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: " PERFECTIONNEMENT A DES ARTICLES EN ALLIAGE
A BASE D'ALUMINIUM OBTENU PAR TRAITEMENT
THERMIQUE ".-
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La présente unvertion i- rapporte au traitement thermique d'articles constitués car des alliages à base d'a- aluminium renffjririHXit lu zinc, du magnésium et du cuivre en tant qu'additifs principaux, et se rapporte plus particulière-
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ment à un traitement ,.1", tels article produisant en combinai- son une résistance maximum au fissurage sous contrainte consé- cutif à une corrosion et une résistance élevée à la traction, particulièrement dans la direction transversale courte de pro- filés forgés épais.
L'expression "direction transversale cour- te" appliquée à des produits forgés se rapporte à la direction
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oerpendiculaire au sens du travail ou du fiuagp d irétal et à la plus courte dimension d'une section transversale prise
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"pion un plan perpendiculaire à la direction du fluage 0U métal. L'expression ne s'applique pas aux nièces coulées.
Lorsque des produits forgés constitués par des
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alliages à base d'aluminium renfprmnt du zinc, du r!a°nésium et du cuivre dans les proportion0 voulues reçoivent un traite- ment de dissolution à chaud sont rfroi,.1j et reçoivent, un frai tètent de durcissement structural, lesdits produits il- Qu?23"'?'a SOU"'">r>t des résistance? exceptionnellement- élevées.
Toutefois, la réristarce au fis sur âge sous contrainte fOn .é^.t- tif à une corrosion dans la direction tranvexsal13 courte de produits due section transversal p relativement épaisse, n'a pas été remarquable, bien qu'elle ait été satisfaite pour de nombre -ses applications, Du fait du développement prus par les nou-
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veaux produits obtenus par extrusion , par forg<=a/?e3 etc... et des exigences de tenue plus sévères dans des conditions dif- ficiles, les articles soumis au traitement thermique préalable
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se sont avérés comme m82a'Lnt Se résistance au fi çSllrap'é sous contrainte consécutif à une corrosion.
C'est pourouoi la dreesen-
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t- invention pour objet la combinaison ,4." tr9.'; i:"'r"'"'nts t1'?nr- !'!'i'1ues q'.'i, Or Qt O les applique à -1es articles de section transversale relativement épaisse constitué*" car e=-> aiHapos particuliers 1l!lI'inium-zinc-1T3P:né'5j'u"-cuivrp leur confèrent non seulement une immunisation imnortante au fissnr3P sous contrainte con<::él"11ti", à une corrosion mais aussi une haute
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résistance mécanique.
La présente invention pst caractérisée
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par le fait qu'elle combine un traitement de dis'301'jon et un traitement ri durcissement structural à deux tades confé- rant -les propriétés de résistance élevée à la corrosion pur
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des articles relativement épais constitués avec des alliages
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Darticuliers à base d'aluminium renfermant bzz zinc, au magné- sium et du cuivre en tant que f'o!,!,posant8 essentiels d'alliage et oui, avant tralteT'? nt, possèdent des caractéristiques di-
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rectionnelles de corrosion sous tension.
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(.OnfOrLT'tp^.1'I"tt à la urémpnte invention, on inventé un procédé de traitement r.hprr'1ione d'articles en alliage à base d'aluminium de section tra.-,:;v.,.rs'i18rE'1'itive!Ji'r!t épaisse, ledit alliage renfermant en poids due 5 à 7,5 o 7.in-, zip 2 à 3,1 de magnésium et 8 1 à 2,5. de cuivre, le r ="t-B étant constitué (sauf !Jour les impureté) hf3lumin"'m.
