EP1025270A1 - Neue schweissbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige aluminium-magnesium-legierung, insbesondere für die automobilanwendung - Google Patents

Neue schweissbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige aluminium-magnesium-legierung, insbesondere für die automobilanwendung

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EP1025270A1
EP1025270A1 EP99952346A EP99952346A EP1025270A1 EP 1025270 A1 EP1025270 A1 EP 1025270A1 EP 99952346 A EP99952346 A EP 99952346A EP 99952346 A EP99952346 A EP 99952346A EP 1025270 A1 EP1025270 A1 EP 1025270A1
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magnesium alloy
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Rainer Rauh
Valeri Zakharov
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent

Definitions

  • New weldable, corrosion-resistant, high-magnesium aluminum-aluminum alloy especially for automotive applications
  • the invention relates to a weldable, corrosion-resistant, high-magnesium aluminum-magnesium alloy, which contains a ternary aluminum-scandium-zirconium phase as an essential component.
  • a weldable, corrosion-resistant, high-magnesium aluminum-magnesium alloy which contains a ternary aluminum-scandium-zirconium phase as an essential component.
  • Such an alloy is known, for example, from US Pat. No. 5,624,632 and, due to its low density, high strength and corrosion resistance, is of interest above all for applications in aviation.
  • By adding rare earth elements or elements similar to rare earths, 0 in the aluminum-magnesium alloy dispersoids are generated, which according to the above. US patent produce higher strength and corrosion resistance.
  • the weldability of such an alloy the above-mentioned. No information can be found in US patent.
  • This object is achieved by an aluminum-magnesium alloy according to claim 1.
  • this new alloy is particularly suitable for body panels and has an addition of titanium and cerium over the known alloy.
  • An alloy in which the ratio of manganese to scandium is less than two exhibits particularly favorable corrosion behavior.
  • the titanium content in contrast to the known alloy, contributes to the increase in strength, in addition to its effect as a grain refining agent, since titanium can replace the zirconium in the ternary Al-Sc-Zr phase, although the solubility of titanium is lower than that of zirconium.
  • the cerium additive also contributes to increasing the strength and further increasing the yield strength and thermal stability.
  • a particularly strong and corrosion-resistant alloy contains at least 0.15% by weight of scandium.
  • the addition of lanthanides advantageously ranges between 0.05 and 0.35% by weight, this range relating to the total mixture when a lanthanide mixture is used.
  • the alloy tolerates silicon impurities up to 0.2% by weight; above all, the dynamic properties deteriorate.

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Description

Neue schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium- Magnesium-Legierung, insbesondere für die Automobilanwendung
Die Erfindung betrifft eine schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Alu- 5 minium-Magnesium-Legierung, welche als wesentliche Komponente eine ternäre Aluminium- Scandium-Zirkonium-Phase enthält. Eine derartige Legierung ist beispielsweise aus der US 5,624,632 bekannt und ist aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit vor allem für Anwendungen in der Luftfahrt von Interesse. Durch Zugabe von Elementen der seltenen Erden oder den seltenen Erden ähnlichen Elementen werden 0 in der Aluminium-Magnesium-Legierung Dispersoide erzeugt, die gemäß dem o. g. US-Patent eine höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erzeugen. Hinsichtlich der Schweißbarkeit einer derartigen Legierung kann dem o. g. US-Patent keine Angabe entnommen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine schweißbare, korrosionsbeständige hochmag- 5 nesiumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung zu schaffen, welche hinsichtlich Festigkeit und' Korrosionsverhalten der bekannten Legierung zumindest nicht nachsteht und zusätzlich zu einer guten Schweißbarkeit, eine hohe Rekristallisationsschwelle aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Aluminium-Magnesium-Legierung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
0 Diese neue Legierung ist aufgrund ihrer Schweißbarkeit und Festigkeit insbesondere für Karosseriebleche geeignet und weist gegenüber der bekannten Legierung einen Zusatz von Titan sowie von Cer auf. Ein besonders günstiges Korrosionsverhalten zeigt eine Legierung, bei der das Verhältnis von Mangan zu Scandium kleiner als zwei ist. Der im Unterschied zur bekannten Legierung enthaltene Titananteil trägt, zusätzlich zur Wirkung als Kornfeinungsmittel, 5 zur Festigkeitserhöhung bei, da Titan das Zirkonium in der ternären Al-Sc-Zr-Phase ersetzen kann, wobei die Löslichkeit von Titan jedoch niedriger als von Zirkonium ist. Der Cer-Zusatz trägt ebenfalls zur Festigkeitssteigerung und weiterhin zur Erhöhung der Dehngrenze sowie zur thermischen Stabilität bei.
J o Es hat sich weiterhin gezeigt, daß Scandium zumindest in gewissen Grenzen durch Terbium ersetzt werden kann. Beim Ersatz durch Terbium ist jedoch zur Erzielung gleichbleibender Eigenschaften eine größere Zugabe als die des ersetzten Scandiums erforderlich. Eine besonders feste und korrosionsbeständige Legierung enthält zumindest 0, 15 Gew.-% Scandium. Die Zugabe von Lanthaniden bewegt sich vorteilhafterweise in einem Gew.-%-Bereich zwischen 0,05 und 0,35, wobei sich dieser Bereich bei Verwendung eines Lanthanidenge- misches auf das Gesamtgemisch bezieht. Die Legierung verträgt Verunreinigungen an Silizium bis zu 0,2 Gew.-%; darüber verschlechtern sich vornehmlich die dynamischen Eigenschaften.

Claims

Neue schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium- Magnesium-Legierung, insbesondere für die AutomobilanwendungPatentansprüche:
1. Schweißbare hochmagnesiumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung bestehend zumindest aus 5 - 6 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05 - 0, 15 Gew.-% Zirkonium (Zr), 0,7 -
1 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01 - 0,2 Gew.-% Titan (Ti), mindestens 0,005 Gew.-% Cer (Ce), 0,05 - 0,5 Gew.-0- eines oder mehrerer Elemente aus der Scandiumgruppe und/oder
Terbium (Tb), wobei zumindest Scandium (Sc) enthalten ist sowie Aluminium (AI) und unvermeidbare Verunreinigungen mit maximal 0,2 Gew.-% Silizium (Si).
2. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anteile von Mangan zu Scandium kleiner als zwei ist.
3. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 0, 15 Gew.-% Scandium (Sc) enthalten ist.
4. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß 0,05 -
0,45 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente der Lanthaniden, insbesondere Cer (Ce), Neodym (Nd), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho) oder Erbium (Er) enthalten ist.
5. Gewalztes, stranggepreßtes, geschweißtes oder geschmiedetes Bauteil für ein
Kraftfahrzeug bestehend aus einer AlMg-Legierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
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