CH311306A - Manufacturing process of an aluminum and manganese alloy. - Google Patents

Manufacturing process of an aluminum and manganese alloy.

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CH311306A
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aluminum
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Limited The British Al Company
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British Aluminium Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

  

  Procédé de fabrication d'un     alliage        d'aluminium    et de manganèse.    La présente invention se rapporte à un  procédé de fabrication d'un alliage d'alumi  nium présentant une haute résistance à la  corrosion et de bonnes propriétés physiques,  particulièrement de bonnes résistances méca  niques, telles que l'exigent la, fabrication d'ins  tallations chimiques et d'autres usages.  



  En général, avec les alliages d'aluminium.,  la résistance à la corrosion tend à s'abaisser  quand les propriétés mécaniques sont amélio  rées. Pour beaucoup d'usages, il est possible  de trouver un compromis acceptable entre ces  effets opposés et, dans quelques applications,  on peut même obtenir un meilleur résultat en  utilisant une forme appropriée de composé  métallique tel que celui que nous avons décrit  dans la description complète du brevet bri  tannique N  735852. La présente invention  se rapporte à une autre manière d'obtenir ces  résultats améliorés, particulièrement appro  priée quand l'alliage est destiné à être soumis  à une corrosion d'un type absolument général.  



  Comme déjà dit plus haut, la plus forte  résistance à la corrosion     est.    obtenue avec un  aluminium de la plus haute pureté, soit. un  aluminium désigné ici comme      ultra-pur     et       défini        comme        contenant.        au        moins        99,95        %     d'aluminium. Cette propriété de résistance à  la corrosion de l'aluminium ultra-pur n'est  pas communiquée en général à un alliage  d'aluminium ultra-pur avec un autre métal ou  des autres métaux.

   Par exemple, les alliages    d'aluminium     ultra-pur    avec le magnésium pré  sentent un faible avantage sur les alliages  similaires obtenus avec de l'aluminium de  pureté commerciale, lors d'une exposition pro  longée aux conditions de corrosion.  



  On a trouvé maintenant, à la suite de  recherches étendues, qu'en alliant     l'aluminium          ultra-pur    avec du manganèse ayant une     pu-          reté        non        inférieure    à     99,5        %        (que        l'on        désigne     ci-après comme manganèse pur), on obtient  un alliage imprévu ayant une résistance à la.  corrosion peu inférieure à celle de l'alumi  nium ultra-pur lui-même et des     propriétés     mécaniques considérablement améliorées.  



  Le procédé selon la présente invention est  caractérisé en ce que l'on incorpore du     man-          ga.nèse    pur à de l'aluminium     ultra-pur    dans  la proportion de 0,2 à 2,15     parties    du premier  pour<B>100</B> parties de ces deux     matières    pre  mières.  



  On préfère en général que le pourcentage  du manganèse soit quelque peu inférieur à       1,5        %        afin        de        pouvoir        assurer        la        plus        haute     résistance à la. corrosion de l'alliage. Néan  moins, quand des propriétés physiques supé  rieures sont requises là où l'on peut tolérer  une     résistance    à la corrosion quelque peu infé  rieure, le pourcentage de manganèse peut être  augmenté jusqu'à 2 % environ, le maximum  étant     2,15a    /o.  



  On prépare, par exemple, un alliage     d'alu-          minium        ultra-pur        contenant        1,25        %        de    man-           ganèse    pur. Les propriétés mécaniques de cet  alliage, après qu'il a été travaillé à froid,  sont similaires à celles d'une trempe corres  pondante d'un alliage d'aluminium de pureté  commerciale et de     1,251/o    de manganèse pur  désigné par<B>NS. 3</B> dans le B. S.1470.

   Quand  L'alliage obtenu à partir de ces     constituants    de       haute        pureté        avec        1,25        %        de        manganèse        est    à  l'état     complètemnet.        doux,    en supposant que  des conditions de productions spéciales ne sont  pas employées, il présente un grain plutôt  grossier, de sorte que sa. ductilité est ordinaire  ment inférieure à celle de l'alliage produit à  partir des mêmes constituants de pureté com  merciale.

   Cependant, pour beaucoup d'appli  cations, cette caractéristique est relativement  peu importante, plus spécialement par le fait  que     l'a.himinium        ultra-pur    seul peut être uti  lisé quand un métal fortement ductile de très  haute résistance à la corrosion est recherché.