le nppoi't i" magnésium et du zinc étant dans la proportion de il,35 à 0,5 pour 1, le traitement précité consistant en un traitèrent de dissolution à chaud de ces article? par cbarff'''a'? .i'1SGU'à une température située entre 4.54,5 C et 538 C pendant un temps
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suffisant pour produire une dissolution sensiblement complète
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des composés solubles, puis à refroidir ces articles iusqutà
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la température ambiante, puis à donner ces articles refroidis un traitement de durcissement structural en les chauffant d'a-
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bord à une température comprise entre 104,44 C et 134,soC, en les maintenant dans cett gamme de température pendant un'" pé- riode de 5 à 3U heures, puis ensuite, à les chauffer jusqu'à une température comprise entre 165,5C et 103,3C,
puis à les
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maintenir dans cette gamme de température perdant 4 à 20 heures, nuis à les laisser refroidir finalement jusqu'à la température ambiante; grâce à quoi lesdits art -les acquièrent à la fois une haute résistance et une immunisation importante au fissurage sous contrainte consécutif à une corrosion.
Le procédé consiste à soumettre de tels articles à un traitement thermique de dissolution en les chauffant à une température dans la gamme comprise entre 454,5 C et 538 C, et à les maintenir dans cette gamme de température pendant un laps de temps suffisant pour obtenir une dissolution sensible- ment complète du zinc, du magnésium et du cuivre. En général, et pour des produits forgés, on peut arriver à ce résultat en un laps de temps compris entre 15 minutes et 10 heures, selon l'épaisseur de l'article soumis au traitement.
Par exemple, un article ayant une épaisseur de 12,7 mm peut être traité dans un temps plus court qu'un article ayant une épaisseur de 51 mm ; la fin du traitement thermique de dissolution, on refroidit rapidement les articles jusqu'à peu près la tempéra- ture ambiante, comme par exemple, par trempage à l'eau à des températures inférieures à 71,1 C. Le refroidissement effectué de cette manière sert à maintenir une partie importante des composants dissous à l'état de solution solide. Toutefois, en utilisant de l'eau chaude au lieu d'eau froide, il est possi- ble de réduire à un minimum les contraintes produites par la trempa.
Les articles qui ont été ainsi trempés sont soumis à un traitement de durcissement structural en deux stades, le premier stade consistant à chauffer les articles jusou'à environ de 104,5 C à 135 C, puis à les maintenir dans cette gamme de température pendant un laps de tenps de 5 à 30 heures- ; t En général, on obtient les meilleurs résultats entre 106,7 C @ et 121 C. Après ce premier stade, on chauffe les articles à une température située entre 165,5 C et 193,3 C et, de préfé-
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rence entre 171 C et 188 C, et en les maintenant dans cette gamme de température pendant un laps de temns de 4 à 20 heures, après'quoi on les laisse refroidir jusqu'à la t apérature am- biante.
Le second stade peut suivre immédiatement le premier, ou bien on peut refroidir ces articles jusqu'à la température ambiante et les réchauffer à la température voulue à un moment ultérieur. Il est important de respecter la garnie de températu- re de 165,5 C à 193,3 C afin d'obtenir une immunisation auasi complète au fissurage sous contrainte consécutif à une corro- sion. Des températures plus basses ou des laps due temps moins longs donnent des résultats inférieurs en ce qui concerne la résistance à la corrosion, tandis que des températures plus élevées ou des laps de temps plus longs amènenent à une diminu- tion excessive de la résistance à la traction et de la limite élastique.
Lorsqu'on se réfère au fissurage sous contrainte consécutif à une corrosion, ce terme s'applique à la rupture du métal sous l'action combinée d'une contrainte et d'une cor- rosion, que la contrainte provienne d'une cause extérieure ou qu'il s'agisse d'une contrainte résiduelle. Ce phénomène doit être distingué de la corrosion qui se produit en l'absence d'une contrainte et qui se manifeste par une attaque générale de la surface du métal ou par formation de piqûres.
Les alliages réaglssant bien au nouveau traiteront thermique objet de la présente invention et qui apportent à la fois une immunisation au fissurage sous contrainte conécu- tif à une corrosion ainsi qu'une résistance mécanique élevée, doivent renfermer du zinc, du magnésium et du cuivre dans les gammes de pourcentages qui ont été citées plus haut. Si l'on sort de ces gammes, soit la résistance mécanique, soit la ré- sistance au fissurage sous contrainte relatif à une corrosion en souffrent, ou les deux facteurs peuvent être diminués de façon sensible. De plus, le rapport du magnésium et du zinc
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doit, être dans la gamme située entre 0,35 à 1 et 0,5 à 1.
