Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungskorrosion von verformten Produkten aus praktisch kupferfreien Aluminiumlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren .zur Verbesse rung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungs korrosion von verformten Produkten, die aus einer praktisch kupferfreien Aluminiumlegierung hergestellt sind, die .3,5-6 . ö Zink, 0,75-4,3 % Magnesium, 0;
05 bis 0,75 % Mangan und 005-0,30 % -Chrom enthält, :wobei ,der Rest mindestens zum grössten Teil aus Aluminium besteht.
Aluminiumlegierungen, .die wesentliche Mengen Zink :und Magnesium enthalten, sind seit vielen Jahren be kannt, und es ist ebenfalls bekannt, dass diese Legierun- gen .eine hohe Festigkeit entwickeln, -wenn sie vergü- tungs- bzw. lösungsgeglüht und alterungsgehärtet wer den.
Es ist -jedoch beobachtet worden, dass -nicht alle diese Legierungen auf die gleiche Behandlung in der :gleichen Weise ansprechen und -däss -durch eine unange- -massene Wärmebehandlung die Korrosionsbeständigkeit .nachteilig beeinflusst werden -kann.
Ein weiterer Faktor, .der einen starken Einfluss auf :die Eigenschaften -dieses Legierungstyps ausübt, ist die Gegenwart von anderen Legierungselementen. :
Unter den Elementen, die häufig in Kombination mit Zink und Magnesium verwendet werden, befindet sich das -Kupfer, .das -gewöhnlich aus dem Grunde zugesetzt wird, um eine Erhöhung der Festigkeit zu bewirken. Obgleich das Kupfer in dieser Beziehung günstige Wirkungen -ausübt, ändert es das Verhalten -der Legierungen in einer korrodierenden Um gebung,
und zur Beseitigung sämtlicher nachteiliger Wirkungen sind oftmals spezielle Verfahren erforderlich.
#Obgleich -grosse Anstrengungen .unternommen wor den sind, Aluminiumlegierungen -init immer grösserer Festigkeit herzustellen, besteht doch noch ein Bedarf an Legierungen, die -einen mässigen Festigkeitsbereich .aufweisen und die sich nach sämtlichen üblichen Ver fahren, wie z. B. durch Walzen, Schmieden bzw.
Kneten, Auspressen und dergleichen, leicht bearbeiten lassen. Erfindungsgemäss wurde nun gefunden, dass eine maxi male Kombination =der ;
gewünschten Eigenschaften 'bei geschmiedeten Produkten erzielt werden kann, wenn man Körper aus Aluminium-Zink-Magnesium-Legierun- gen, die genau geregelte Mengenanteile Zink und Ma gnesium enthalten, einer bestimmten Folge von Wärme behandlungen unterwirft, wobei die Behandlungen in einigen Fällen mit -dem Gussblock oder irgendeinem anderen Ausgangsprodukt, aus dem die geschmiedeten Produkte hergestellt werden, beginnen.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit verformter Produkte aus bestimmten praktisch -kupferfreien Aluminiumlegierun- gen, ohne dass ihre Festigkeit in irgendeiner Weise be einträchtigt wird, wobei insbesondere sowohl die Fe- stigkeit als auch die Beständigkeit gegen Rissbildung durch Spannungskorrosion der genannten Legierungen über die Werte hinaus erhöht wird,
die normalerweise nach einer Alterungshärtung bei lediglich einer Tempe ratur erzielt werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von warmverformten Produkten aus bestimmten praktisch kupferfreien Alu- minium-Zink-MagnesiumLegierungen, wodurch sowohl die Festigkeit als auch die Beständigkeit gegen Rissbil- dung durch Spannungskorrosion dieser Produkte -ver bessert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Entdeckung, dass eine kupferfreie Aluminiunilegierung, die die oben angegebene Zusammensetzung hat, wobei der Zinkgehalt nicht geringer als der Magnesiumgehalt ist, auf eine bestimmte Folge von Wärmebehandlungen in spezieller Weise anspricht und dabei ein -Produkt .mit einer ungewöhnlichen Kombination von Eigenschaf ten liefert.
Insbesondere ist die als Ergebnis dieser Be handlungen -entwickelte Festigkeit grösser als bei den in der Technik üblichen einstufigen Alterungsbehandlun- gen,und das Produkt ist gegen Rissbildung infolge Span nungskorrosion praktisch beständig.
Im Gegensatz zur allgemeinen -Erfahrung mit Aluminium-Zink-Magne- sium-Legierungen wurde gefunden, ,dass -die oben -ge- nannten Legierungen eine hohe Beständigkeit gegen Rissbildung durch Spannungskorrosion erreichen, ohne dass eine übermässige Alterung (Übervergütung) erfor derlich ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, dass man einen aus dieser Legierung be stehenden Körper einer Lösungsglühbehandlung inner halb des Temperaturbereichs von 371-521 C, jedoch unterhalb der Temperatur, bei der irgendeine Legie rungsphase zu schmelzen beginnt, unterwirft und den Körper mindestens so lange innerhalb dieses Tempera turbereichs hält, bis eine praktisch vollständige Auflö sung des Zinks und des Magnesiums eingetreten ist, dass man das lösungsgeglühte Produkt mit einer Ge schwindigkeit von nicht mehr als 111 C je Sekunde auf Raumtemperatur abkühlt,
dass man das abgekühlte Pro dukt mindestens 72 Stunden bei Raumtemperatur hält, dass man das Produkt danach in zwei Stufeh altert, in dem man zunächst in einer ersten Stufe auf 93-121 C erhitzt und 4-24 Stunden innerhalb dieses Temperatur bereiches hält, worauf man in einer zweiten Stufe, das teilweise gealterte Produkt auf l38-160 C erhitzt und 8-24 Stunden innerhalb dieses. Temperaturbereichs hält, und dass man schliesslich auf Raumtemperatur abkühlt.
Es wurde gefunden, dass die Zugfestigkeiten und Streckgrenzen der Produkte durch diese Folge von Be handlungen im Vergleich zu den Werten, die bei der üblichen einstufigen Alterungstemperaturbehandlung er halten werden, um 141 kg/ cm2 und mehr erhöht werden können, woraus ersichtlich ist, dass keine Übervergütung eingetreten ist.