    Par ailleurs, la. réduction de la. teneur en fer  qui résulte de l'emploi de l'aluminium     ultra-          pur    et du manganèse pur dans la production  de l'alliage rend possible d'augmenter la  teneur en manganèse de ce dernier jusqu'à  2     %        et        d'obtenir        ainsi        une        amélioration        des     propriétés mécaniques comparativement à  l'alliage de pureté commerciale cité plus haut,  tout en obtenant une grosseur de grain au  moins aussi fine que celle de cet alliage.

    On obtient, par exemple, les propriétés sui  vantes avec des alliages préparés par le procédé  selon la présente invention, obtenus à partir  de l'aluminium ultra-pur allié avec du man  ganèse pur et essayés sous forme d'une feuille  laminée dure     s.        w.    g. 20:

    
EMI0002.0027     
  
    Teneur <SEP> en. <SEP> manganèse
<tb>  2 <SEP> <B>VO <SEP> <I>1,25</I></B> <SEP> %
<tb>  Charge <SEP> provoquant <SEP> une
<tb>  déformation <SEP> résiduaire
<tb>  de <SEP> 0,19/o <SEP> en <SEP> kg/em2 <SEP> . <SEP> 1985 <SEP> 1685
<tb>  Charge <SEP> de <SEP> rupture <SEP> à. <SEP> la
<tb>  traction <SEP> (kg/cm2) <SEP> . <SEP> . <SEP> 2630 <SEP> 2142
<tb>  Allongement <SEP> (en <SEP> % <SEP> sur
<tb>  50 <SEP> mm) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,4 <SEP> 2,5       Si le métal est     homogénéisé    par     chauffage     avant laminage et, dans des recuits subsé  quents, rapidement.

   chauffé à la température  appropriée, on peut alors obtenir un grain  très fin et., par là, une bonne ductilité  pour les deux alliages de haute pureté à 1,25  et 2      /o    de manganèse. On obtient par exemple  les propriétés suivantes avec un alliage à       1,25        %        de        manganèse,        essayé        sous        forme        d'une     feuille tendre s. w. g. 20:

    Charge provoquant une déformation       résiduaire        de        0,1%,        en        kg'em2        5\?    0  Charge     de    rupture à la traction,     kg;

  'cm2    1024       Allongement        (en        %        sur        50        mm)    . .     34     L a limite supérieure de la proportion de  manganèse pouvant être employée pour     réali-          ser        l'invention        est.        de        2,15        %,

          car        il        est.        impos-          sible    de garder un pourcentage     supérieur    de  manganèse en     solution    solide dans l'alliage,  dans les conditions propres à la production  commerciale.  



  Les     indications    suivantes ont pour but       d'illustrer    les résistances à la corrosion rela  tives:  a) d'alliages obtenus par le procédé selon la  présente invention,       b)    de l'aluminium     ultra-pur,    et       c)    d'un alliage     d'aluminium    commercial et de       1,25        %        de        manganèse.     



  Il faut savoir que les taux indiqués     plus     loin varient quelque peu avec des types diffé  rents de milieux corrosifs. Les résultats don  nés concernent. le taux de perte de poids d'un  échantillon du     métal    ou de l'alliage quand il  est.

   continuellement     immergé    dans une     solu-          tion        acide        chaude        contenant        1%        de        chlorure          de        sodium        et        1%        d'acide        acétique,        maintenue     à. 80  C.

   Ces conditions sont connues comme  constituant un essai sévère, mais digne de foi  pour les alliages     d'aluminium    utilisés clans les  installations chimiques. Après une période  d'établissement, le taux de corrosion reste  constant. et les valeurs suivantes représentent  les taux constants respectifs:

      
EMI0003.0001     
  
    Perte <SEP> de <SEP> poids
<tb>  Métal <SEP> ou <SEP> alliage <SEP> (g <SEP> par <SEP> m2 <SEP> et
<tb>  par <SEP> jour)
<tb>  Aluminium <SEP> ultra-pur <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8
<tb>  Allias, <SEP> -e <SEP> aluminium <SEP> ultra-pur <SEP> l
<tb>  1,2511/o <SEP> manganèse <SEP> pur <SEP> . <SEP> . <SEP> 9
<tb>  Alliage <SEP> aluminium <SEP> ultra-pur
<tb>  2 <SEP> % <SEP> manganèse <SEP> pur <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10
<tb>  Alliage <SEP> aluminium <SEP> commercial
<tb>  1,25 <SEP> 0/0 <SEP> manganèse <SEP> commercial <SEP> 27       Les impuretés présentes dans les alliages  préparés conformément à la présente inven  tion doivent être aussi faibles que possible  afin. d'assurer la. résistance à la.

   corrosion     maxi-          mum,        de        préférence        inférieures    à     0,01%        pour     le     silicium,    inférieures à 0,01      /o    pour le fer,       et        inférieures    à     0,005%        pour        le        cuivre.     



