CH226273A - Verfahren zur Wärmebehandlung von Gegenständen aus einer Aluminium-Legierung. - Google Patents
Verfahren zur Wärmebehandlung von Gegenständen aus einer Aluminium-Legierung.Info
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Description
Vealahren zur Wärmebehandlung von Gegenständen aus einer Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeb,ehan,dl=g von Gegenständen aus Legierungen auf Aliuanimumba@sms, @dme Zink, Alabgnesiuan, Kupfer und Mangan enthalten, zwecks Verb@es,
sierung der Karrosionsbe@stIn- d:igkeit. Unter Legierungen auf Aluminium- basis werden Legierungen verstanden, die mehr als<B>50%</B> Aluminium enthalten.
Brei: einem grossen Zahl von Legierungen auf können durch vemschie- clene thermüssche Behandlungen Verbesserun- gen der Zugfestigkeit, .Streckgrenze,
Härte und undemer physikalischer Eigensichdten bewirkt wenden. Eine der häufigsten dieser Behandlungen, die ,gewöhnlich in Kombimia- tion mit einer darauffolgenden Ausschei.- Üun,gs- oder Härtwngsib:
ehlandlung durch Al- temn Anwendung findet, wird oft alsi Lö:sungs- wärmebehandlung bezeichnet und besteht darin, dass die Legierung einer Erhitzung unterworfen wird während eines Zeitraumes,
der gen%t um die Lösung einem wesentlichen MeAge der löslichen Elemente der Legierung zu bewirken, wobei die Temperatur ahem un terhalb Idee Sahmelztemp,
eratur des Bes!taand- teilus der Legierung mit dem niedrigsten ,Schmelzpunkt liegt. Diese Elemente können dann durch verhältnismässig rasclhes Abküh- fen oder Ab@sichrecken auf Arbeitsraumtempe- ratur in,
Lösung gehalten werden. Nach diesem Lösungswärm!ebehandlung und dem Ab- schrecken können die Festigkeit, Härte und andere Eigenschaften manchen' Äluminium.- llegerungen weiter verbessert werden,
wenn die Legierungen eInige Tage liegen oder altern gelassen werden oder bei einer Tem peratur von ungefähr 94 bis l76 C während eines kürzeren Zentraumes künstlich .gealtert wenden.
Zu Aden welche durch Lö- sungswärmebehandl!ung; Abschrecken und künstliches Altern. vembess,ert werden können, gehören die Legierungen Tauf Alumnniumb@asis, die Zink, Magnesium, Kupfer und Mangan enthalten.
Solche Legierungen werden meist aurf eine Temperatur von 456 bis 53S C er- hitzt und auf dieser Temperatur während eines Zeitraumes von 5 Minuten bis 10 Stun den gehalten, um. einen wesentlichen Teil des löslichen Bestandteils der Legierung zu lösen;
.nach dem Abschrecken auf normale Temperatur lässt mau ,sie altern, und zwar gewöhnlich während eines Zeitraumes von 2 bis 30 Stunden bei einer Temperatur zwi- sehen 94 und 176 C. Diese Legierungen ent wickeln hohe Zug- und Biegefestigkeiten sowie andere wünschenswerte Eigenschaften, wenn sie in der oben beschriebenen Weise be handelt werden.
Wenn diese Legierungen nach der Lösungswärmebehandlung jedoch nicht sehr rasch oder kräftig abgekühlt wer den, entwickeln sie manchmal eine Emp- fängliehkeit für eine Art von interkristalliner Korrosion, wenn sie Ko:rro3ionsbedngun- gen ausbes#etzt werdeu. Es wird angenommen, dassdieser Angriff auf :
die Ausscheidung eines Teils dies löslichen innerhalb des Metalles und auf eine durch,die Potentialunterschiede zwischen der ausgeschiedenen Phase und dem Metall selbst verursachte gaIvanisehe Wirkung zurück- zuführen ist.
Diese Art der Korrosion wird beschleunigt, wenn Gegenstände aus diesen Legierungen innern oder äussern Beanspru- chungen unterworfen werden, welche die lie- gierwng zu zerbrechen trachten, wobei frische Bruchflächen den korrodierenden Stoffen ausgesetzt wenden.
