüfstäben folgende Festigkeitswerte:
Zugfestigkeit = 17,7 lcg/.mm2; Dehnung = q.0/0. Die gleiche Legierung unter
Zusatz von o,o25 0l0 Beryllium, zwecks Verhinderung der Oxydation geschmolzen und
in gleicher Weise vergossen, ergibt: Zugfestigkeit = 15,4 kg/mm2; Dehnung = 2,9%.
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Bei Zugabe von 0,0350/0 Zirkon zu der letztgenannten Legierung
erhält man andererseits P:rüfstäbe, die eine Zugfestigkeit = 17,6 kg/m@m2, Dehnung
= 3,5% aufweisen.
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Der günstige Esnfluß eines gemeinsamen Zu-Satzes von Beryllium und
Zirkon gemäß der Erfindung äußert sich bei .allen bekannten hochprozentgen Magneslumlegierungsn.
Dank der Gegenwart von
[email protected]@ können die Legierungen praktisch ohne Verwendung
von Flußmitteln eingeschmolzen werden, ohne daß dabei eine erhebliche Oxydation
derselben beobachtet wird',. Auch dann, wenn die Legierungen längere Zeit in geschmolzenem
Zustand gehalten werden; treten Abbrandverlus.te durch Oxydation: - .im Gegensatz
zu den entsprechenden berylliumfreien Legierungen - praktiosch nicht auf, während
andererseits die Möglichkeit, -das Einschmelzen ohne Anwendung von FlußmitteIn vorzunehmen,
auch die Gefahr des sonst häufig beobachteten Einschlusses von Salzresten und, der
daraus folgenden Korrosion der Legierungen ausschaltet. Dank der durch die Behandlung
mit Zirkon erreichten Kornfeinheit -der berylliumhaltigen Legierungen bleibt auch
die Dauer einer etwa vorzunehmenden homogenisierenden Wärmebehandlung unverändert,
wobei. die Gegenwart des Berylliums .in der Legierung außerdem noch den Vorteil
mit sich bringt, d'aß die sonst häufig beobachtete oberflächliche Oxydation der
zu vergütenden Werkstücke im Verlauf der Wärmebehandlung unterbleibt.