En outre, la teneur en cuivre ne doit pas dépasser la teneur en magnésium et, de préférence, doit être situ - dans la gamme comprise entre 0,4 et 0,8 à 1 du magnésium.
Les alliages que l'on vient de décriradoivent aus- si renfermer l'un or plusieurs éléments du groupe des compo- sants durcissants par exemple, de 0,05 à 0,4% de chrome, de 0,1 à 1% de manganèse, de 0,05 à 0,4% de zirconium, de 0,05 à 0,4% de vanadium et de 0,01 à 0,2% de titane. Ces corps sont quasi insolubles dans l'aluminium solide et, par conséquent, ne répondent pas aux traitements de dissolution et de durcis- sement structural comme le font les éléments solubles que sont le zinc, le magnésium et le cuivre.
Le fer et le silicium sont touiours présents à ti- tr d'impuretés. On peut tolérer jusqu'à 0,3% de fer et la teneur en silicium ne devrait pas dépasser 0,2%, ce qui évite la formation d'une quantité par trop importante du composé intermétallique Mg2Si.
Les articles produits qui retirent le plus de bénéfice du traitement thermique de la présente invention sont. ceux dont la section transversale est relativement épaisse, comme ceux oue l'on trouve fréquemment dans les profilés ou les plats obtenus par forgeage, par extrusion, par pression ou par laminage. On considère comme relativement épaisse un e épaisseur supérieure à 6,35 mm. Dans tous ces cas, les arti- cles ou produits possèdent des propriétés directionnelles bien définies selon le genre de travail à chaud auquel ils ont été soumis.
Il en résulte les propriétés de résistanceà la traction sont meilleures dans la direction où l'article a subi le travail, direction qualifiée d'habitude comme la direction longitudinale, plutôt que dans la direction transversale, c'est-à-dire selon la perpendiculaire à la direction longitu- dinale. Cette différence se manifeste de façon plus particuliè- re dans la direction transversale courte.
De plus, la réistancf
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au fissurage sous contrpint0 consécutif un? oorro"ior est également la plus faible dans cette même direction . 1 a combi- naison traitements thermique? décrits ci-dessus améliore
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considérablement la résistance au fissurage soi-.1? contraint13 consécutif à une corrosion dans la direction transversale courte et la rapproche de celle ou? l'or, observa '-ions le sens
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longitudinal, c'est-à-dire par-alU élément A la direction où s'est effectué le travail.
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En ce qui concerne lo terme- "résistance élevée des articles traités", il n'applique ad'-'? c"arf<c, limites dc rupture o'.i :".. n 3 23B kg/-::"'2 t .4 3."'mi+*(:ïCî él3.s- tiques d'au moins 3515 kg ans la direction transversale cour- te.
En plus d'une amélioration aux articles forgés de section transversale relativement épaisse, le nouveau traite- ment thermique conforme à la présent-3 invention a aussi un
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résultatSK!Jenfaisant sur l'augmentation MA la r4qi-t:nce au fi?surage sous contrainte consécutif à une corrosion de nièces coulées, épaisses et extr-¯3M1'"'.I -1t trempées fabriouées avec les alliage? qui ont été décrits nus h...,l11:,. T terre "1",; ès cou- lées extrêmement trempées" S'8t'rjr",r à ';pc; oit cr'='ux qui ont été coulés par le procédé 4<:- coulage en coquille ou par des procédés similaires, r.our le? 5* ff irenier des pièces coulées au sable ou dans de mouler L.Qrr'1'ir>8nts.
Pour arriver à l'amélioration voulue, i3 est -"habitude ncesiare soit de monter à une température p]11'3 soit. d'utiliser un lape de temps plus long, soit 1 : '2'"tx procédés q 1.., foi"., pour produire la dissolution voulue des com,oo-:qnt,q solides que lorsqu'il s'agit d'articles forgés. Apr':>c le traite-ent d dis- solution par la chaleur et la trempe, or devrautiliser le même traitement de durcissement structural en deux stades Que pour les articles forcés.