Eine solche Korrosion in. Lebieirungen dieser Art kann im wesentlichen verhindert w=erden, wenn der aus der Legie- rung hergestellte Gegenstand nach .der Lö- sungswärmebehandlun.g sehr rasch und kräf- ti.g in kaltem Wasser abgeschreckt wird:;
abem dieses Verfahren ist oft unpraktisch, weil es sein Verzerren oder Werfen des Gegenstandes zur Folge haben kann.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung werden die Gegenstände aus einer Alumi- niumlegi erung, die Zink, Magnesium, Kupfer und Mangan und mehr als <B>50%</B> Aluminium enthält, einer Lösungswärmebehan:
dlung z.\vi- schen 450 und 540 C während eines Zeit- raumes unterworfen, der zur Lösung wenig stens einer solchen Menge der löslichen Be_ starndteile der Legierung genügt, umfeine Altershärtung der Legierung zu sichern,
dann abgekühlt und künstlich gealtert. Die Erfin.- dung ist neun dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände nach der Ijösun,
gswäirme- behandlung im Vergleich zum Abschrecken langsam gekühlt und nach künstlichem Altern zwecks Verbesserung ihrer Korro- snonsbeständigkeit während 15 Minuten bis 2 Stunden lauf eine Temperatur zwischen 176 und 230 C erhitzt werden.
Vermöge dieses Verfahrens wird die Kor- rosionsbe tänidigkeit solcher Alumiuiumlegie- rungsgegenstände, insbesondere wenn diesel ben im Gebrauch mechanischen Beanspru- chungen ausgesetzt werden, wesentlich ver- bessert,
während Formveränderungen, wie ein Verzerren der Gegenstände, die sonst von seinem kräftigen Abschrecken oder raschen Abkühlen herrühren, vermieden werden können.
Wenn die Gegenstände nach der anfäng- lichen Läsungswärmebehandlung zwecks Ver- hinderung von Formveränderungen langsam gekühlt werden, so ist es vorteilhaft, auf eine noch hinreichend rasche Abkühlung zu achten, um eine die Altershärtung :
der lAgie- rung sichernde Menge :der löslichen Legie rungsbestandteile in gel.ästem Zustande zu erhalten. Die Gegenstände können nach der Erhitzung auf eine Temperatur zwischen 176 und 230 C ohne Verzerrung ihrer Form auf irgendeine geeignete Weisse auf Arbeitsraum- temaperatur abgekühlt
werden, z. B. @dureh natürliches Abkühlen oder durch Absehrek- ken. Die erfindungsgemässe Behandlung kann mit .sehr geringen Kosten und in einer ge wöhnlich verwendeten Wärmebehandlungs- einrichtung ausgreführt werden.
Das beschriebene Verfahren wurde beson ders geeignet gefunden zur Anwendung auf Legierungen auf Aluminiumbasis, die 3 bis 10% Zink, 0,75 bis 4% Magnesium, 0,5 bis 3 % Kupfer und 0,1 bis 1,5 % Manbgou n ent halten. Verschiedene Mengen anderer Ele mente können ebenfalls vorhanden sein, um gewisse Eigenschaften der Legierungen ab-. zuänderm. oder zu verbessern, z. B.
Titan, Vamadkm, Zirkon, Chrom, Kobalt, Wolfram, Niab oder Tantal.
Bei: einer besonderen Anwendung der Er- findung wurden Proben einer Legierung untersucht, die 5,46 % Zink, 2,21 % Magme- sium, 1,51% Kupfer, 0,42% Mangan, 0,2,8 Eisen, 0,17 % .Silizium und 0,09 % Titan ent hielt;
Ader Rest der Legierung war Allumi- niuml. Diese Proben wurden einer für diese Legierung oft angewendeten Lö:
sumgswärme- behandlung unierzogen bei einer Temperatur von 480 C während eines Zeitraumes vom. 15 bis 20 Minnten. Einige der Proben wurden dann in kaltem Wasser rausch abgesrchreickt und,die andern wurden ,
mittels eines Gebläses langsamer äbgeküMt. Däne Proben, ,die kräftig abgeschreckt worden waren, waren durch die sehr rasche Abkühlung verzerrt und ver bogen, während die verhältnismässig langsam abgekühlten Proben ihre Form beibehielten.
Alle Proben wurden dann während 8 Stun den bei einer Temperatur von 135 C einer künstlichen Aiterungsbehandlung unterzogen, nach welcher gefunden wurde., dali kein wesentlälcher Unterschied besteht zwisichen .der Festigkeit und Dehnung der Proben, die @sehr rasich abgekühlt worden waren, und jener der Proben,
die von der Lösungstempe ratur lamigsaamr abgekühlt worden waren.