  On peut voir que les alliages préparés con  formément à l'invention peuvent présenter  une     résistance    à la. corrosion approchant celle  de ].'aluminium     ultra-pur,    tout en     présentant     une plus grande     résistance    mécanique que ce  dernier.

   De tels alliages sont. particulièrement       utiles    dans la     construction        d'installations        chi-          iï)iques    et dans des buts analogues, où les par  ties ou les     structures    formées à partir de ces  alliages peuvent être soumises à     des    condi-         tions    de corrosion conduisant à une attaque       absolument    générale, et particulièrement à       des    conditions nettement     acides    ou     alcalines.  



  Manufacturing process of an aluminum and manganese alloy. The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum alloy exhibiting high corrosion resistance and good physical properties, particularly good mechanical strengths, as required by the manufacture of installations. chemicals and other uses.



  In general, with aluminum alloys, the corrosion resistance tends to decrease as the mechanical properties are improved. For many uses it is possible to find an acceptable compromise between these opposing effects and, in some applications, a better result can even be obtained by using an appropriate form of metallic compound such as that we have described in the full description. of British Patent No. 735852. The present invention relates to another way of obtaining these improved results, particularly suitable when the alloy is intended to be subjected to corrosion of an absolutely general type.



  As already said above, the stronger the corrosion resistance is. obtained with an aluminum of the highest purity, ie. an aluminum designated here as ultra-pure and defined as containing. at least 99.95% aluminum. This corrosion resistance property of ultra-pure aluminum is not generally imparted to an alloy of ultra-pure aluminum with another metal or metals.

   For example, ultra-pure aluminum alloys with magnesium have a small advantage over similar alloys obtained with commercial purity aluminum, when exposed to long term corrosion conditions.



  It has now been found, as a result of extensive research, that by alloying ultra-pure aluminum with manganese having a purity of not less than 99.5% (hereinafter referred to as pure manganese) , an unforeseen alloy is obtained having a resistance to. slightly less corrosion than ultra-pure aluminum itself and significantly improved mechanical properties.



  The process according to the present invention is characterized in that pure manganese is incorporated into ultra-pure aluminum in the proportion of 0.2 to 2.15 parts of the former for <B> 100 < / B> parts of these two raw materials.



  It is generally preferred that the percentage of the manganese is somewhat less than 1.5% in order to be able to provide the highest resistance to. corrosion of the alloy. However, when superior physical properties are required where somewhat inferior corrosion resistance can be tolerated, the percentage of manganese can be increased to about 2%, the maximum being 2.15a / o. .



  For example, an ultra-pure aluminum alloy containing 1.25% pure manganese is prepared. The mechanical properties of this alloy, after it has been cold worked, are similar to those of a corresponding quenching of an aluminum alloy of commercial purity and of 1.251 / o pure manganese designated by <B> NS. 3 </B> in B. S.1470.

   When the alloy obtained from these components of high purity with 1.25% manganese is complete. soft, assuming special production conditions are not used, it has a rather coarse grain, so its. ductility is usually lower than that of the alloy produced from the same constituents of commercial purity.

   However, for many applications this characteristic is relatively unimportant, especially since ultra-pure a.himinium alone can be used when a highly ductile metal of very high corrosion resistance is desired.

    Moreover, the. reduction of. iron content which results from the use of ultra-pure aluminum and pure manganese in the production of the alloy makes it possible to increase the manganese content of the latter up to 2% and thus obtain a improvement of the mechanical properties compared to the alloy of commercial purity mentioned above, while obtaining a grain size at least as fine as that of this alloy.

    The following properties are obtained, for example, with alloys prepared by the process according to the present invention, obtained from ultra-pure aluminum alloyed with pure manganese and tested in the form of a hard laminated sheet. w. g. 20:

    
EMI0002.0027
  
    <SEP> content in. <SEP> manganese
<tb> 2 <SEP> <B> VO <SEP> <I>1,25</I> </B> <SEP>%
<tb> Load <SEP> causing <SEP> a
<tb> deformation <SEP> residual
<tb> from <SEP> 0.19 / o <SEP> to <SEP> kg / em2 <SEP>. <SEP> 1985 <SEP> 1685
<tb> Load <SEP> from <SEP> break <SEP> to. <SEP> the
<tb> traction <SEP> (kg / cm2) <SEP>. <SEP>. <SEP> 2630 <SEP> 2142
<tb> Elongation <SEP> (in <SEP>% <SEP> on
<tb> 50 <SEP> mm) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 2.4 <SEP> 2.5 If the metal is homogenized by heating before rolling and, in subsequent annealing, rapidly.