Die Beständigkeit gegenüber der Riss- bildung bei Spannungsbeanspruchung unter korrodieren den Bedingungen ist ebenfalls höher als bei den handels üblichen bekannten geschmiedeten Produkten aus Alu minium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierungen, die die übliche Lösungsglühbehandlung und Alterungshärtungs- behandlung erhalten haben, und auch höher als diejenige von Produkten aus den kupferfreien Legierungen, die le diglich eine einstufige Alterungsbehandlung erhalten ha ben.
Die für die Erfindung in Betracht kommenden Le gierungen müssen Zink und Magnesium innerhalb der folgenden Grenzen aufweisen, damit sich bei der Wärmebehandlung die gewünschten Eigenschaften ent wickeln können. Es müssen mindestens 3,5 % und nicht mehr als 6 % Zink vorhanden sein, während der Ma gnesiumgehalt innerhalb des Bereichs von 0,75-4,3 Gew. % liegen muss. Der Magnesiumgehalt soll dabei zweckmässig den Zinkgehalt nicht überschreiten.
Wenn geringere Mengen von Zink und Magnesium zugegen sind, entwickeln die Produkte nicht die gewünschte Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, während ander seits grössere Mengen zu Verarbeitungsproblemen so wie zu einer Verschlechterung in bezug auf eine oder mehrere der gewünschten Eigenschaften führen.
Obgleich Zink und Magnesium die Hauptlegierungs- bestandteile sind, wurde gefunden, dass ausserdem noch verhältnismässig geringe Mengen Mangan und Chrom vorliegen müssen. Diese Elemente sind beim Giessen und Bearbeiten der Legierungen vorteilhaft und tragen ausserdem zur Verbesserung der Korrosionsbeständig keit bei. Geringere Mengen als die oben angegebenen haben nicht die gewünschte Wirkung, während grössere Mengen zu Giess- und Verarbeitungsproblemen führen.
Zur Verbesserung der Eigenschaften des Produktes kön nen gegebenenfalls ausserdem 0,05-0,30 % Zirkonium, 0,01-0,15 % Titan und/oder 0,0005-0,02 % Bor zugege ben werden.
In den Legierungsprodukten sind im allgemeinen die üblichen Verunreinigungen, wie Eisen und Silicium, enthalten, doch sollte der Gesamtgehalt an Eisen plus Silicium 0,6 % nicht überschreiten. Kupfer kann als Ver unreinigung zugegen sein, doch sollte seine Menge 0,10 nicht überschreiten. Aus diesem Grunde werden die Le gierungen als praktisch kupferfrei bezeichnet.
Die Legierungen können nach den für Aluminium legierungen dieses Typs üblichen Verfahren erschmol zen, gegossen und verformt werden. Zum Beispiel kann dem Körper zur Warmverformung unmittelbar vor der Warmverformung eine Lösungsglühbehandlung erteilt werden, wobei der Körper dann bei einer Temperatur innerhalb des Lösungsglühtemperaturbereiches geformt und das warmverformte Produkt sodann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird,
wie es weiter unten ausführlicher beschrieben wird. In anderen Fällen wird an den geschmiedeten Produkten eine Lösungsglühbe- handlung vorgenommen und nach Abschluss dieser Be handlung mit einer Geschwindigkeit unterhalb des weiter unten angegebenen Maximalwertes auf Raumtemperatur abgekühlt.
Auf jeden Fall muss der Legierungskörper auf eine Temperatur von 371-52l C, jedoch nicht oberhalb der Temperatur, bei der irgendeine der Le gierungsphasen zu schmelzen beginnt, erhitzt und inner halb dieses Temperaturbereiches mindestens so lange gehalten werden, bis eine praktisch vollständige Auf lösung der Bestandteile Zink und Magnesium eingetre ten ist. Die zur Erzielung der Auflösung erforderliche Zeitdauer hängt von der Dicke des Körpers, der Grösse der Charge, die behandelt wird, und natürlich der Tem peratur der Behandlung ab. Bei der Behandlung von Blech z. B. kann die Behandlungszeit nur 3 oder 4 Min.
betragen, während zur Behandlung eines Gussblockes oder eines grossen geschmiedeten Produktes eine längere Zeit erforderlich ist, d. h. gewöhnlich eine 1- bis 8stün- dige Behandlung bei der gewünschten Temperatur, was bedeutet, dass das zu bearbeitende Material eine längere Zeit innerhalb des Ofens oder irgendeiner anderen ver wendeten Erhitzungsvorrichtung gehalten wird. Als all gemeine Regel mag gelten,
dass zur Behandlung der Le gierungskörper im unteren Teil des Temperaturbereichs längere Zeiten erforderlich sind als im oberen Teil des Bereichs. Zur Erzielung bester Ergebnisse wird die Lö- sungsglühbehandlung vorzugsweise bei einer Tempera tur innerhalb des Bereichs von 399-466 C durchge führt.
Wenn der lösungsgeglühte Legierungskörper warm verformt werden soll, kann der heisse Körper in die Metallbearbeitungsvorrichtung übergeführt und sodann innerhalb des Temperaturbereichs von 371-521 C warmverformt werden, d. h.
oberhalb der Mindesttem peratur für die Lösungsglühbehandlung. Wahlweise kann der lösungsgeglühte Legierungskörper auch auf Raum temperatur abgekühlt und später zur Bearbeitung inner halb des oben angegebenen Wärmebehandlungsbereiches erneut erhitzt werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass eine Auflösung des Zinks und des Magnesiums sichergestellt ist. Das Warmverformen kann ein Walzen, Auspressen bzw. Strangpressen, Schmieden bzw.
Kneten, Pressen und dergleichen oder Kombinationen dieser Ver fahren einschliessen. Es versteht sich, dass unter den obi gen Bedingungen der Legierungskörper für eine längere Zeit innerhalb des Lösungsglühtemperaturbereiches ge halten werden kann, als für eine Auflösung des Zinks und Magnesiums erforderlich ist, doch ist dies nicht schädlich. Es ist auf jeden Fall wichtig, dass die Auf lösung durchgeführt wird, ehe die Stufe des Abkühlens auf Raumtemperatur eingeleitet wird.
Nach Beendigung der Lösungsglühbehandlung bzw. Vervollständigung der Warmverformung des Produktes wird mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit, die 111 C je Sekunde nicht überschreitet, abgekühlt. Diese Geschwindigkeit ist im Vergleich zu derjenigen, die bei der Abschreckung z. B. in kaltem Wasser vorliegt, wo die durchschnittliche Abkühlungsgeschwindigkeit 1110 C je Sekunde beträgt, gering. Im Falle eines nach der Lösungsbehandlung stranggepressten oder kaltge walzten Gegenstandes kann das Produkt fortschreitend in dem Masse abgekühlt werden, wie es die Auspressdüse bzw. die Walzen verlässt. Im Falle eines Schmiedens bzw.