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L'amélioration obtenus par l'utilisation de ce procédé nouveau est illustré- dans les exemples cités ci-après La composition des alliages utilisés au cours des essais est
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donnée dans le tableau I ci-des-?-?".1?- * TABLEAU Composition des alliages
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Alliage z Zn % Mg fla Cu % ?1 % Cr .9-T,
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<tb> A <SEP> 5,69 <SEP> 2,53 <SEP> 1,67 <SEP> 0,00 <SEP> 0,22 <SEP> 0,05
<tb>
<tb> B <SEP> 5,75 <SEP> 2,58 <SEP> 1,67 <SEP> 0,50 <SEP> 0,00 <SEP> 0,04
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 6,91 <SEP> 2,72 <SEP> 1,48 <SEP> 0,10 <SEP> 0,27 <SEP> 0,05
<tb>
On fond les alliages, on les coule en lingots et on les forge ..en .barres ayant une section transversale de 50,8 mm x 101,6 mm, par les procédés habituels.
On applique un traitement thermique de dissolution à toutes les barres d'alliage à une température de 465,5 C pendant six heures et on les trempe à l'eau à une température de 23,11 C. Les traitements de durcissement structural appliqués aux barres de chacun des alliées sont indiqués au Tableau II ci-dessous.
TABLEAU il
Traitement de durcissement structural
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<tb> Premier <SEP> stade <SEP> Second <SEP> stade
<tb>
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A 11 i a,e:e emn . C Helirps Temp C Heures
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<tb> (1) <SEP> 107,22 <SEP> 6 <SEP> 176,66 <SEP> 8
<tb>
<tb> (2) <SEP> 121,11 <SEP> 12 <SEP> 190,56 <SEP> 6
<tb>
<tb> (3) <SEP> 132,22 <SEP> 6 <SEP> 190,56 <SEP> 6
<tb>
<tb> B' <SEP> (1) <SEP> 110 <SEP> 7 <SEP> 187,70 <SEP> 7
<tb>
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(21 -115,55 13 190,56 8
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<tb> (3) <SEP> 132,22 <SEP> 7 <SEP> 187,70 <SEP> 7
<tb>
<tb> C <SEP> (1) <SEP> 107,22 <SEP> 6 <SEP> 176,66 <SEP> 8
<tb>
<tb> (2) <SEP> 107,22 <SEP> 6 <SEP> 190,56 <SEP> 4
<tb>
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On coupe dans les barreaux -les échantillons ou éprouvettes pour l'essai de charge Unité de rupture dans leur direction transversale courte,
c'est-à-dire dans cellede @ leur dimension qui est égale à 50,8 mm. Les propriété? moyenne de charge* limite de rupture desdites éprouvettes sont énuré- rées dans le tableau III.
TABLEAU III Propriétés de charge limite de rupture dans la direction transversale courte
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<tb> Alliage <SEP> Traitement <SEP> Charge <SEP> Limite <SEP> Pourcentage
<tb>
<tb> limite <SEP> élastique <SEP> d'allongement
<tb>
<tb> de <SEP> rup- <SEP> en <SEP> kg/cm2
<tb>
<tb> @ <SEP> ture <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb> kg/cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 5062 <SEP> 4288 <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4.787 <SEP> 3908 <SEP> 1?
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 4724 <SEP> 3817
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B <SEP> 1 <SEP> 4984 <SEP> 4246
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4885 <SEP> 3944 <SEP> 12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 4970 <SEP> 4140
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 1 <SEP> 5069 <SEP> 4253 <SEP> 6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4871 <SEP> 4028 <SEP> 7
<tb>
Ces résultats indiquent
clairement, que l'or obtenu une résistance élevée qui peut se comparar à une charge limi- te derupture typique de 5624 k -/cm2, à une limite élastique de 4780 kg/cm2 et à un allongement de dans une direction transversale courte pour l'alliée A avant subi les traite- ments habituels de traitement thermique de dissolution et de durcissement structural.
