Magnesium und seine Legierungen:
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer
2001
|
| Edition: | 2. Aufl. |
| Series: | Klassiker der Technik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXII, 520 S. Ill., graph. Darst. 25 cm |
| ISBN: | 9783540416753 3540416757 |
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| adam_text | Titel: Magnesium und seine Legierungen
Autor: Altwicker, Hubert
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis.
Zur Einführung. Seite
Die Magnesiumlegierungen als Megwerkstoffe XV
Rohstoffe und Herstellung.
Von Direktor Dr. phil. W. Mosohel, Dr.-Ing. H. Smligeb
und Direktor Dr. phil. R. Stxchy, Bitterfeld.
A. Geschichtliches 1
B. Rohstoffe des Magnesiums 3
1. Vorkommen der Rohstoffe 3
2. Technisch wichtige Rohstoffe und ihre Aufbereitung 4
C. Elektrolytische Herstellung des Magnesiums 6
1. Elektrolyse von wäßrigen bzw. organischen Lösungen der Magnesium¬
salze , 6
2. Elektrolyse von geschmolzenen Magnesiumsalzen 7
a) Elektrolyse von Magnesiumoxyd in Fluoridsehmelzen 7
b) Elektrolyse von Karnallit 7
c) Herstellung von wasserfreiem Magnesiumchlorid 8
d) Elektrolyse von geschmolzenem Magnesiumchlorid 11
D. Thermische Herstellung des Magnesiums 13
1. Reduktion von Magnesiumoxyd mittels Kohle 13
2. Reduktion von Magnesiumverbindungen mittels Kalziumkarbid ... 15
3. Reduktion von Magnesiumoxyd mittels Aluminium 16
4. Reduktion magnesiahaltiger Rohstoffe mittels Silizium 16
E. Ausblick 17
Physikalisehe Eigenschaften des Magnesium-Einkristalls und ihre
Bedeutung für den Vielkristall.
Von Dr. phil. G. Siebel, Bitterfeld.
A. Einleitung 18
Herstellung von Einkristallen 18
B. Physikalische Eigenschaften des Mg-Kristalls 19
1. Anisotropie des Mg-Kristalls 19
2. Verformungsmechanismen, Translation und Zwillingsbildung .... 20
3. Verfestigung von Mg-Kristallen 24
a) Statische Beanspruchung 24
b) Wechselbeanspruchung 25
c) Legierungsbildung 26
d) Kristallverletzung 28
C. Bedeutung der hexagonalen Struktur für die Eigenschaften
des Vielkristalls 29
1. Verfestigung des Vielkristalls 29
2. Verformungstexturen 31
XU Inhaltsverzeichnis.
Metallographie des Magnesiums und seiner Legierungen.
Von Dr.-Ing. H. Vosskühleb, Bitterfeld.
A. Schliffherstellung 37
1. Mikroskopische Untersuchungen 37
a) Vorbereitung der Rohen 37
b) Schleifen 37
c) Polieren 38
d) Ätzen 40
2. Makroskopische Untersuchungen 41
B. Gefüge des Magnesiums 42
C. Binäre Legierungen 46
Mg-Ag 46. Mg-AI 47. Mg-As 53. Mg-Au 53. Mg-Ba 54. Mg-Be 54.
Mg-Bi 55. Mg-Oa 57. Mg-Cd 68. Mg-Ce 59. Mg-Co 60. Mg-Cs 60.
Mg-Cu 61. Mg-Fe 62. Mg-Ga 62. Mg-Ge 63. Mg-H 63. Mg-Hg 63.
Mg-In 64. Mg-K 65. Mg-La 65. Mg-Ii 65. Mg-Mn 67. Mg-N 68.
Mg-Na 69. Mg-M 69. Mg-0 70. Mg-P 70. Mg-Pb 70. Mg-Pr 71.
Mg-S 72. Mg-Sb 72. Mg-Si 73. Mg-Sn 74. Mg-Sr 75. Mg-Tl 75.
Mg-W 77. Mg-Zn 77. Mg-Zr 78.