Kneteis wird der bearbeitete Gegenstand nach der Ent fernung aus der Schmiedevorrichtung abgekühlt. Es wurde gefunden, dass höhere Abkühlungsgeschwindig keiten von mehr als 111 C je Sekunde nachteilige Wir kungen auf die Beständigkeit gegenüber der Rissbildung bei Spannungsbeanspruchung unter korrodierenden Be dingungen ausüben. Auf der anderen Seite kann der Abkühlvorgang im allgemeinen nicht über eine in der Fertigungsanlage tragbare Zeitdauer hinaus verzögert werden.
Gewöhnlich wird es sich um Minuten handeln, wenn einzelne Produkte oder kleine Gruppen von Pro dukten gehandhabt werden, doch können zur Abküh lung eines grossen Ansatzes von Produkten bzw. von Produkten mit grossem Querschnitt längere Zeiten er forderlich sein. Das verwendete Abkühlmedium kann je nach der Masse der abzukühlenden Produkte variie ren. Für Produkte mit geringerem Querschnitt, die direkt nach der Lösungsglühbehandlung abgeschreckt werden sollen, kann heisses bzw. kochendes Wasser an gemessen sein, doch kann bei Produkten mit grösseren Querschnitten wegen der geringen Wärmeübertragung, die bei diesen Produkten vorliegt, ein drastisches wir kendes Kühlmedium verwendet werden.
Wenn es sich darum handelt, das warmverformte Produkt abzuküh len, kann ein Luftstrahl oder ein Wassersprühstrahl aus reichend sein, um die verzögerte Kühlgeschwindigkeit zu erzielen. Es wurde gefunden, dass Abkühlungsge schwindigkeiten von nur 2,2 C je Sekunde zu zufrieden stellenden Ergebnissen führen.
Die verzögerte Abkühlung des lösungsgeglühten Produktes - gleichgültig, ob eine Warmverformung statt gefunden hat oder nicht - scheint zu einer besonderen Struktur zu führen, die für den Erfolg der zweistufigen Alterungshärtungsbehandlung erforderlich ist.
Obgleich es nicht möglich ist, den genauen Charakter dieser Struktur zu definieren, liegen anscheinend doch genü gend Beweise dafür vor, dass ein Zustand entwickelt wird, der zu dem anschliessenden Alterungshärtungsver- fahren in enger Beziehung steht und die Erzielung einer hohen Beständigkeit gegenüber der Rissbildung bei Span nungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen gestattet. Ein rasch abgekühltes Produkt scheint die er forderliche Struktur bzw. den erforderlichen inneren Zu stand nicht zu besitzen.
Im Anschluss an das Abkühlen auf Raumtemperatur muss das Produkt mindestens 72 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden, ehe mit der zweistufigen Behandlung der Alterungshärtung fortgefahren wird. Die Produkte können in Anpassung an die jeweiligen Er fordernisse in der Fertigungsanlage sowie in Abhängig keit von einer gegebenenfalls erfolgenden Weiterbeför- derung bzw. einem Versand auch längere Zeiten gela gert werden, doch wird in bezug auf die Eigenschaften des Endproduktes bei einer solchen Verlängerung der Zeit kein Vorteil erzielt.
Ohne diese Lagerungszeit schei nen die geeigneten Bedingungen für ein Ansprechen auf die zweistufige Alterungshärtungsbehandlung nicht vor zuliegen, und wenn die Lagerungszeit nicht mindestens 72 Stunden beträgt, wird die gewünschte Festigkeit des Endproduktes nicht erreicht. Während dieser Zeit scheint eine gewisse spontane Alterungshärtung aufzu treten, wie sich an einer Zunahme der Festigkeit er kennen lässt. Auf jeden Fall aber ist die Zunahme der Festigkeit mit derjenigen des fertig behandelten Produk tes nicht zu vergleichen.
Vom theoretischen Standpunkt aus kann angenommen werden, dass, wenn irgendeine Alterungshärtung stattfindet, diese zu einem Ausschei dungsmuster bzw. zu irgendeinem die Ausscheidung an regenden Zustand führt, und dass diese Erscheinung die spätere Ausscheidung regelt bzw. lenkt. Unabhängig da von, ob eine derartige Erklärung zutrifft oder nicht, wurde jedenfalls gefunden, dass die Lagerung bei Raum temperatur eine Vorbedingung für die sich anschliessende und letzte Alterungshärtungsbehandlung ist.
Ehe mit der Alterungshärtungsbehandlung fortge fahren wird, kann es wünschenswert sein, die geschmie deten Produkte auszurichten bzw. restliche Spannungen auf ein Minimum zu verringern, indem ein geringes Ausmass an Kaltverformung vorgenommen wird, ge wöhnlich um weniger als 5 %. Dieses Ausmass an Kalt verformung hat auf die Eigenschaften des Endproduktes keine nachteilige Wirkung.
Die zweistufige Alterungshärtungsbehandlung be steht darin, dass das gelagerte Produkt zunächst auf eine Temperatur zwischen 93 und 121' C erhitzt und 4 bis 24 Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird. Die Auswahl der jeweiligen Temperatur und der jeweiligen Behandlungszeit richtet sich nach ähnlichen Faktoren, wie sie die Lösungsglühbehandlung beeinflussen. Der angegebene Temperatur- und Zeitbereich ist wichtig, denn bei niedrigeren Temperaturen und kürzeren Zeiten tritt die erforderliche Alterungshärtung nicht ein.
Auf der anderen Seite führen höhere Temperaturen und längere Zeiten zu einer überalterung bzw. einer über vergütung, ein Zustand, der vermieden werden muss.
Nach Abschluss der ersten Stufe kann das Produkt auf Raumtemperatur abgekühlt und für die zweite Stufe erneut erhitzt werden. Das Produkt kann aber auch un mittelbar auf die höhere Temperatur erhitzt werden. In jedem Falle wird das Produkt dann auf eine Temperatur zwischen 138 und 160 C erhitzt und innerhalb dieses Temperaturbereiches 8-24 Stunden gehalten. Danach wird das Produkt auf Raumtemperatur abgekühlt. Diese Temperaturen und Zeiten sind in bezug auf die Erzie lung einer hohen Festigkeit und praktischen Beständig keit gegenüber der Rissbildung bei Spannungsbeanspru chung unter korrodierenden Bedingungen, ohne dass eine Übervergütung vorliegt, von ausschlaggebender Be deutung.