On a soumis des spécimens d'essai ou éprouvettes supplémentaires à des essais de charge limite de rupture de dimension transversale courte à un essai accéléré de contrain- te de corrosion qui a consisté à appliquer aux spécimens une contrainte égale à 75% de leur limite élastique et à les
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soumettre à une solution aqueuse de chlorure de sodium 3-1/2% par le procéda de l'immersion alternante pendant 84 tours.
On a utilisé trois éprouvettes dans chaque cas. On n'a constaté aucune rupture pendant toute cette période de temps A titre de comparaison, des éprouvettes des renies alliages ayant subi un traitement thermioue de dissolution à 465,5 C et mûris en un se,il. stade par cnauffage à 121,1 oU pendant 24 heures se sont rompus au bout de trois à cinq jours d'un essai similaire. Il est, par conséquent, de toute évidence que le traitement de vieillissement en deux stades a produit une im- munisation substantielle au fissurage sous contrainte consé- cutif à une corrosion dans la direction transversale courte.
L'effet bienfaisant du procédé nouveau de la pré- sente invention appliqué à une pièce coulée et trempée bruta- lement est illustré par l'exemple suivant : en coulant par le procédé du trempage direct un alliage composé de 5,6% de zinc-, de 2,5% de magnésium, de 1,6% de cuivre, de 0,3% de chrome, le restant étant de l'aluminium, sous forme d'un lingot ayant une épaisseur de 101,6 mm. Des barreaux d'essais découpés dans ces lingots ont subi un traitement thermique de dissolu- tion à 515,5 C pendant 24 heures, ont été trempés et vieillis en deux stades pendant ,.6 heures à 107,5 C et pendant 8 heures à 176,6 C.
La résistance moyenne à la traction a été de 5207,7 kg/cm2, la limite élastique de 4654 kg et l'allongement de 4,5%. Le barreaux soumis à l'essai de corrosion par im- mersion alternée déjà cité et soumis à une contrainte éale à 75% de la limite élastique n'ont pas eu de rupture sur une période de 133 jours.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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: "IMPROVEMENT OF ALLOY ARTICLES
ALUMINUM BASED OBTAINED BY TREATMENT
THERMAL ".-
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The present disclosure relates to the heat treatment of articles made from aluminum-based alloys contain zinc, magnesium and copper as the main additives, and more particularly relates to
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This article produces, in combination, maximum resistance to stress cracking due to corrosion and high tensile strength, particularly in the short transverse direction of thick forged profiles.
The term "short transverse direction" applied to forged products refers to the direction
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erpendicular in the sense of the work or the metal fiuagp and to the shortest dimension of a cross section taken
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"pawn a plane perpendicular to the direction of flow or metal. The expression does not apply to cast nieces.
When forged products consisting of
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Aluminum-based alloys containing zinc, renesium and copper in the desired proportions receive a hot dissolving treatment are cooled, .1j and receive, a structural hardening spawning, said products are - What? 23 "'?' Has SOU" '"> r> t exceptionally high resistance.
However, the resistance to aging under stress fOn .é ^ .t- tif corrosion in the short tranvexsal13 direction of products due to the relatively thick cross-section p, was not remarkable, although it was satisfied for many -its applications, Due to the development prus by the new
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calves produced by extrusion, by forging <= a /? e3 etc ... and more severe holding requirements in difficult conditions, articles subjected to prior heat treatment
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have been shown to have resistance to fi çSllrap'é under stress due to corrosion.
That's why the dreesen-
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t- invention for object the combination, 4. "tr9. '; i:"' r "'"' nts t1 '? nr-!'! 'i'1ues q'. 'i, Or Qt O applies them to - The articles of relatively thick cross section made up * "because e = -> aHapos particular 1l! LI'inium-zinc-1T3P: né'5j'u" -cuivrp not only give them an important immunization to fissnr3P under con <:: el "11ti", to corrosion but also a high
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mechanical resistance.