Diese Proben wurden dann Korroslons- b:eidä:ngami,oien unterworfen. Silo wurden ins-be- sondere wiederholt für kurze Mt in eine ge- wöhnliche wässerige, 0,9 %ige gooh;
salzlösung eingetancht, @die 0,3% Was @serstoffperogyd enthielt, und für kurze dazwisehenliegende Zeiträume der Luft ausgesetzt. Während dieses, Verfahrens wurden einige der Proben l Beanspruchungen unterworfen, die<B>75%</B> der Stre:
Gkbo renzie,der Legierung entsprachen, um ihren Widerstand gegen 13eansprwohungs- korrosäon feststellen zu können. Diese wieder holte Folge des abweichselnden Eintauchens der Proben in düs Lösung und des Aussetzens an dem Luft wurde während eines Zeitraumvers vom. 48 Stunden fortgesetzt,
worauf die Pro ben auf die üblichen physikalischen Eigen- schaften untersucht wunden, wie nachfolgend hesichrieben wird.
Die Untersuchungen zeigten, @dass die Pro ben, die vom: der Lösrungswärmebehandlungs:- temperatur verhältnismässig abge- kühlt worden waren, infolge der Korrosion viel,
grössters Verluste der Eigenschaften er- litten hatten als jene Proben, .die ras ich abge kühlt worden waren;
und von den langsam abgekühlten Proben zeigten jene, die unbar dien Ko#nrosionsrb#adi%#-ungen mvechaaüseh be- ausprucht worden waren, einen viel grösseren Verlust der Eigenschaften als die unbean- spruchten Proben.
Diese Beobachtungen zei- gen;, dass verhäl 'tmlsmg langsam abgekühlte Gegenstände aus der besonderen Legierung einen viel geringeren Widerstand gegen Korrosion aufweIsien, insbesondere wenn slic unter den gox:
rosmonsbednmgungen mechaau- sehen Beamopruehungen unterworfen werden, als die kräftig abgeschreckten Gegenstände.
Einige edler durch Altern gehärteten Pro ben, die verhältnismässig langsam abgekühlt und während 8 Stunden bei 135 C gealtert worden waren, wurden dann während reiner halben Stunde bei Temperaturen von 191, 204 und 218 C erhitzt.
Sie wurden -den oben besichriebenen Ko@rroslonsbedingungen ausge- setzt, wobei einige edier Proben mechanischen Beanspruchungen unterworfen wurden, wäh rend die andern nioht beansprucht wurden.
Nachdem die Proben während 48 Stunden abwechselnd in die Salzlösung eingetaucht und der Luft ausgesetzt worden waren, wur den sie untersucht.
Die Untersuchungen zeig ten, dass der prozentuelle Verlust ,der Eigen schaften bei den longs!am abgekühlten Pro ben, @dme einer zweiten Wärmebehan@dhmg bei verhältnismässig niedriger Temperatur unter- zogen worden waren, nicht beträchtlich grösser war al!s bei -den kräftig abgeschreckten Proben,
woraus isich ergibt, dlass der Wider- stand gegen Kürroision der langsam abge kühlten Proben selbst unter Beanspruchung im wesentlichen @gleich ist jenem der kräftig abgekühlten Proben infolge der rauf die Härtung durch Altern folgenden,
oben be- ,schriebenen thermischen Behandlung. Die Untersuchungsergebnisse .sind nach stehend verzeichnet. Die Bedeutung der den
EMI0004.0005
<I>Eigenschaften <SEP> der <SEP> wärmebehandelten,</I>
<tb> <I>abgekühlten <SEP> und <SEP> gealterten <SEP> Gegenstände</I>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> Streckgrenze <SEP> Dehnung
<tb> in <SEP> kg/mm$
<tb> 1. <SEP> 52,46 <SEP> 45,52 <SEP> 12,8
<tb> 2.
<SEP> 53,36 <SEP> 45,00 <SEP> 14,0
EMI0004.0006
<I>Eigenschaf <SEP> ten <SEP> der <SEP> wärmebehandelten,</I>
<tb> <I>- <SEP> abgekühlten <SEP> und <SEP> gealterten <SEP> Gegenstände</I>
<tb> <I>nach <SEP> der <SEP> zweiten <SEP> Wärmebehandlung</I>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> Streckgrenze <SEP> Dehnung
<tb> in <SEP> kg/mm$
<tb> 3. <SEP> 50,40 <SEP> 44,93 <SEP> 10,0%
<tb> 4. <SEP> 49,66 <SEP> 44,19 <SEP> 10,0
<tb> 47,48 <SEP> 40,32 <SEP> <B>10,5%</B> 1. Von der Lösun,b,swärmehehandlungs- tempera.tur abgeschreckt.