Es versteht sich, dass die Eigenschaften des Endpro duktes von der Art der Bearbeitung, die die Legierung erfahren hat, und der Richtung innerhalb des Produktes abhängig ist, in der die Eigenschaften bestimmt werden, d. h. ob in Längsrichtung, d. h. parallel zur Bearbei tungsrichtung, oder quer dazu.
In bezug auf die me chanischen Eigenschaften wurde gefunden, dass die Mindestzugfestigkeit, die das Endprodukt kennzeichnet, in-der-Grössenordnung von 29.50 kg/cm2-und-dtie.;Streck- -grenze bei rwindestens etwa 2460 kg/cm2 liegt.
Die .oben beschriebene Behandlung der Legierungs- produkte führt -im Vergleich zu in üblicher Weise behan- .delten geschmiedeten Produkten zu einer -verbesserten Beständigkeit -gegenüber -der Rissbildung bei.Spannungs- _beanspruchung unter <RTI
ID="0004.0025"> .korrodierenden Bedingungen. =Diese Eigenschaft wird gewöhnlich rnit Hilfe :eines be- schleunigten Korrosionsprüfver$uches bestimmt, ,bei dem Prüfkörper :spannungsbeansprucht werden, während :
sie .einem korrodierenden Medium ausgeseizt sind. Erfin- :dungsgemäss wurden zwei Verfahren der .Spannungs beanspruchung angewendet, um die Empfindlichkeit :
der -Produkte gegenüber der Spannungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen zu bestimmen. Bei dem einen Verfahren wird der Prüfkörper unter :
eine .Span- .nung -entsprechend 75 % seiner Streckgrenze gebracht, -und @bei,detn anderen Prüfverfahren werden Blechprobe- stücke in Form von -Streifen um einen ,Dorn @herumge- bogen, :
um .eine aU-fönmige Biegung zu erzeugen. Bei denn letzteren Prüfversuch wurden :die Streifen in ihre Ver- suchsstellung einspringen .bzw. ;
gelassen" um sie in eine stark gebogene Gestalt zubringen. Dieser Prüfversuch" bei dem der Prüfkörper also unter kon- stanter Durchbiegung .geprüft wird,
wird ausführlicher in einem Aufsatz in der American .S.aciety for Testing Materials Speeial Technical Publication I@Ir. 64, Seiten 255-272 (1944.),
beschrieben. Bei. beiden -Prüfversuchen werden die Prüfkörper abwechselnd in eine wässrige 3,5 % ige NaC1:
Lösung .eingetaucht und wieder -heraus- gehoben. Wenn sämtliche -Prüfkörper einer Gruppe.eine Versuchsdauer von 40 Tagen ohne ein Reissen .bzw. Zerbrechen überstehen,
können sie als gegenüber einer Rissbildung bei Spannungsbeanspruchung unter korro- dierenden Bedingungen praktisch beständig angesehen werden.
Ein weiterer -beschleunigter Korrosionsprüfversuch, .derin:erfolgreicher Weise Azur BestimmungAer Empfind- lichkeit derartiger Metallkörper .gegenüber der Span nungsbeanspruchung :unter :korrodierenden Bedingungen verwendet worden :
ist, -besteht darin, dass der Prüfkörper .unter .eine Spannung, die 75 % der Streckgrenze ent- .spricht, gebracht und in eine -wässrige Lösung einge tauchtwird, ..die 3.00 g NaCl und 20 g Na2Cr04 je -Liter .enthält ;
und mit -destilliertem Wasser angesetzt -worden ist. In die :Lösung wird weiterhin .eine geeignete Ka thode, wie z. B. eine aus einem Platindrahtsieb beste hende Kathode, :
eingetaucht. .An das .System wird dann von .aussen .eine Spannung angelegt, um .den .unter -Span- :mung stehenden Prüfkörper mit einem Potential von 100 mV zur Anode zu machen. Wenn der Prüfkörper eine Versuchsdauer von 24 Stunden ohne ein Reissen übersteht, ist er ;
gegenüber der Rissbilduttg bei Span- nungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen .als -.hochbeständig anzusehen.
Die durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielte Verbesserung wird durch die folgenden Vergleichsbei spiele erläutert, bei denen Blechprüfkörper von 1,62 mm Dicke verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen und -anschliessend -geprüft wurden. Die Zugfestigkäits- eigenschaftenwurden an Standardprüfkörpern bestimmt,
und die Prüfkörper für die Korrosionsprüfversuche -wur den wie -öben beschrieben kaltgeformt, ehe sie dem korrodierenden 'Medium ausgesetzt wurden.
Die beiden Legierungen, die für die Versuche verwendet wurden, hatten die folgenden nominellen Zusammensetzungen:
a) 4 % Zink, 2 % Magnesium, 0,3 % Mangan, -0,1 Chrom, Rest Aluminium; b) 4 % Zink, 3 % Magnesium, 0;05 % Mangan, 0,1 % Chrom, Rest Aluminium. Anga- ben über die -durchgeführten Wärmebehandlungen fin- den sich in:
der -folgendenTabelle.
EMI0004.0241
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Wärmebehandlungsplan
<tb> Lösungsglüh- <SEP> Lagerung
<tb> Legierung <SEP> Nr@ehandlungs- <SEP> Behandlung <SEP> 'Std. <SEP> Kühlmedium <SEP> bei <SEP> <B>Raum-</B>terungsbehandlung
<tb> ip' <SEP> C <SEP> Std. <SEP> @emp. <SEP> aC <SEP> "Std.
<tb> ' <SEP> Tip' <SEP> QC <SEP> temperatur
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> kaltes <SEP> Wasser <SEP> ja <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 2 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> siedendes <SEP> Wasser <SEP> ja <SEP> 1-07 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 493 <SEP> 1.