The present invention is characterized
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by the fact that it combines a dis'301'jon treatment and a two-stage age-hardening treatment giving the properties of high corrosion resistance pure
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relatively thick articles made from alloys
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Aluminum-based particles containing bzz zinc, magnesium and copper as f'o !,!, Posing8 essential alloys and yes, before tralteT '? nt, have di-
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lines of stress corrosion.
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(.OnfOrLT'tp ^ .1'I "tt the urémpnte invention, we invented a r.hprr'1ione treatment process of aluminum-based alloy articles of tra .-,:; v.,. rs'i18rE'1'itive! Ji'r! t thick, said alloy containing by weight due 5 to 7.5 o 7.in-, zip 2 to 3.1 of magnesium and 8 1 to 2.5. of copper , the r = "tB being constituted (except! Day the impurities) hf3lumin" 'm.
the nppoi't i "magnesium and zinc being in the proportion of 11, 35 to 0.5 to 1, the aforementioned treatment consisting of a treatment of hot dissolving of these articles? by cbarff" "a" .i '1SGU' at a temperature between 4.54.5 C and 538 C for a time
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sufficient to produce substantially complete dissolution
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soluble compounds, then to cool these items iusqutà
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at room temperature, then giving these cooled articles a structural hardening treatment by heating them from a-
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board at a temperature between 104.44 C and 134, soC, keeping them within this temperature range for a period of 5 to 3U hours, then subsequently heating them to a temperature of between 165 , 5C and 103.3C,
then to them
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maintain in this temperature range losing 4 to 20 hours, harmful to allow them to finally cool down to room temperature; whereby said art -les acquire both high strength and significant immunization to stress cracking resulting from corrosion.
The method comprises subjecting such articles to a dissolving heat treatment by heating them to a temperature in the range of 454.5 C to 538 C, and maintaining them in this temperature range for a period of time sufficient to obtain substantially complete dissolution of zinc, magnesium and copper. In general, and for forged products, this can be achieved in a period of between 15 minutes and 10 hours, depending on the thickness of the article subjected to the treatment.
For example, an article having a thickness of 12.7 mm can be processed in a shorter time than an article having a thickness of 51 mm; Upon completion of the dissolving heat treatment, the articles are rapidly cooled to about room temperature, for example, by soaking in water at temperatures below 71.1 C. The cooling effected in this manner serves to maintain a significant part of the dissolved components in the state of solid solution. However, by using hot water instead of cold water, it is possible to minimize the stresses produced by quenching.
The articles which have been so soaked are subjected to a two-stage structural hardening treatment, the first stage consisting of heating the articles to about 104.5 C to 135 C and then maintaining them in this temperature range for a period of 5 to 30 hours; t In general, the best results are obtained between 106.7 C @ and 121 C. After this first stage, the articles are heated to a temperature between 165.5 C and 193.3 C and preferably
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between 171 C and 188 C, and keeping them in this temperature range for a period of 4 to 20 hours, after which they are allowed to cool to room temperature.
The second stage can immediately follow the first, or these articles can be cooled to room temperature and reheated to the desired temperature at a later time. It is important to adhere to the packed temperature of 165.5 C to 193.3 C in order to obtain complete auasi immunization to stress cracking due to corrosion. Lower temperatures or shorter periods of time give inferior results in corrosion resistance, while higher temperatures or longer periods of time lead to an excessive decrease in resistance to corrosion. traction and elastic limit.
When referring to stress cracking following corrosion, this term applies to the failure of metal under the combined action of stress and corrosion, whether the stress is from an external cause. or whether it is a residual stress. This phenomenon should be distinguished from corrosion which occurs in the absence of stress and which manifests itself by general attack on the metal surface or by the formation of pitting.
The alloys reacting well to the new heat treatment object of the present invention and which provide both immunization to stress cracking resulting from corrosion as well as high mechanical strength, must contain zinc, magnesium and copper in the alloy. the ranges of percentages which were cited above. If one goes outside these ranges, either the mechanical strength or the stress cracking resistance relating to corrosion suffers, or both factors may be significantly reduced. In addition, the ratio of magnesium and zinc
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must, be in the range between 0.35 to 1 and 0.5 to 1.