D. Ternäre Legierungen 79
Mg-Ag-Al 79. Mg-Ag-Cd 80. Mg-Ag-Tl 80. Mg-Ag-Zn 80. Mg-Al-Be 80.
Mg-Al-Bi 80. Mg-Al-Cd 81. Mg-Al-Cu 82. Mg-Al-Fe 83. Mg-Al-Mn 83.
Mg-Al-Ni 84. Mg-Al-Sb 84. Mg-Al-Si 85. Mg-Al-Tl 85. Mg-Al-Zn 86.
Mg-Bi-Cu 90. Mg-Bi-Zn 90. Mg-Ca-Si 91. Mg-Ca-Zn 91. Mg-Cd-Pb 92.
Mg-Cd-Tl 93. Mg-Od-Zn 94. Mg-Cu-Ni 95. Mg-Cu-Si 95. Mg-Cu-Sn 96.
Mg-Pb-Sb 96. Mg-Pb-Sn 96. Mg-Si-Zn 97. Mg-Sn-Zn 99. Mg-Tl-Zn 100.
Physikalische Eigenschaften.
Von Dr. phil. G. Siebel und Dr.-Ing. H. Vosskühler, Bitterfeld.
A. Physikalische Kenngrößen des Reinmagnesiums 101
B. Rekristallisation 102
C. Volumen 105
1. Spezifisches Gewicht 105
2. Gitterkonstantenänderung durch Mischkristallbildung 107
3. Thermische Ausdehnung 108
D. Thermische Eigenschaften 111
1. Wärmeleitfähigkeit 111
2. Spezifische Wärme, Schmelzwärme, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Ver¬
dampfungswärme, Dampfdruck 114
3. Diffusion 119
4. Oberflächenspannung 119
5. Bildungswärmen von intermetallischen Verbindungen 119
6. Brennbarkeit 120
E. Elektrische Eigenschaften 122
1. Elektrische Leitfähigkeit 122
2. Thermokraft , 128
F. Magnetische Eigenschaften 128
G. Reflexion 129
H. Elektrochemische Eigenschaften 130
Inhaltsverzeichnis. XIII
Festigkeitseigenschaften.
Von Dr.-Ing. W. Bttchmamt, Bitterfeld.
I. Festigkeitseigenschaften bei gewöhnlicher Temperatur 131
A. Zugfestigkeit 131
1. Wirkung der Hauptlegierungshestandteile auf Härte, Zugfestigkeit
und Dehnung 131
2. Zugfestigkeit und Dehnung technischer Legierungen 141
a) Allgemeines: Prüfhedingungen, Bruchbild, Bruchdehnung, Gül¬
tigkeitsbereich (Probenherkunft und -entnähme), Legierungs¬
bezeichnung 142
b) Technische Gußlegierungen 148
c) Technische Knetlegierungen 150
3. Dehngrenzen technischer Legierungen (Elastizitäts- und Streck¬
grenzen) . . . . 152
a) Allgemeines, Versuchsbedingungen 152
b) Technische Gußlegierungen 153
c) Technische Knetlegierungen 154
d) Konstruktive Bewertung von Dehngrenzen 156
4. Zugelastizitätsmaße technischer Legierungen 158
5. Einfluß von Kaltverformung auf die Zerreißwerte technischer
Legierungen 160
6. Zerreißwerte in Werkstücken technischer Lieferformen 161
a) Gußstücke 161
b) Preßgut (Stangen, Profile, Rohre) 167
c) Walzgut (Blecheund Bänder) 171
d) Schmiedestücke 173
B. Druckfestigkeit 174
Druckfestigkeit, Quetschgrenze und Stauchung technischer Legie¬
rungen 174
a) Allgemeines: Versuchsausführung, Bruchbild 174
b) Technische Gußlegierungen 175
c) Technische Knetlegierungen 176
C. Biegefestigkeit 178
Biegefestigkeit und Durchbiegung technischer Legierungen . . . 179
a) Allgemeines, Versuchsausführung 179
b) Technische Gußlegierungen 180
e) Technische Knetlegierungen 181
D. Schubfestigkeit (Scher- und Verdrehfestigkeit) 182
1. Scherfestigkeit technischer Legierungen 182
2. Verdrehfestigkeit und Drillgrenzen technischer Legierungen . . . 183
a) Allgemeines , 183
b) Verdrehfestigkeit 184
c) Drillgrenzen- 184
3. Schubelastizitätsmaß (Gleitmodul) 184
E. Festigkeit von Bauteilen bei zügiger Beanspruchung (Ge¬
staltfestigkeit) 185
1. Kerbwirkung und sonstige Gestalteinflüsse 185
a) Allgemeines 185
b) Festigkeit von Formelementen 186
2. Festigkeitsversuche an ganzen Bauteilen 188
F. Härte, Verschleiß- und Gleiteigenschaften, Verformungs¬
kennwerte 189
XIV Inhaltsverzeichnis.