<SEP> stillstehende <SEP> Luft <SEP> nein <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 4 <SEP> 493 <SEP> 1 <SEP> stillstehende <SEP> Luft <SEP> ja <SEP> 107 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> 5 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> kaltes <SEP> Wasser <SEP> nein <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 6 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> siedendes <SEP> Wasser <SEP> J.a <SEP> 107 <SEP> $ <SEP> 149 <SEP> 16 DieRTI ID="0004.0242" WI="43" HE="4" LX="265" LY="2061"> -Abkühlungsgeschwindigkeit \des Bleches betrug in kaltem Wasser 111 :C je Sekunde, in siedendem Wasser -nicht mehr als 22';
C je Sekunde und in stillstehender Luft :etwa 2;2 C je Sekunde. Die Lagerung bei Raum- -temperatur wurde über einen Zeitraum von 72 Stunden -oder Hager durchgeführt.
Die durchschnittlichen Zugfestigkeitseigenschaften .der -nach .dem obigen Plan behandelten Prüfkörper sind in:
äer folgenden Tabelle Il. angegeben.
EMI0004.0268
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Zugfestigkeitseigenschaften
<tb> Legierung <SEP> Behandlung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> "Streckgrenze <SEP> Dehnung
<tb> Nr. <SEP> <U>(xglcm2) <SEP> (kglcm2) <SEP> (%)</U>
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 4010 <SEP> 3530 <SEP> 13
<tb> 2 <SEP> 4170 <SEP> <B>3700</B> <SEP> 14
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 4430 <SEP> 35,80 <SEP> 14.
<tb> 4 <SEP> 4640 <SEP> 3940 <SEP> 13
<tb> <B><I>5</I></B> <SEP> 4710 <SEP> -41'50 <SEP> 13
<tb> 6 <SEP> 4850 <SEP> 4280 <SEP> 13 Es ist ersichtlich, dass die zweistufige Behandlung in jedem einzelnen Falle zu einer Verbesserung der Zug festigkeitseigenschaften geführt hat.
Es ist weiterhin fest zustellen, dass bei der Abkühlung mit Hilfe von Luft die Lagerung bei Raumtemperatur günstige Wirkungen auf die Zugfestigkeit und die Streckgrenze hatte.
Bei den Korrosionsprüfversuchen wurden die Prüf körper aus den Behandlungsgruppen 1 und 2 der Legie rungen A und den Behandlungsgruppen 3 und 4 der Le gierung B einen konstanten Durchbiegungsprüfversuch unterworfen, während die Behandlungsgruppen 5 und 6 der Legierung B einer Spannung entsprechend 75 % ihrer Streckgrenze ausgesetzt wurden, während sie dem korro dierenden Medium ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfversuche sind in der folgenden Tabelle III angegeben.
EMI0005.0008
<I>Tabelle <SEP> I11</I>
<tb> Ergebnisse <SEP> der <SEP> Prüfung <SEP> auf <SEP> Beständigkeit <SEP> gegenüber
<tb> Rissbildung <SEP> bei <SEP> Spannungsbeanspruchung <SEP> unter
<tb> korrodierenden <SEP> Bedingungen
<tb> Legierung <SEP> Beh <SEP> Ndlung <SEP> .Lage <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Reissen <SEP> bzw. <SEP> Brechen
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 2 <SEP> Tagen
<tb> A <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 97 <SEP> Tagen, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 112 <SEP> Tagen,
<tb> 1 <SEP> noch <SEP> in <SEP> Prüfung
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 19 <SEP> Tagen, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 91 <SEP> Tagen,
<tb> 1 <SEP> in <SEP> 140 <SEP> Tagen
<tb> B <SEP> 4 <SEP> kein <SEP> Reissen <SEP> bzw.
<SEP> Zerbrechen
<tb> in <SEP> 5 <SEP> Monaten
<tb> B <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 34 <SEP> bis <SEP> 39 <SEP> Tagen
<tb> B <SEP> 6 <SEP> kein <SEP> Reissen <SEP> bzw. <SEP> Zerbrechen
<tb> in <SEP> 5 <SEP> Monaten Aus den obigen Ergebnissen gehen die günstigen Wirkungen der verschiedenen Wärmebehandlungsstufen hervor. Wenn man diese Ergebnisse zusammen mit der verbesserten Festigkeit vergleicht, wird ersichtlich, dass sich eine Eigenschaft nicht zu verschlechtern braucht, um eine Verbesserung in bezug auf die andere bei der Behandlung von Legierungsprodukten der oben angege benen Zusammensetzung zu erzielen.
Bei einem weiteren Prüfversuch wurde eine Legie rung mit der folgenden Zusammensetzung verwendet: 3,90 % Zink, 2,87 % Magnesium, 0,25 % Mangan, 0,18 % Chrom, 0,02 % Titan, 0,04 % Kupfer, 0,11 Eisen, 0,06 % Silicium, Rest praktisch nur Aluminium.
Zwei Platten aus der Legierung mit einer Dicke von 7,62 cm wurden bei 460 C lösungsgeglüht, bis auf eine Dicke von 6,03 cm heissgewalzt und bei dem einen Versuch in kaltem Wasser abgeschreckt, während bei dem anderen Versuch in ein Wasserbad eingetaucht wurde, das eine Temperatur von 82 C aufwies. Bei dem letzteren Kühlverfahren wurde eine Abkühlgeschwindig- keit von etwa 5,6 C je Sekunde erzielt.
Die Platte, die in kaltem Wasser abgeschreckt worden war, wurde durch 48stündiges Erhitzen auf 121' C gealtert, während die andere Platte in zwei Stufen gealtert wurde, und zwar zunächst 5 Stunden bei 107 C und danach 16 Std. bei 149 C. Die mechanischen Eigenschaften der mit kaltem Wasser abgeschreckten Platten waren wie folgt: Zugfestigkeit 4010 kg/cm2, Streckgrenze 3170 kg/ cm2 und Dehnung 6 %. Die andere Platte wies eine Zug festigkeit von 4220 kg/cm2, eine Streckgrenze von 3480 kg/cm2 und eine Dehnung von 7 % auf.
Prüfkörper aus den beiden Platten wurden dem oben beschriebenen elektrolytischen beschleunigten Prüfversuch auf die Be ständigkeit gegenüber der Spannungsbeanspruchung un ter korrodierenden Bedingungen unterworfen. Die aus der mit kaltem Wasser abgeschreckten Platte herge stellten Prüfkörper rissen in 12,5 Stunden, während die aus der anderen Platte hergestellten Prüfkörper nach 24 Stunden Versuchsdauer noch nicht gerissen waren, was die Vorteile des langsamen Abkühlens und der zweistufigen Alterungsbehandlung unterstreicht.