   heated to the appropriate temperature, a very fine grain can then be obtained and, thereby, good ductility for the two high purity alloys at 1.25 and 2 / o manganese. The following properties are obtained, for example, with a 1.25% manganese alloy, tested in the form of a soft sheet. w. g. 20:

    Load causing a residual deformation of 0.1%, in kg'em2 5 \? 0 Tensile breaking load, kg;

  'cm2 1024 Elongation (in% over 50 mm). . The upper limit of the proportion of manganese which can be employed in carrying out the invention is. 2.15%,

          because it is. impossible to keep a higher percentage of manganese in solid solution in the alloy, under the conditions specific to commercial production.



  The purpose of the following indications is to illustrate the relative corrosion resistances: a) of alloys obtained by the process according to the present invention, b) of ultra-pure aluminum, and c) of an alloy of commercial aluminum and 1.25% manganese.



  Note that the rates given below vary somewhat with different types of corrosive media. The results given concern. the rate of weight loss of a sample of the metal or alloy when it is.

   continuously immersed in a hot acid solution containing 1% sodium chloride and 1% acetic acid, maintained at. 80 C.

   These conditions are known to constitute a severe but reliable test for aluminum alloys used in chemical plants. After a period of establishment, the corrosion rate remains constant. and the following values represent the respective constant rates:

      
EMI0003.0001
  
    Weight loss <SEP>
<tb> Metal <SEP> or <SEP> alloy <SEP> (g <SEP> by <SEP> m2 <SEP> and
<tb> by <SEP> day)
<tb> Ultra-pure <SEP> aluminum <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 8
<tb> Allias, <SEP> -e <SEP> ultra-pure <SEP> aluminum <SEP> l
<tb> 1.2511 / o <SEP> manganese <SEP> pure <SEP>. <SEP>. <SEP> 9
<tb> Ultra-pure <SEP> aluminum <SEP> alloy
<tb> 2 <SEP>% <SEP> manganese <SEP> pure <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10
<tb> Commercial <SEP> aluminum <SEP> alloy
<tb> 1.25 <SEP> 0/0 <SEP> manganese <SEP> commercial <SEP> 27 The impurities present in the alloys prepared in accordance with the present invention must be as low as possible in order to. to ensure the. resistance to.

   maximum corrosion, preferably less than 0.01% for silicon, less than 0.01% for iron, and less than 0.005% for copper.



  It can be seen that the alloys prepared in accordance with the invention can exhibit resistance to. corrosion approaching that of ultra-pure aluminum, while exhibiting greater mechanical resistance than the latter.

   Such alloys are. particularly useful in the construction of chemical plants and for similar purposes, where parts or structures formed from these alloys may be subjected to corrosion conditions leading to absolutely general attack, and especially under markedly acidic or alkaline conditions.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'un alliage d'aluminium, caractérisé en ce que l'on in corpore du manganèse pur à de l'aluminium ultra-pur, dans la proportion de 0,2 à 2,15 parties du premier pour 100 parties de ces deux matières premières. II. Alliage obtenu par le procédé selon la revendication I. SOIJS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on emploie 1,25 partie de manganèse pur pour 98,75 parties d'alumi nium ultra-pur. 2. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on emploie 2 parties de manganèse pur pour 98 parties d'aluminium ultra-pur. 3. CLAIMS I. Process for manufacturing an aluminum alloy, characterized in that pure manganese is incorporated into ultra-pure aluminum, in the proportion of 0.2 to 2.15 parts of the first for 100 parts of these two raw materials. II. Alloy obtained by the process according to claim I. SOIJS-CLAIMS: 1. Process according to claim I, characterized in that 1.25 part of pure manganese is used for 98.75 parts of ultra-pure aluminum . 2. Method according to claim I, charac terized in that one uses 2 parts of pure manganese for 98 parts of ultra-pure aluminum. 3. Procédé selon la revendication I, carac- térisé en ce que le manganèse et l'aluminium employés sont tels que l'alliage produit cou- tient, en tant qu'impuretés, du silicium en proportion n'excédant pas 0,01%, du fer en proportion n'excédant pas 0,010/0 et du cui vre an proportion n'excédant pas -0,005 0/0. Process according to Claim I, characterized in that the manganese and aluminum employed are such that the alloy produced contains, as impurities, silicon in a proportion not exceeding 0.01% of the product. iron in a proportion not exceeding 0.010 / 0 and copper in a proportion not exceeding -0.005 0/0.
CH311306D 1952-05-12 1953-05-12 Manufacturing process of an aluminum and manganese alloy. CH311306A (en)

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