1. Härte 189
a) Allgemeines, Versuchsausführung 189
b) Härtewerte technischer Legierungen 190
2. Verschleiß- und Gleiteigenschaften 191
a) Vergleichende Verschleißversuche 191
b) Gleiteigenschaften 193
3) Kerbschlagzähigkeit 195
a) Allgemeines, Probenform 195
b) Kerbschlagzähigkeit technischer Legierungen 197
4. Sonstige Verformungskennwerte 197
a) Biegewinkel, Biegehalbmesser 197
b) Tiefung 198
G. Dauerstandfestigkeit 198
Kriechen und Dauerstandfestigkeit bei Raumtemperatur; kon¬
struktive Bewertung des Kriechverhaltens von Magnesiumlegie¬
rungen 198
H. Dauerschwingungsfestigkeit 201
1. Allgemeines über die Ermüdungseigenschaften von Magnesium¬
legierungen 201
a) Form der Wöhlerlinien, Grenzlastwechselzahlen, Zeit- und
Dauerfestigkeit 201
b) Einfluß der Querschnittsgröße, Unterschied von Biege- und Zug¬
druckwerten 207
2. Wechselfestigkeit technischer Legierungen 209
a) Prüfbedingungen, Gültigkeitsbereich (Probenherkunft und -form) 209
b) Biegewechselfestigkeit technischer Legierungen, Beziehung
zwischen Biegewechselfestigkeit und sonstigen Gütewerten. . 210
c) Verhältnis von Zugdruck- und Verdrehwechselfestigkeit zur
Biegewechselfestigkeit 213
3. Kerbempfindlichkeit technischer Legierungen 214
a) Bestimmung und Gültigkeitsbereich der Kerbempfindlichkeit . 215
b) Kerbempfindlichkeitszahlen technischer Legierungen; Beziehung
zwischen Kerbempfmdlichkeit und sonstigen Gütewerten; Ein¬
flüsse auf die Kerbempfindlichkeit 217
c) Kerbempfmdlichkeit bei verschiedenen Beanspruchungsarten
(Zugdruck- und Verdrehbeanspruchung) 220
4. Wechselfestigkeit und Kerbempfmdlichkeit in Werkstücken tech¬
nischer Lieferformen 220
a) Gußstücke 220
b) Preßgut, Schmiedestücke, Walzgut 221
5. Dauerfestigkeit und Kerbempfindlichkeit technischer Legierungen
bei erhöhten Mittelspannungen (Dauerfestigkeitsschaubilder) . . 224
a) Biegedauerfestigkeit 224
b) Zugdruck-Dauerfestigkeit 226
6. Dauerfestigkeit von Bauteilen (Gestaltfestigkeit) 228
a) Dauerfestigkeit von Formelementen (außer Einspannteilen);
konstruktive Bewertung der Kerbempfindlichkeit; Einfluß von
Quersehnittsform und -große 228
b) Einfluß von Einspannbedingungen (Reibkorrosion und Gegen¬
maßnahmen) 231
c) Oberflächenwirkung 233
d) Dauerfestigkeitsversuche mit Halbzeug und mit ganzen Bau¬
teilen 234
Inhaltsverzeichnis. XV
7. Korrosionsermüdung 237
a) Allgemeines und Prüfbedingungen 237
b) Korrosionsermüdungswerte technischer Legierungen 238
I. Vergleichende Festigkeitstafeln und Verhältniszahlen . . 239
n. Festigkeitseigenschaften bei tiefen Temperaturen 244
A. Zugfestigkeit und Dehnung 245
B. Schlagzähigkeit und sonstige Verf ormungskennwerte . . . 246
C. Dauerschwingungsfestigkeit 248
III. Festigkeitseigensehaften bei erhöhten Temperaturen 250