Method for improving the strength and resistance to stress corrosion of deformed products made of practically copper-free aluminum alloys The invention relates to a method for improving the strength and resistance to stress corrosion of deformed products made of a practically copper-free aluminum alloy, the .3,5 -6. ö zinc, 0.75-4.3% magnesium, 0;
05 to 0.75% manganese and 005-0.30% chromium: where, the remainder consists at least for the most part of aluminum.
Aluminum alloys, which contain substantial amounts of zinc and magnesium, have been known for many years, and it is also known that these alloys develop high strength when they are quenched or solution annealed and age-hardened .
It has been observed, however, that not all of these alloys respond to the same treatment in the same way and that the corrosion resistance can be adversely affected by an inadequate heat treatment.
Another factor that has a strong influence on: the properties of this type of alloy is the presence of other alloying elements. :
Among the elements that are often used in combination with zinc and magnesium is copper, which is usually added to increase strength. Although the copper has beneficial effects in this respect, it changes the behavior of the alloys in a corrosive environment,
and special procedures are often required to remove any adverse effects.
#Although great efforts have been made to produce aluminum alloys with ever greater strength, there is still a need for alloys which have a moderate strength range and which can be used in all common methods, such as B. by rolling, forging or
Kneading, squeezing and the like, easy to work with. According to the invention it has now been found that a maximum combination = the;
Desired properties' can be achieved in forged products if bodies made of aluminum-zinc-magnesium alloys, which contain precisely regulated proportions of zinc and magnesium, are subjected to a specific sequence of heat treatments, the treatments in some cases with - the ingot or any other starting material from which the forged products are made.
The aim of the invention is a method for increasing the corrosion resistance of deformed products made of certain practically copper-free aluminum alloys without their strength being impaired in any way, in particular both the strength and the resistance to cracking due to stress corrosion of the alloys mentioned is increased beyond the values,
which are normally achieved after age hardening at only one temperature. Another object of the invention is a method for treating hot-worked products made of certain practically copper-free aluminum-zinc-magnesium alloys, as a result of which both the strength and the resistance to cracking due to stress corrosion of these products are improved.
The method according to the invention is based on the discovery that a copper-free aluminum alloy, which has the composition given above, the zinc content not being less than the magnesium content, responds to a certain sequence of heat treatments in a special way and thereby a product with an unusual combination of properties.
In particular, the strength developed as a result of these treatments is greater than in the case of the single-stage aging treatments customary in technology, and the product is practically resistant to cracking due to stress corrosion.
In contrast to the general experience with aluminum-zinc-magnesium alloys, it was found that the above-mentioned alloys achieve a high level of resistance to cracking due to stress corrosion without excessive aging (over-hardening) being necessary.
The method according to the invention is characterized in that a body consisting of this alloy is subjected to a solution heat treatment within the temperature range of 371-521 C, but below the temperature at which any alloy phase begins to melt, and the body at least keeps within this temperature range until the zinc and magnesium have practically completely dissolved, so that the solution-annealed product is cooled to room temperature at a rate of no more than 111 C per second,
that the cooled product is kept at room temperature for at least 72 hours, that the product is then aged in two stages, in which it is first heated to 93-121 C in a first stage and kept within this temperature range for 4-24 hours, whereupon one in a second stage, the partially aged product is heated to 138-160 C and 8-24 hours within this. Holds temperature range, and that one finally cools to room temperature.
It has been found that the tensile strengths and yield strengths of the products can be increased by 141 kg / cm2 and more by this sequence of treatments compared to the values that are obtained with the usual single-stage aging temperature treatment, from which it can be seen that none Over-remuneration has occurred.
The resistance to crack formation under stress under corroding conditions is also higher than that of the commercially available, well-known forged products made of aluminum-zinc-magnesium-copper alloys, which have received the usual solution heat treatment and age hardening treatment, and also higher than that of products made from copper-free alloys that have only received a single-stage aging treatment.
The alloys in question for the invention must have zinc and magnesium within the following limits so that the desired properties can develop during the heat treatment. There must be at least 3.5% and no more than 6% zinc, while the magnesium content must be within the range of 0.75-4.3% by weight. The magnesium content should not exceed the zinc content.
If small amounts of zinc and magnesium are present, the products do not develop the desired strength or corrosion resistance, while larger amounts lead to processing problems as well as a deterioration in one or more of the desired properties.
Although zinc and magnesium are the main alloy components, it was found that relatively small amounts of manganese and chromium must also be present. These elements are advantageous when casting and machining the alloys and also contribute to improving the corrosion resistance. Smaller amounts than those indicated above do not have the desired effect, while larger amounts lead to casting and processing problems.
To improve the properties of the product, 0.05-0.30% zirconium, 0.01-0.15% titanium and / or 0.0005-0.02% boron can also be added.
The alloy products generally contain the usual impurities such as iron and silicon, but the total iron plus silicon content should not exceed 0.6%. Copper can be present as an impurity, but its amount should not exceed 0.10. For this reason, the alloys are called practically copper-free.
The alloys can be melted, cast and deformed by the methods customary for aluminum alloys of this type. For example, for hot working, the body may be given a solution heat treatment immediately prior to hot working, in which case the body is then molded at a temperature within the solution heat treatment temperature range and the hot worked product is then slowly cooled to room temperature,
as described in more detail below. In other cases, a solution heat treatment is carried out on the forged products and, after this treatment has been completed, it is cooled to room temperature at a rate below the maximum value given below.
In any case, the alloy body must be heated to a temperature of 371-52l C, but not above the temperature at which any of the alloy phases begins to melt, and must be kept within this temperature range at least until the Components zinc and magnesium has entered. The length of time required to achieve dissolution depends on the thickness of the body, the size of the batch being treated and of course the temperature of the treatment. When treating sheet metal, for. B. the treatment time can only be 3 or 4 minutes.
while treating an ingot or a large forged product takes a longer time, d. H. usually a treatment for 1 to 8 hours at the desired temperature, which means that the material to be processed is kept for a longer time inside the furnace or any other heating device used. As a general rule,
that longer times are required to treat the alloy bodies in the lower part of the temperature range than in the upper part of the range. For best results, the solution heat treatment is preferably carried out at a temperature within the range of 399-466 C.
