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Alliage d'aluminium.
La présente invention a pour objet un alliage d'aluminium supérieur, sous certains rapports, aux alliages connus jusqu'à présent. suivant l'invention, l'alliage est composé des constituants suivants, les proportions étant indiquées en poids par rapport au total :
EMI1.1
<tb>
<tb> Zinc <SEP> 8 <SEP> à <SEP> 14,5 <SEP> %
<tb> Cuivre <SEP> 1,5 <SEP> à <SEP> %
<tb> Magnésium <SEP> 0,70 <SEP> à <SEP> 1,5%
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 3 <SEP> %
<tb>
Aluminium en substance le restant,
L'expression " Nickel 0 à 3 % " signifie que ce métal peut être complètement absent et que, s'il y en a, il ne doit pas dépasser 3 % du total.
L'alliage décrit est adapté à être soudé (oorroyé) par for-
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geage, laminage ou traitement analogue ; ce n'est pas un alliage de moulage.
Le fer et ia silice se rencontrent comme impuretés dans l'aluminium commercial.usuellement en quantités d'environ 0,20 % de chacun ;et généralement parlant, pour les alliages le plus forts, cesimpuretés seront dans lesquantités normales dues à l'emploi d'aluminium commercial. Si la silice est augmentée jusque 0, 6 %, il y aune chute marquée dans la résistance de l'alliage à la traction, mais celui-ci se forge mieux, et dans certains cas où la résistance à la traction n'est pas d' impor tance capitale, ces caractéristiques peuvent être obtenues par une ajoute voulue de silice. Mais la teneur en silice ne doit en aucun cas dépasser 1 %.
Le fer améliore également l'aptitude de l'alliage à être forgé, mais il augmente le grain, s'il. y a jusque 0,90% de fer et que la teneur en nickel est réduite de la valeur idéale (environ 1,4 %) à 1 %, la résistance à la traction est augmentée à environ 2 tonnes par pouce carré avec une augmentation correspondante en dureté, mais la ductilité est diminuée. L'alliage est moins coûteux à produire si la teneur en fer augmente et que celle du nickel diminue. Le fer ne doit cependant pas dépasser 1,5 %.
Sous réserve de ce qui suit, il est préféré de maintenir aussi basse que possible la teneur en fer et de prendre de 1 à 2 % de nickel.
Si cependant la teneur en cuivre dépasse 3,1 % , le pourcentage de nickel sera de préférence sous 1 % et même pour cer taines applications, le nickel peut disparaître complètement.
Avec une faible teneur en nickel, ou s'il n'y a pas de nickel, la teneur en cuivre se trouve entre 3,8 et 4,2 %.
D'une façon générale, les teneurs en cuivre et zinc sont interdépendantes. Plus il y a de zinc, moins il y a de cuivre.
Avec cet alliage, il est possible d'obtenir une grande ré-
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sistance quand il est mis à vieillir à l'air après traitement en solution, et d'obtenir un chiffre élevé de ductilité et une production bon marché. Ainsi, l'alliage fait de
EMI3.1
<tb>
<tb> ' <SEP> Nickel <SEP> 1,3 <SEP> %
<tb> Zinc <SEP> 11 <SEP> % <SEP>
<tb> Magnésium <SEP> 1,35 <SEP> %
<tb> Cuivre <SEP> 2,2 <SEP> %
<tb> Aluminium <SEP> commercial <SEP> 84,15 <SEP> %,
<tb>
après traitement en solution et vieillissement naturel pendant 14 jours présente les caractéristiques suivantes :
tension maximum 36,3 tonnes par pouce carré limite d'étirage 29,5 " " allongement (sur une éprouvette de 2 poucesde long) 14,5 % striction 19 %
Cet alliage convient tout particulièrement à la fabrication de pièces forgées en général, par exemple bielles ou tiges de liaison pour moteurs d'aviation et moteurs d'automobile, tiges de poussée pour moteurs d'automobile, hélices d'aviation, chapeaux de palier pour avions et automobiles, leviers de commande de mécanismes de frein, chapeaux de moyeu pour hélices, rotors surchargés, couvercles de bottes de direction, etc.
Quand le nickel est omis et que le cuivre augmente jusqu'à une proportion de 4 % (auquel cas la teneur en zinc est de préférence abaissée jusqu'à, environ 10 %), et après exactement le même traitement qu'indiqué ci-dessus, l'alliage a donné :
EMI3.2
<tb>
<tb> tension <SEP> maximum <SEP> 37 <SEP> tonnes <SEP> par <SEP> pouce <SEP> carré
<tb>
EMI3.3
limite d'étirage 2g, % N fl 11
EMI3.4
<tb>
<tb> allongement <SEP> 18,5 <SEP> %
<tb> striction <SEP> 24%.
<tb>
cet alliage convient à la fabrication de produits forgés demandant une plus grande ductilité tout en acceptant une diminution de 0,1 % dans les tensions d'essai.