Further, the copper content should not exceed the magnesium content and, preferably, should be in the range of 0.4-0.8 to 1 magnesium.
The alloys just described can also contain one or more elements from the group of hardening components, for example, from 0.05 to 0.4% of chromium, from 0.1 to 1% of manganese. , 0.05-0.4% zirconium, 0.05-0.4% vanadium and 0.01-0.2% titanium. These bodies are almost insoluble in solid aluminum and therefore do not respond to dissolution and structural hardening treatments as do the soluble elements zinc, magnesium and copper.
Iron and silicon are always present as impurities. Up to 0.3% iron can be tolerated and the silicon content should not exceed 0.2%, which prevents the formation of too much of the intermetallic compound Mg2Si.
The articles produced which derive the most benefit from the heat treatment of the present invention are. those whose cross section is relatively thick, such as those frequently found in profiles or plates obtained by forging, extrusion, pressure or rolling. A thickness greater than 6.35 mm is considered to be relatively thick. In all of these cases, the articles or products have well-defined directional properties depending on the kind of hot work to which they have been subjected.
As a result, the tensile strength properties are better in the direction in which the article was worked, a direction usually referred to as the longitudinal direction, rather than in the transverse direction, i.e. along the perpendicular. to the longitudinal direction. This difference manifests itself more particularly in the short transverse direction.
In addition, the reistancf
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to cracking under consecutive contrpint0 one? Orro "ior is also weakest in this same direction. The combination of heat treatments described above improves
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considerably resistance to cracking self-.1? constrained13 resulting from corrosion in the short transverse direction and brings it closer to that or? gold, observed the meaning
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longitudinal, that is to say by-alU element A the direction in which the work was carried out.
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With regard to the term "high strength of treated articles", it does not apply ad'- '? c "arf <c, breaking limits o'.i:" .. n 3 23B kg / - :: "'2 t .4 3."' mi + * (: ïCî el3.stics of at least 3515 kg in the short transverse direction.
In addition to an improvement to forged articles of relatively thick cross-section, the new heat treatment according to the present invention also has an advantage.
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result SK! By making on the increase MA the r4qi-t: nce to the stress fi? surage consecutive to a corrosion of cast nieces, thick and extr-¯3M1 '"'. I -1t quenched manufactured with the alloys which were described nus h ..., l11:,. T earth "1" ,; ès extremely soaked castings "S'8t'rjr", r to '; pc; oit cr' = 'ux which were cast by the process 4: - shell casting or by similar processes, r.our the? 5 * ff irenier parts cast with sand or in to mold L.Qrr'1'ir> 8nts.
To achieve the desired improvement, i3 is - "usually necessary either to rise to a temperature p] 11'3 or. To use a lape of longer time, or 1: '2'" tx processes q 1 .. , faith "., to produce the desired dissolution of solids com, oo-: qnt, q only when it comes to forged articles. After ':> c the treatment of dissolving by heat and quenching, gold should use the same two-stage structural hardening treatment as for forced articles.
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The improvement obtained by the use of this new process is illustrated in the examples cited below The composition of the alloys used during the tests is
EMI8.1
given in Table I below -? -? ". 1? - * TABLE Composition of alloys
EMI8.2
Alloy z Zn% Mg fla Cu%? 1% Cr .9-T,
EMI8.3
<tb> A <SEP> 5.69 <SEP> 2.53 <SEP> 1.67 <SEP> 0.00 <SEP> 0.22 <SEP> 0.05
<tb>
<tb> B <SEP> 5.75 <SEP> 2.58 <SEP> 1.67 <SEP> 0.50 <SEP> 0.00 <SEP> 0.04
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 6.91 <SEP> 2.72 <SEP> 1.48 <SEP> 0.10 <SEP> 0.27 <SEP> 0.05
<tb>
The alloys are melted, cast into ingots and forged into bars having a cross section of 50.8 mm x 101.6 mm, by the usual methods.
All alloy bars were dissolving heat treated at a temperature of 465.5 C for six hours and quenched in water at a temperature of 23.11 C. The age hardening treatments applied to the bars of each of the allies are shown in Table II below.
