Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 125 
Ny Gefüge von Magnesiumlegierungen in Abhiingigkeit vom Herstellungsverfahren 
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- Elfrun Schick, Doris Regener, Ingeborg Wagner 
tm of Institut fiir Werkstofftechnik und Werkstoffpriifung der Otto-von-Guericke-Universitat Magdeburg 
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ei Einführung 
L Magnesiumlegierungen erobern aufgrund ihrer hohen spezifischen Zugfestigkeit zunehmend 
t. größere Marktanteile, besonders im Automobilbau und in der Luftfahrttechnik. Ein weiterer Vorteil 
we ist die Moglichkeit zur Herstellung endabmessungsnaher, groBflachiger und auch diinnwandiger 
Nowa Bauteile. Die praktisch unbegrenzte Verfügbarkeit von Magnesium erweist sich ebenfalls als 
Phenom‘ förderlich für den Einsatz von Magnesiumlegierungen. Die am häufigsten eingesetzte 
Magnesiumlegierung ist die Legierung AZ91 mit ca. 9% Aluminium und ca. 1% Zink, die sich 
neben der sehr guten Vergießbarkeit durch hohe Zug- und Dauerfestigkeit, gutes 
Dämpfungsvermögen und günstiges Korrosionsverhalten auszeichnet. Ob die optimalen 
ihe irr. mechanischen Eigenschaften auch erreicht werden, hängt vor allem von den Herstellungsverfahren 
— und -bedingungen ab. Es werden deshalb vergleichende Gefiigeuntersuchungen an Proben aus 
822 Barren bzw. Bauteilen durchgeführt. 
Der Nachteil der Legierung AZ91 liegt in der relativ niedrigen Temperaturbeständigkeit. 
Verbesserungen diesbezüglich versprechen die Magnesiumlegierungen mit Seltenerdmetallen, wie 
Lanthan, Cer, Neodym und Praseodym. Deshalb werden zum Vergleich auch 
Gefligeuntersuchungen an der DruckguBlegierung AE42 dargestellt, die eine Kombination solcher 
Elemente bis ca. 3,2 % enthilt. 
Der GefiigeeinfluB wird anhand verschiedener Beanspruchungsarten im wesentlichen bei 
Raumtemperatur erfaßt. 
66 (1979) 
Soc. for Werkstoff und Untersuchungsverfahren 
Für die Legierung AZ91 standen sowohl ein Barren (Schwerkraft - Kokillenguß, Al 9,0 %; Zn 
0,67 %, Mn 0,22 % ) mit den Abmessungen 120 x 70 x 50mm als auch ein Druckgußbauteil (Al 
. 8,2%; Zn 0,73%; Mn 0,20% ) mit Wanddicken bis zu 11 mm zur Verfiigung, was die Fertigung von 
Ci Proben mit maximal 10 mm Querschnitt erlaubte (Kerbschlagproben, Flachzugproben, 
” Biegeproben und in-situ-Zugproben). Die chemische Analyse konzentrierte sich auf die 
wesentlichen Elemente; das DruckgufSbauteil soll nach Herstellerangaben HP-Qualitiit entsprechen. 
5A Eine nachfolgende T6-Wirmebehandlung (Losungsglithen 410°C, 20h, Luftabkiihlung/Auslagern 
; 215 °C, 6h, Luftabkiihlung; [1,2] ) der Proben wird in die Untersuchungen einbezogen. 
derma’ Fir die Legierung AE42 (Al 4,1 %; Mn 0,19 %; RE 3,2 %) wurden die Proben aus einer 
druckgegossenen Platte mit maximal 5,5 mm Dicke gefertigt. Eine Vergleichbarkeit der 
mechanischen Eigenschaften beider Legierungen war folglich nur fiir Proben mit Dicken < 5 mm 
möglich. Es wurden deshalb, auch wegen des geringen Aufwandes für die Probenfertigung und - 
prüfung, statische Biegeversuche favorisiert. Für die direkte Beobachtung der Schädigungs- und 
Versagensvorgänge sind aber in-situ-Untersuchungen im REM unentbehrlich. 
Bei der chemischen Analyse bezüglich der Seltenerdmetalle mittels WDX konnten als Bestandteile 
des üblicherweise bei der Herstellung verwendeten Mischmetalls Cer, Lanthan, Neodym und 
Praseodym nachgewiesen werden. Mangels geeigneter Kalibrierproben erfolgte eine qualitative 
Abschätzung, die sehr gut den Literaturangaben über die relative Zusammensetzung des RE- 
Gemisches in der Legierung AE42 entspricht (Ce 1,8 %; La 0,7 %; Nd 0,5 %; Pr 0,2 % [2,3]). Für 
einige Proben erfolgte auch hier eine T6-Wärmebehandlung (Lösungsglühen 470°C, 20h. Wasser 
/Auslagern 215 °C. 6h, Luftabkühlung).