A. Härte, Zugfestigkeit und Dauerstandfestigkeit 250
1. Besondere Wirkung einiger Legierungsbestandteile auf die Warm¬
festigkeit von Magnesiumlegierungen 250
2. Warmhärte, Warmzugfestigkeit und -Streckgrenze technischer
Legierungen 252
a) Allgemeines, Abhängigkeit der Warmfestigkeitswerte von den
Versuchsbedingungen, Elastizitätsmaß 252
b) Technische Gußlegierungen 254
c) Technische Knetlegierungen 256
3. Kriechverhalten und Dauerstandfestigkeit technischer Legierungen 260
a) Allgemeines, Versuchsausführung und Begriffsbestimmung . . 260
b) Technische Gußlegierungen 262
c) Technische Knetlegierungen; Einfluß der Vorbehandlung . . 266
B. Dauerschwingungsfestigkeit 267
Warmwechselfestigkeit technischer Legierungen 268
a) Allgemeines, Versuchsausführung 268
b) Technische Gußlegierungen 269
c) Technische Knetlegierungen 271
Chemisches Verhalten, Korrosion und Oberöächenschutz.
Von Dr.-Ing. W. Schultze, Bitterfeld.
A. Allgemeines 272
Prüfmethoden 274
B. Die Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens . 277
C. Einfluß der Legierungsmetalle 278
Mangan 278. Aluminium 281. Zink 284. Silizium 284. Kalzium 285.
Zer 285. Kupfer 285. Zinn 286. Kadmium 286, Blei. 287 Nickel,
Kobalt 287. Chrom 288. Antimon, Wismut 288. Beryllium 288.
Zirkon 289. Silber 289.
D. Das spezielle chemische Verhalten des Magnesiums und der
magnesiumreiehen Legierungen 292
1. Die Arten der Korrosionserscheinungen 292
a) Bewitterungskorrosion 293
b) Spannungskorrosion 293
2. Die Korrosion in Wässern, Salzlösungen, sauren und alkalischen Elektro¬
lyten 297
3. Verhalten gegen verschiedene Agenzien 299
4. Einfluß korrosionshemmender Stoffe 303
E. Oberflächenschutz 305
1. Metallische Überzüge 305
2. Nichtmetallische Überzüge 305
3. Anstriche 307
F. Konstruktive Maßnahmen, Isolierung 311
XVI Inhaltsverzeichnis.
Schmelzen und Gießen. (Mit besonderer Berücksichtigung
des Sandgußverfahrens.)
Von Direktor Dr.-Ing. h. c. A. Beck und Dipl.-Ing. P. Spitäler, Bitterfeld.
A. Die Verfahren zur Reinigung der Schmelzen 313
1. Befreiung von nichtmetallischen Verunreinigungen 313
2. Beseitigung von metallischen Verunreinigungen 318
B. Das Schmelzen der Magnesiumlegierungen 320
1. Öfen und Tiegel 320
2. Temperaturmeßgeräte 321
3. Metalleinsatz 322
4. Schmelzen und Überhitzen 322
5. Gießen 324
6. Tiegelreinigung und -kontrolle 325
C. Die wichtigsten gießtechnisehen Eigenschaften der Ma¬
gnesiumlegierungen und deren Berücksichtigung in der
Gießerei 326
D. Die Herstellung von Sandgußstücken aus Magnesiumlegierun¬
gen .- 334
1. Entwurf der Gußstücke 334
2. Formerei und Kernmacherei 336
3. Nachbehandlung der Abgüsse 341
4. Prüfung der Gußstücke 342
5. Betriebszahlen 343
Technologie des Kokillengießens.