If the solution annealed alloy body is to be hot worked, the hot body can be transferred to the metal working apparatus and then hot worked within the temperature range of 371-521 ° C, i.e. H.
above the minimum temperature for solution heat treatment. Optionally, the solution-annealed alloy body can also be cooled to room temperature and later reheated for processing within the heat treatment range specified above, whereby it must be ensured that the zinc and magnesium are dissolved. Hot forming can include rolling, pressing or extrusion, forging or
Kneading, pressing and the like or combinations of these processes include. It goes without saying that under the above conditions the alloy body can be kept within the solution annealing temperature range for a longer time than is necessary for dissolving the zinc and magnesium, but this is not harmful. In any case, it is important that the dissolution is carried out before the step of cooling to room temperature is initiated.
After completion of the solution heat treatment or completion of the hot forming of the product, it is cooled at a relatively low speed, which does not exceed 111 ° C. per second. This speed is compared to that used in deterring e.g. B. is present in cold water, where the average cooling rate is 1110 C per second, low. In the case of an object extruded or cold-rolled after the solution treatment, the product can be gradually cooled as it leaves the extrusion nozzle or the rollers. In the case of forging or
Putty is used to cool the processed object after it has been removed from the forging device. It has been found that higher cooling speeds of more than 111 ° C. per second have detrimental effects on the resistance to cracking when exposed to stress under corrosive conditions. On the other hand, the cooling process cannot generally be delayed beyond a period of time that is acceptable in the manufacturing plant.
Usually it will be minutes if individual products or small groups of products are being handled, but longer times may be required to cool a large batch of products or products with a large cross section. The cooling medium used can vary depending on the mass of the products to be cooled. For products with a smaller cross-section that are to be quenched directly after the solution heat treatment, hot or boiling water can be appropriate, but this can be appropriate for products with larger cross-sections because of the low heat transfer , which is present in these products, a drastic cooling medium can be used.
When it comes to cooling the thermoformed product, a jet of air or a spray of water may be sufficient to achieve the delayed cooling rate. It has been found that cooling speeds of only 2.2 C per second lead to satisfactory results.
The delayed cooling of the solution annealed product - regardless of whether hot deformation has taken place or not - appears to lead to a special structure which is necessary for the success of the two-stage age hardening treatment.
Although it is not possible to define the exact nature of this structure, there appears to be sufficient evidence that a condition is developed which is closely related to the subsequent aging hardening process and the attainment of high resistance to cracking Voltage stress permitted under corrosive conditions. A product that has cooled down quickly does not seem to have the required structure or the required internal state.
After cooling to room temperature, the product must be held at this temperature for at least 72 hours before proceeding with the two-stage aging hardening treatment. The products can also be stored for longer periods depending on the respective requirements in the production plant and depending on any further transport or dispatch that may take place, but with regard to the properties of the end product, such an increase in time no advantage obtained.
Without this storage time, the appropriate conditions for responding to the two-stage age hardening treatment do not appear to exist, and if the storage time is not at least 72 hours, the desired strength of the final product will not be achieved. During this time, a certain amount of spontaneous aging hardening appears to occur, as can be seen from an increase in strength. In any case, however, the increase in strength cannot be compared with that of the finished product.
From a theoretical point of view, it can be assumed that if any age hardening takes place, it will lead to a pattern of excretion or any state that stimulates the excretion, and that this phenomenon governs the subsequent excretion. Regardless of whether such an explanation applies or not, it was found in any case that storage at room temperature is a precondition for the subsequent and final aging treatment.
Before proceeding with the age hardening treatment, it may be desirable to orient the forged products or to minimize residual stresses by applying a small amount of cold working, usually less than 5%. This amount of cold deformation has no adverse effect on the properties of the end product.
The two-stage aging hardening treatment consists in first heating the stored product to a temperature between 93 and 121 ° C. and keeping it at this temperature for 4 to 24 hours. The selection of the respective temperature and the respective treatment time is based on factors similar to how they affect the solution heat treatment. The specified temperature and time range is important because the required aging hardening does not occur at lower temperatures and shorter times.
On the other hand, higher temperatures and longer times lead to aging or over-compensation, a condition that must be avoided.
After completing the first stage, the product can be cooled to room temperature and reheated for the second stage. However, the product can also be heated directly to the higher temperature. In each case, the product is then heated to a temperature between 138 and 160 ° C. and kept within this temperature range for 8-24 hours. The product is then cooled to room temperature. These temperatures and times are of crucial importance in terms of achieving high strength and practical resistance to cracking when exposed to stress under corrosive conditions without over-tempering.
It will be understood that the properties of the final product will depend on the type of machining the alloy has undergone and the direction within the product in which the properties are determined, i.e. H. whether lengthways, d. H. parallel to the machining direction, or across it.
With regard to the mechanical properties, it has been found that the minimum tensile strength that characterizes the end product is of the order of 29.50 kg / cm2 and the yield point is at least about 2460 kg / cm2.
The treatment of the alloy products described above leads to an improved resistance to the formation of cracks in the event of stress loads below <RTI compared to forged products treated in the usual way
ID = "0004.0025">. Corrosive conditions. = This property is usually determined with the help of: an accelerated corrosion test, in which test specimens: are stressed while:
they have been stripped of a corrosive medium. According to the invention, two methods of stress loading were used to increase the sensitivity:
of the products against voltage stress under corrosive conditions. In one method, the test specimen is placed under:
a .tension- corresponding to 75% of its yield point, -and @ in the other test methods, sheet metal test pieces in the form of strips are bent around a, mandrel @:
to create an aU-shaped bend. In the case of the latter test: the strips jump into their test position. ;
left "in order to bring it into a strongly curved shape. This test experiment" in which the test specimen is tested under constant deflection,
is discussed in more detail in an article in the American .S.aciety for Testing Materials Speeial Technical Publication I @ Ir. 64, pp. 255-272 (1944.),
described. At. In both tests, the test specimens are alternately placed in an aqueous 3.5% NaC1:
Solution immersed and lifted out again. If all the test specimens in a group have been tested for 40 days without tearing. Survive breaking,
they can be regarded as practically resistant to cracking when exposed to stress under corrosive conditions.