Les deux éprouvettes ayant servi aux essais ci-dessus prove-
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calent d'un lingot de 3 pouces de diamètre forgé en une barre de section carrée de 1 pouce, puis avaient été traitées en solution et vieillies. Les deux éprouvettes avaient une partie parallèle de plus de 2 pouces et un diamètre de 0,564 pouce. un autre exemple de composition est :
EMI4.1
<tb>
<tb> Cuivre <SEP> 3
<tb> Nickel <SEP> 1,1 <SEP>
<tb> magnésium <SEP> 1,25 <SEP>
<tb> Zinc <SEP> 9,7 <SEP> %
<tb>
Aluminium commercial : ie restant.
D'un lingot de 3 pouces de diamètre, on forge des barres après traitement en solution et vieillissement artificiel à une température plus élevée que celle permise avec des alliages à plus forte teneur en zinc, ces barres furent essayées à la traction et ont donné : tension maximum 38 tonnes par pouce carré limite d' étirage 34,7 " " " allongement sur une éprouvette de 2 pouces : 11% striction 19, 8 % dureté en degrés Brinell 189.
Cet alliage convient pour des produits tels que des feuilles ou plaques pour ailes d'avions et des parties ou pièces repoussées pour véhicules automobiles.
Divers éléments sont parfoi s ajoutés aux alliages d' alumi nium dans le but d'améliorer ces alliages dans diverses directions ; ces éléments sont le cobalt, le chrome, le tungstène, le molybdène. le béryllium, le manganèse, le titane, l'argent, l' antimoine, le cerium.
L'un ou l'autre, ou plusieurs de ces métaux peuvent être employés dans l'alliage, pourvu qu'il n'y ait pas plus de 0,75% de l'un quelconque d'entre eux et que le total de ces éléments ne dépasse pas 1, 5 %, mais il est préférable cependant de n'en - ployer aucun d'eux, car les recherches faites tendent à prouver que, quand ils sont présents en quantités suffisantes à détermi-
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ner un effet décelable, il peut en résulter, ou il en résulte une diminution de résistance, D'autres éléments peuvent évidemment être présents sous forme de traces, à cause de l'emploi d'aluminium commercial et des autres métaux ou alliages dont est composé l'alliage final.
C'est à cause de la possibilité de la présence de ces divers éléments que l'on a employé l'expression " aluminium commercial, en substance pour le restant dans les revendications finales, L'alliage est fait de la manière usuelle, c'est-à-dire en ajoutant à des alliages fondus d'aluminium commercial, des'alliages d'aluminium riches en un ou deux des éléments à ajouter. certains de ces éléments, tels que le zinc et le manganèse peuvent être ajoutés sous forme solide à la fonte contenant les autres éléments.
L'alliage peut recevoir un traitement thermique. La forme préférée de ce traitement consiste à réchauffer en pits à 430 - 4700 C., pendant une demi-heure, puis tremper dans l'eau, enfin, adoucir à 70 - 100 C. pendant six à vingt-quatre heures et refroidir à l'air ou par trempage dans l'eau.
Avec cet alliage, on peut fabriquer des pièces corroyées ou forgées possédant une bonne dureté, une bonne résistance et à fine texture ; ces pièces peuvent subir un traitement thermique pour leur donner une résistance à la traction et une dureté Brinellsupérieures à celles de t ou t autre alliage d'aluminium utilisé à ce jour.
La haute teneur en zinc rend l'alliage fluide, propre (net) et facile à couler.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Aluminum alloy.
The present invention relates to an aluminum alloy which is superior, in certain respects, to the alloys known until now. according to the invention, the alloy is composed of the following constituents, the proportions being indicated by weight relative to the total:
EMI1.1
<tb>
<tb> Zinc <SEP> 8 <SEP> to <SEP> 14.5 <SEP>%
<tb> Copper <SEP> 1.5 <SEP> to <SEP>%
<tb> Magnesium <SEP> 0.70 <SEP> to <SEP> 1.5%
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> to <SEP> 3 <SEP>%
<tb>
Aluminum in substance the remainder,
The expression "Nickel 0 to 3%" means that this metal can be completely absent and that, if there is any, it should not exceed 3% of the total.
The alloy described is suitable to be welded (oorred) by for-
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ging, rolling or the like; it is not a casting alloy.
Iron and silica are found as impurities in commercial aluminum. Usually in amounts of about 0.20% of each; and generally speaking, for the stronger alloys, these impurities will be in normal amounts due to the use of commercial aluminum. If the silica is increased to 0.6%, there is a marked drop in the tensile strength of the alloy, but the alloy forges better, and in some cases the tensile strength is not d Importantly, these characteristics can be obtained by a desired addition of silica. But the silica content should in no case exceed 1%.