Von Dipl.-Ing. P. Spitäler, Bitterfeld.
A. Allgemeines 345
B. Unterschiede des Gießverfahrens gegenüber anderen Metallen 345
1. Gießen 345
2. Emgußteehnik 346
3. Konstruktion der Kokillen 348
4. Beeinflussung der Erstarrungsbedingungen 349
5. Kokillenschliehte 350
Technologie des Spritzgießens.
Von Oberingenieur A. Bauer, Stuttgart-Bad Cannstatt.
A. Entwicklung 352
B. Die heutigen Maschinensysteme 353
C. Wirtschaftlichkeit 358
D. Die Spritzgußformen 359
E. Die Legierungen und ihre physikalischen Daten 361
W. Größe und Gewicht von Magnesiumspritzgußteilen 361
G. Wandstärken 362
H. Herstellungsgenauigkeit 362
I. Konstruktionsregeln 363
1. Allgemeines 363
2. Hinterschneidungen 363
3. Einspritzbare Bohrungen 364
4. Der Anzug der Magnesiumspritzgußteile 364
5. Gewinde 364
6. Einlagen-Einspritzteile 365
Inhaltsverzeichnis. XVII
J. Oberfläche von Spritzgußteilen 366
K. Verwendungsgebiete 367
1. Auto- und Motorradindustrie 367
2. Flugzeugindustrie 368
3. Büromaschinenindustrie 369
4. Optische Industrie 369
5. Elektroindustrie 370
6. Staubsaugerindustrie 371
7. Funkindustrie 371
8. Apparatebau 372
9. Allgemeiner Maschinenbau und andere Industriezweige 373
Technologie des Pressens.
Von Dipl.-Ing. R. Fiedler, Bitterfeld.
A. Die Preßverfahren 374
B. Eigenschaften und Aufbau der Preßlegierungen und deren Ab¬
hängigkeit vom Verfor.mungsgrad 375
C. Die Fließvorgänge während der Verformung 379
Technologie des Schmiedens.
Von Oberingenieur Dr.-Ing. H. Altwickeb, Bitterfeld.
A. Einleitung 383
B. Rekristallisation 383
C. Kraftbedarf in Abhängigkeit von Reckgrad, Temperatur und
Verformungsgeschwindigkeit • 385
D. Kristallorientierung unter dem Einfluß von Temperatur und
Schmiedeverfahren 387
B. Temperatur- und Ofenfrage 392
F. Verformungsgeschwindigkeit und Maschinenfrage 394
G. Werkzeugfragen 396
Technologie des Walzens.
Von Dr.-Ing. P. Menzen, Rackwitz-Leipzig.
A. Walzen 399
B. Glühen 401
C. Allgemeine Arbeitsbedingungen 401
D. Verformungsbedingungen beim Walzen 402
1. Walztemperatur 402
2. Walzgeschwindigkeit 406
3. Kristallorientierung 407
4. Korngröße 408
Spangebende Bearbeitung.
Von Dipl.-Ing. O. Keinem?, Berlin.
A. Allgemeines über die Verspanung der Magnesiumlegierungen 409
1. Beziehungen zwischen Schnittdruck, Spanquerschnitt, Schnittgeschwin¬
digkeit und Meißelform 409
2. Die zweckmäßige Schnittgeschwindigkeit 412
3. Spancharakteristik 413
4. Bearbeitungsfähigkeit der verschiedenen Magnesiumlegierungen . . . 414
5. Sehnittemperatur, Trocken- und Naßbearbeitung 414
6. Richtlinien für die Werkzeugherstellung 415
XVIII Inhaltsverzeichnis.