TABLE it
Age hardening treatment
EMI8.4
<tb> First <SEP> stage <SEP> Second <SEP> stage
<tb>
EMI8.5
A 11 i a, e: e emn. C Helirps Temp C Hours
EMI8.6
<tb> (1) <SEP> 107.22 <SEP> 6 <SEP> 176.66 <SEP> 8
<tb>
<tb> (2) <SEP> 121.11 <SEP> 12 <SEP> 190.56 <SEP> 6
<tb>
<tb> (3) <SEP> 132.22 <SEP> 6 <SEP> 190.56 <SEP> 6
<tb>
<tb> B '<SEP> (1) <SEP> 110 <SEP> 7 <SEP> 187.70 <SEP> 7
<tb>
EMI8.7
(21 -115.55 13 190.56 8
EMI8.8
<tb> (3) <SEP> 132.22 <SEP> 7 <SEP> 187.70 <SEP> 7
<tb>
<tb> C <SEP> (1) <SEP> 107.22 <SEP> 6 <SEP> 176.66 <SEP> 8
<tb>
<tb> (2) <SEP> 107.22 <SEP> 6 <SEP> 190.56 <SEP> 4
<tb>
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The samples or test pieces are cut in the bars for the load test Unit of rupture in their short transverse direction,
that is to say in that of their dimension which is equal to 50.8 mm. The properties? mean load * breaking point of said specimens are listed in Table III.
TABLE III Ultimate load properties in the short transverse direction
EMI9.1
<tb> Alloy <SEP> Treatment <SEP> Load <SEP> Limit <SEP> Percentage
<tb>
<tb> elastic <SEP> limit <SEP> elongation
<tb>
<tb> from <SEP> rup- <SEP> to <SEP> kg / cm2
<tb>
<tb> @ <SEP> ture <SEP> in
<tb>
<tb>
<tb> kg / cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 5062 <SEP> 4288 <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4.787 <SEP> 3908 <SEP> 1?
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 4724 <SEP> 3817
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B <SEP> 1 <SEP> 4984 <SEP> 4246
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4885 <SEP> 3944 <SEP> 12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 4970 <SEP> 4140
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 1 <SEP> 5069 <SEP> 4253 <SEP> 6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 4871 <SEP> 4028 <SEP> 7
<tb>
These results indicate
clearly, that the gold obtained a high strength which can be compared to a typical breaking load of 5624 k - / cm2, to a yield point of 4780 kg / cm2 and to an elongation of in a short transverse direction for l Alloy A has previously undergone the usual heat treatment, dissolution and age hardening treatments.
Additional test specimens or test pieces were subjected to short transverse dimension breaking load tests in an accelerated corrosion stress test which consisted of applying to the specimens a stress equal to 75% of their elastic limit. and to them
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subject to a 3-1 / 2% aqueous sodium chloride solution by the process of alternating immersion for 84 revolutions.
Three test pieces were used in each case. No breakage was observed during this entire period of time. By way of comparison, specimens of the alloys which had undergone a heat dissolving treatment at 465.5 ° C. and cured in a solid state. stage by cneeing at 121.1 oU for 24 hours ruptured after three to five days of a similar test. It is therefore evident that the two stage aging treatment produced substantial stress cracking immunization following corrosion in the short transverse direction.
The beneficial effect of the new process of the present invention applied to a cast and brutally quenched part is illustrated by the following example: by casting by the direct dipping process an alloy composed of 5.6% zinc- , 2.5% magnesium, 1.6% copper, 0.3% chromium, the remainder being aluminum, in the form of an ingot having a thickness of 101.6 mm. Test bars cut from these ingots underwent a dissolving heat treatment at 515.5 C for 24 hours, were quenched and aged in two stages for 6 hours at 107.5 C and for 8 hours at 176.6 C.
The average tensile strength was 5207.7 kg / cm2, the elastic limit was 4654 kg and the elongation was 4.5%. The bars subjected to the aforementioned alternating immersion corrosion test and subjected to a stress equal to 75% of the elastic limit did not fail over a period of 133 days.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.