Another accelerated corrosion test, in which: a successful determination of the sensitivity of such metal bodies to stress stress: has been used under: corrosive conditions:
- consists in the fact that the test specimen. is placed under. a tension that corresponds to 75% of the yield point and is immersed in an aqueous solution that contains 3.00 g NaCl and 20 g Na2Cr04 per liter ;
and made up with distilled water. In the: solution is still .eine suitable Ka method, such as. B. a cathode consisting of a platinum wire screen:
immersed. A voltage is then applied to the system from the outside in order to make the test specimen, which is under voltage, the anode with a potential of 100 mV. If the test specimen survives a test duration of 24 hours without tearing, it is;
to be considered .highly resistant compared to the crack formation under stress stress under corrosive conditions.
The improvement achieved by the method according to the invention is illustrated by the following comparative examples, in which sheet metal test pieces 1.62 mm thick were subjected to various heat treatments and then tested. The tensile strength properties were determined on standard test specimens,
and the test specimens for the corrosion test tests were cold-formed as described above before they were exposed to the corrosive medium.
The two alloys used for the tests had the following nominal compositions:
a) 4% zinc, 2% magnesium, 0.3% manganese, -0.1 chromium, the remainder aluminum; b) 4% zinc, 3% magnesium, 0.05% manganese, 0.1% chromium, the remainder aluminum. Information on the heat treatments carried out can be found in:
the following table.
EMI0004.0241
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> heat treatment plan
<tb> Solution heat treatment <SEP> storage
<tb> alloy <SEP> no @ ehandlungs- <SEP> treatment <SEP> 'Std. <SEP> Cooling medium <SEP> for <SEP> <B> Room </B> treatment
<tb> ip '<SEP> C <SEP> Std. <SEP> @emp. <SEP> aC <SEP> "Std.
<tb> '<SEP> Tip' <SEP> QC <SEP> temperature
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> cold <SEP> water <SEP> yes <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 2 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> boiling <SEP> water <SEP> yes <SEP> 1-07 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 493 <SEP> 1.
<SEP> still <SEP> air <SEP> no <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 4 <SEP> 493 <SEP> 1 <SEP> still <SEP> air <SEP> yes <SEP> 107 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> 5 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> cold <SEP> water <SEP> no <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 6 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> boiling <SEP> water <SEP> Yes <SEP> 107 <SEP> $ <SEP> 149 <SEP> 16 DieRTI ID = "0004.0242" WI = "43 "HE =" 4 "LX =" 265 "LY =" 2061 "> - the rate of cooling of the sheet in cold water was 111: C per second, in boiling water - not more than 22 ';
C per second and in still air: about 2; 2 C per second. Storage at room temperature was carried out over a period of 72 hours or Hager.
The average tensile properties of the specimens treated according to the above plan are in:
The following table II. specified.
EMI0004.0268
<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> tensile strength properties
<tb> alloy <SEP> treatment <SEP> tensile strength <SEP> "yield point <SEP> elongation
<tb> No. <SEP> <U> (xglcm2) <SEP> (kglcm2) <SEP> (%) </U>
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 4010 <SEP> 3530 <SEP> 13
<tb> 2 <SEP> 4170 <SEP> <B> 3700 </B> <SEP> 14
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 4430 <SEP> 35.80 <SEP> 14.
<tb> 4 <SEP> 4640 <SEP> 3940 <SEP> 13
<tb> <B><I>5</I> </B> <SEP> 4710 <SEP> -41'50 <SEP> 13
<tb> 6 <SEP> 4850 <SEP> 4280 <SEP> 13 It can be seen that the two-stage treatment has improved the tensile strength properties in each individual case.
It can also be stated that when cooling with the aid of air, storage at room temperature had beneficial effects on the tensile strength and the yield point.
In the corrosion test, the test specimens from treatment groups 1 and 2 of alloy A and treatment groups 3 and 4 of alloy B were subjected to a constant deflection test, while treatment groups 5 and 6 of alloy B were subjected to a stress corresponding to 75% of their yield point while exposed to the corrosive medium. The results of these tests are given in Table III below.
EMI0005.0008
<I> Table <SEP> I11 </I>
<tb> Results <SEP> of the <SEP> test <SEP> for <SEP> resistance to <SEP>
<tb> Crack formation <SEP> with <SEP> stress stress <SEP> under
<tb> corrosive <SEP> conditions
<tb> Alloy <SEP> container <SEP> treatment <SEP>. Position <SEP> to <SEP> for <SEP> tearing <SEP> or <SEP> breaking
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 2 <SEP> days
<tb> A <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 97 <SEP> days, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 112 <SEP> days,
<tb> 1 <SEP> still <SEP> in <SEP> test
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 19 <SEP> days, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 91 <SEP> days,
<tb> 1 <SEP> in <SEP> 140 <SEP> days
<tb> B <SEP> 4 <SEP> no <SEP> tearing <SEP> resp.
<SEP> breaking
<tb> in <SEP> 5 <SEP> months
<tb> B <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 34 <SEP> to <SEP> 39 <SEP> days
<tb> B <SEP> 6 <SEP> no <SEP> tearing <SEP> or <SEP> breaking
<tb> in <SEP> 5 <SEP> months The above results show the beneficial effects of the various heat treatment stages. When these results are compared along with the improved strength, it can be seen that one property need not deteriorate in order to achieve an improvement over the other in treating alloy products of the above composition.
In another test, an alloy with the following composition was used: 3.90% zinc, 2.87% magnesium, 0.25% manganese, 0.18% chromium, 0.02% titanium, 0.04% copper, 0.11 iron, 0.06% silicon, the remainder practically only aluminum.
Two plates made of the alloy with a thickness of 7.62 cm were solution annealed at 460 C, hot-rolled to a thickness of 6.03 cm and quenched in cold water in one test, while immersion in a water bath in the other test. which had a temperature of 82 C. With the latter cooling method, a cooling rate of about 5.6 C per second was achieved.
The plate, which had been quenched in cold water, was aged by heating to 121 ° C. for 48 hours, while the other plate was aged in two stages, first 5 hours at 107 ° C. and then 16 hours at 149 ° C. The mechanical Properties of the panels quenched with cold water were as follows: tensile strength 4010 kg / cm2, yield strength 3170 kg / cm2, and elongation 6%. The other plate had a tensile strength of 4220 kg / cm2, a yield point of 3480 kg / cm2 and an elongation of 7%.
Test specimens from the two plates were subjected to the electrolytic accelerated test described above for resistance to voltage stress under corrosive conditions. The test specimens produced from the plate quenched with cold water cracked in 12.5 hours, while the test specimens produced from the other plate had not yet cracked after a test duration of 24 hours, which underlines the advantages of slow cooling and the two-stage aging treatment.