7. Maßänderung bearbeiteter Teile 416
8. Spänebrände 417
B. Die wichtigsten Arten der spangebenden Verformung .... 418
1. Drehen 418
2. Fräsen 418
3. Bohren 419
4. Senken 422
5. Gewindeschneiden 422
6. Eeiben 423
7. Sägen 423
a) Bandsägen 423
b) Kreissägen 424
8. Feilen 424
9. Schleifen 425
10. Naß- und Trockensehliff 426
C. Zusammenfassung 429
Konstruktionsriehtlinien, stoffgerechte Werkstattbehandlung
und Anwendungsbeispiele.
Von Oberingenieur E. J. de Eiddbk, Bitterfeld.
A. Einleitung 430
B. Grundsätzliche Betrachtungen 430
C. Bauteile aus Magnesiumgußlegierungen 434
D. Bauteile aus Magnesiumknetlegierungen 440
1. Profile und Bleche 440
2. Schmiedestücke 444
E. Die korrosionssichere Konstruktion . . 446
F. Verbindungsarbeiten an Magnesiumlegierungen 448
1. Nieten 448
2. Verschraubungen -,. . . 449
3. Schweißen 449
a) Autogene Schweißung 449
b) Lichtbogenschweißung 451
c) Druckschweißung 451
d) Punktschweißung 452
G. Spanlose Verformung von Blechen und Profilen . 452
H. Die Anwendungsmöglichkeiten des Magnesiums als Konstruk¬
tionsbaustoff 454
Magnesium als Legierungselement.
Von Dr. phil. habil. H. Bohner, Bitterfeld.
A. Magnesium als Legierungszusatz zu Aluminium und Alu¬
miniumlegierungen 460
1. Al-Mg-Legierungen 460
2. Al-Mg-Si-Legierungen 467
3. Al-Cu-Mg-Legierungen 470
4. Al-Si-Mg-Legierungen 476
5. Al-Zn-Mg-Legierungen 477
B. Magnesium als Legierungszusatz zu Schwermetallen 478
1. Eisen 478
2. Nickel 478
Inhaltsverzeichnis. XIX
3. Kupfer 479
4. Zink 479
5. Blei 480
6. Zinn 482
7. Edelmetalle 482
Die Verwendung des Magnesiums für Pyrotechnik und Thermochemie.
Von Dr. phil. G. Gosskatt, Bitterfeld.
A. Magnesium als künstliche Lichtquelle 483
B. Magnesium in der Sprengtechnik 485
C. Magnesium für thermochemische Reduktion 485
D. Magnesium als Desoxydationsmittel für Metallschmelzen . . 486
Die wirtschaftliche Bedeutung des Magnesiums .... 487
Von W. H. O. Ziegler, Bitterfeld.
Chemische Analyse von Magnesium und seinen Legierungen.
Von Dr. phil. G. Siebel, Bitterfeld.
A. Magnesium 491
1. Silizium 491
2. Kupfer 491
3. Aluminium und Eisen 492
4. Mangan 492
B. Magnesiumlegierungen 493
1. Silizium,. Blei, Zinn 493
2. Kupfer 493
3. Kadmium 494
4. Mangan 494
5. Aluminium 494
6. Zink 495
7. Silber 496
8. Zer 496
9. Zirkon 496
10. Kalzium 497
11. Bisen 497
12. Chloride 497
13. Nitride 497
Übersicht über Patente betreffend Herstellung, Verarbeitung und
Verwendung von Magnesium und Magnesiumlegierungen.
Gruppe I: Herstellung von wasserfreiem Magnesiumchlorid für die Ma¬
gnesiumelektrolyse 499
Gruppe II: Erzeugung von Magnesiummetall (elektrolytisch und thermisch) 500
Gruppe III: Magnesiumlegierungen 501
Gruppe IV: Schmelzen, Reinigen und Gießen von Magnesium und Ma¬
gnesiumlegierungen 502
Gruppe V: Knetverarbeitung von Magnesium und Magnesiumlegierungen 503
Gruppe VI: Wärmebehandlung von Magnesiunilegierungen 504
Gruppe VII: Korrosionsschutz durch Oberflächenbehandlung 504
Gruppe VIII: Verwendung und Verarbeitungsverfahren 505
Namenverzeichnis 506
Sachverzeichnis 510
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