Iron also improves the alloy's ability to be forged, but it increases graininess, if it does. There is up to 0.90% iron and the nickel content is reduced from the ideal value (about 1.4%) to 1%, the tensile strength is increased to about 2 tons per square inch with a corresponding increase in hardness, but ductility is reduced. The alloy is less expensive to produce if the iron content increases and the nickel content decreases. However, the iron should not exceed 1.5%.
Subject to the following, it is preferred to keep the iron content as low as possible and to take 1 to 2% nickel.
If, however, the copper content exceeds 3.1%, the percentage of nickel will preferably be below 1% and even for certain applications, the nickel may disappear completely.
With a low nickel content, or if there is no nickel, the copper content is between 3.8 and 4.2%.
Generally speaking, the copper and zinc contents are interdependent. The more zinc there is, the less copper there is.
With this alloy, it is possible to obtain a great re-
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sistance when it is put to aging in air after solution treatment, and obtain high figure of ductility and cheap production. Thus, the alloy made of
EMI3.1
<tb>
<tb> '<SEP> Nickel <SEP> 1.3 <SEP>%
<tb> Zinc <SEP> 11 <SEP>% <SEP>
<tb> Magnesium <SEP> 1.35 <SEP>%
<tb> Copper <SEP> 2.2 <SEP>%
<tb> Aluminum <SEP> commercial <SEP> 84.15 <SEP>%,
<tb>
after treatment in solution and natural aging for 14 days has the following characteristics:
maximum tension 36.3 tons per square inch stretch limit 29.5 "" elongation (on a 2 inch long specimen) 14.5% necking 19%
This alloy is particularly suitable for the manufacture of forgings in general, for example connecting rods or connecting rods for aircraft engines and automobile engines, push rods for automobile engines, aviation propellers, bearing caps for airplanes and automobiles, brake mechanism control levers, propeller hub caps, overloaded rotors, steering boot covers, etc.
When nickel is omitted and copper increases to a proportion of 4% (in which case the zinc content is preferably lowered to, about 10%), and after exactly the same treatment as indicated above , the alloy gave:
EMI3.2
<tb>
<tb> voltage <SEP> maximum <SEP> 37 <SEP> tons <SEP> per <SEP> inch <SEP> square
<tb>
EMI3.3
stretch limit 2g,% N fl 11
EMI3.4
<tb>
<tb> elongation <SEP> 18.5 <SEP>%
<tb> striction <SEP> 24%.
<tb>
this alloy is suitable for the manufacture of forged products requiring greater ductility while accepting a 0.1% decrease in test stresses.
The two specimens used for the above tests come from
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wedge from a 3 inch diameter ingot forged into a 1 inch square section bar, then had been treated in solution and aged. Both specimens had a parallel portion of more than 2 inches and a diameter of 0.564 inches. another example of composition is:
EMI4.1
<tb>
<tb> Copper <SEP> 3
<tb> Nickel <SEP> 1.1 <SEP>
<tb> magnesium <SEP> 1.25 <SEP>
<tb> Zinc <SEP> 9.7 <SEP>%
<tb>
Commercial aluminum: ie remaining.
From an ingot 3 inches in diameter, bars are forged after treatment in solution and artificial aging at a temperature higher than that allowed with alloys with a higher zinc content, these bars were tensile tested and gave: maximum tension 38 tons per square inch draw limit 34.7 "" "elongation on a 2 inch specimen: 11% necking 19.8% hardness in degrees Brinell 189.
This alloy is suitable for products such as sheets or plates for aircraft wings and parts or spun parts for motor vehicles.
Various elements are sometimes added to aluminum alloys for the purpose of improving these alloys in various directions; these elements are cobalt, chromium, tungsten, molybdenum. beryllium, manganese, titanium, silver, antimony, cerium.
Either or more of these metals may be used in the alloy, provided that there is not more than 0.75% of any of them and the total of these elements does not exceed 1.5%, but it is preferable, however, not to employ any of them, since research carried out tends to prove that when they are present in sufficient quantities to determine
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If there is a detectable effect, it may result, or it results in a decrease in resistance, Other elements may obviously be present in trace amounts, due to the use of commercial aluminum and other metals or alloys of which is compound the final alloy.
It is because of the possibility of the presence of these various elements that the expression "commercial aluminum, in substance for the remainder in the final claims, has been used. The alloy is made in the usual manner, that is, i.e. by adding to molten commercial aluminum alloys aluminum alloys rich in one or two of the elements to be added. some of these elements, such as zinc and manganese can be added in solid form to the font containing the other elements.
The alloy can be heat treated. The preferred form of this treatment is to heat in pits to 430 - 4700 C., for half an hour, then soak in water, finally, soften at 70 - 100 C. for six to twenty-four hours and cool to air or by soaking in water.
With this alloy, it is possible to manufacture wrought or forged parts having good hardness, good resistance and fine texture; these parts can undergo a heat treatment to give them a tensile strength and a Brinell hardness superior to those of any other aluminum alloy used to date.
The high zinc content makes the alloy fluid, clean (neat) and easy to cast.
CLAIMS.
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