2. Verhältnismässig Iangsa.m .abgekühlt von der Löaungswärmebehandlungste:mperatur.
3. Verhältnismässig langsam abgekühlt von der ersten Wärmebehandlungstempe:ratur und nach der Härtunb durch Altern behandelt bei ner Temperatur von 191 C.
4. Verhältnismässig langsam abgekühlt von der ers :en Wärmebehandlungstemperatur und nach der Härtunb durch Altern behandelt bei einer Temperatur von 204 C.
5. Verhältnismässig langsam abgekühlt von d:er ersten 'N,#Tärmebehandl:ii.ngstemperatur und nach der Härtung durch Altern behandelt bei einer Temperatur von 218 C.
Obwohl die Erfindun,; im Zusammen- hang zeit der Behandlung einer besonderen Legkirung beschrieben worden ist, kann sie vorteilhaft angewendet werden, um den Wi- derstand gegen Bean"spruchungahorroio:n von Gegenstän:
d@en aus andern, Zink, Magnesium, ITCupfter und Mangan enthaltenden Legierun- gen auf Aluminiumbasis zu erhöhen, die: von der Lösungswärmebehandlungstemperatur ver- hältnismässi@j langsam abgekühlt und hierauf durch Altern gehäTtert wurden sind.
Die Er- Versuchsergebnissen vorangestellten Ziffern wird nach den Tabellen erklärt.
EMI0004.0058
<I>Prozent=aale <SEP> Verluste <SEP> der <SEP> Eigenschaften</I>
<tb> <I>nach <SEP> erfolgter <SEP> Korrosion</I>
<tb> <I>Uübeansprucht <SEP> Beansprucht</I>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung
<tb> - <SEP> 4% <SEP> -43% <SEP> - <SEP> 5% <SEP> -49%
<tb> -10% <SEP> -66% <SEP> -24% <SEP> -87%
EMI0004.0059
<I>Prozentuale <SEP> Ferbiste <SEP> der <SEP> Eigenschaften</I>
<tb> <I>nach <SEP> erfolgter <SEP> Korrosion</I>
<tb> <I>Unbeanspriac%t <SEP> 13ca@esln uelit</I>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung
<tb> -5, ',
<SEP> -40% <SEP> --6% <SEP> -40%
<tb> --6% <SEP> -50% <SEP> --6% <SEP> -50%
<tb> -3% <SEP> -16% <SEP> -4% <SEP> -31% findunb kann, mit besonderem Vorteil ange wendet werden, wenn es erwünscht ist, :die Verzerrung von Gegenständen aus solchen Legierungen zu vermeiden, wenn sie der Lösungsw ärmebeha.ndlung und der Härtung durch Allbern unterworfen werden sollen.
Claims (1)
- <B>PATENTANSPRUCH:</B> Verfahren zur Wärmebehandlung von Ge genständen aus einer Aluminiumlegierung, die Zink, Magnesium, Kupfer, Mangan und mehr a1,3 <B>50%</B> Aluminium enthält, bei wel chem die Cregensitände einer Lösungswärm@e- behandlung zwischen 450 und 540 C unter worfen werden während eines Zeitraumes,der zur Lösung wenigstens einer solchen Menge der löslichen Bestandteile :der Leib erun,g ge nügt, um, eine Altershärtung der Legierung zu sichern, :dann abgekühlt und künstlich ge altert werden, dadurch gekennzeichnet, :dass die Gegenstände nach der Lösungs:wärme- behandlung im Vergleich zum Abschrecken langsam ,gekühlt und nach künstlichem Altern zwecks Verbesserung ihrer Korro sionsbeständigkeit während 15 Minuten bis 2 Stunden auf eine Temperatur zwischen 176 und 230 C erhitzt werden.UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentauspruch, dadwrch gekennzeichnet, @dass nach der anfänglichen Lösnwrbs@wänuueb@ehau-dbung @dic CregensUnde s zwecks Verhinderung von Farmverändierun.- gen 1!an@gsam,jedoch hinreichend rasch ge- kühlt werden, um eine die Altershärtung der Legierung sichernde Menge der löslichen Le- ,gde@r@rn;gsl@estaaidteäl@e in gelöstem. Zustaalde zu ,erhahen.
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