DE08872581T1

DE08872581T1 - Gerolltes produkt aus aluminium-lithium-legierung für die luftfahrt

Info

Publication number: DE08872581T1
Application number: DE08872581T
Authority: DE
Inventors: Armelle Danielou; Jean-Christohe Ehrstrom
Original assignee: Alcan Rhenalu SAS
Current assignee: Constellium Issoire SAS
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2011-01-20
Also published as: EP2235224B1; CA2708989C; CN101903546A; EP2235224A1; WO2009103899A1; FR2925523A1; CN101903546B; BRPI0821569A2; US20090159159A1; US20100314007A1; US8323426B2; FR2925523B1; CA2708989A1; BRPI0821569A8; BRPI0821569B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines weitgehend nicht rekristallisierten Blechs mit einer Dicke von mindestens 30 mm, das eine geringe Neigung zur Rissgabelung hat, umfassend:
a) das Gießen eines Walzbarrens, bestehend aus 2,2 bis 3,9 Gew.-% Cu, 0,7 bis 2,1 Gew.-% Li, 0,2 bis 0,8 Gew.-% Mg, 0,2 bis 0,5 Gew.-% Mn, 0,04 bis 0,18 Gew.-% Zr, weniger als 0,05 Gew.-% Zn und optional 0,1 bis 0,5 Gew.-% Ag, Rest Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen,
b) das Homogenisieren dieses Barrens zwischen 470°C und 510°C für eine Dauer von 2 bis 30 Stunden,
c) das Warmwalzen dieses Barrens zur Gewinnung eines Blechs von mindestens 30 mm Dicke, mit einer Austrittstemperatur von mindestens 410°C,
d) das Lösungsglühen zwischen 490°C und 540°C während 15 min bis 4 h, so dass die Gesamtäquivalentzeit für Homogenisieren und Lösungsglühen t(eq)

Claims

Verfahren zur Herstellung eines weitgehend nicht rekristallisierten Blechs mit einer Dicke von mindestens 30 mm, das eine geringe Neigung zur Rissgabelung hat, umfassend: a) das Gießen eines Walzbarrens, bestehend aus 2,2 bis 3,9 Gew.-% Cu, 0,7 bis 2,1 Gew.-% Li, 0,2 bis 0,8 Gew.-% Mg, 0,2 bis 0,5 Gew.-% Mn, 0,04 bis 0,18 Gew.-% Zr, weniger als 0,05 Gew.-% Zn und optional 0,1 bis 0,5 Gew.-% Ag, Rest Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen, b) das Homogenisieren dieses Barrens zwischen 470°C und 510°C für eine Dauer von 2 bis 30 Stunden, c) das Warmwalzen dieses Barrens zur Gewinnung eines Blechs von mindestens 30 mm Dicke, mit einer Austrittstemperatur von mindestens 410°C, d) das Lösungsglühen zwischen 490°C und 540°C während 15 min bis 4 h, so dass die Gesamtäquivalentzeit für Homogenisieren und Lösungsglühen t(eq)
30 h und bevorzugt 20 h nicht überschreitet, wobei T (in Kelvin) die momentane Behandlungstemperatur ist, die sich mit der Zeit t (in Stunden) ändert, und T_ref eine auf 773 K festgelegte Referenztemperatur ist, e) das Abschrecken mit kaltem Wasser, f) das kontrollierte Recken des Blechs mit einer bleibenden Verformung von 2 bis 5%, g) das Auslagern des Blechs durch Erwärmung bei Temperaturen zwischen 130°C und 160°C während 5 bis 60 Stunden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Lithium- und der Kupfergehalt, ausgedrückt in Gewichtsprozent, der Relation Li + Cu > 4 und vorzugsweise Li + Cu > 4,3 gehorchen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Lithium- und der Kupfergehalt, ausgedrückt in Gewichtsprozent, der Relation Li + 0.7 Cu < 4.3 und vorzugsweise Li + 0,5 Cu < 3,3 gehorchen.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Lithiumgehalt zwischen 0,8 und 1,8 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Lithiumgehalt zwischen 0,9 und 1,4 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,25 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Kupfergehalt zwischen 2,7 und 3,9 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Kupfergehalt zwischen 3,2 und 3,9 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Mangangehalt zwischen 0,3 und 0,5 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Austrittstemperatur beim Warmwalzen mindestens 430°C und vorzugsweise mindestens 450°C beträgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Auslagerung durch Erwärmung bei Temperaturen zwischen 140°C und 160°C während 12 bis 50 Stunden erfolgt.
Weitgehend nicht rekristallisiertes Blech mit einer Dicke von mindestens 30 mm, das mit dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 gewonnen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass es eine geringe Neigung zur Rissgabelung aufweist.
Blech nach Anspruch 11, dessen Rissablenkungswinkel Θ bei einem äquivalenten Spannungsintensitätsfaktor K_{eff max} von 10 MPa für einen rissbehafteten Prüfkörper in S-L-Richtung unter gemischter Mode I-Mode II Beanspruchung mindestens 20° beträgt, bei dem der Winkel Ψ zwischen einer Querebene zur Rissrichtung und der Richtung der Beanspruchung 75° ist.
Blech nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rissgabelung bei weniger als 20% und vorzugsweise weniger als 10% der Proben eines Prüfloses aus mindestens 4 gelochten L-S-Proben im Ermüdungstest nach der Norm ASTM E 647 mit R = 0,1 und σ_max = 220 MPa beobachtet wird.
Blech nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, dessen Dicke zwischen 30 und 100 mm beträgt, dessen Eigenschaften mindestens eines der Merkmale a1 und a2 und mindestens eines der Merkmale b1, b2 und b3 im Zustand T8 einschließen, wobei die Merkmale a1, a2, b1, b2 und b3 definiert sind durch: a1: die Dehngrenze R_p0,2 im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 455 MPa, vorzugsweise mindestens 460 MPa oder sogar mindestens 465 MPa in L-Richtung, a2: die Bruchfestigkeit R_m im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 490 MPa, vorzugsweise mindestens 495 MPa oder sogar mindestens 500 MPa in L-Richtung, b1: die Bruchzähigkeit KIC in L-T-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 31 MPa√m, vorzugsweise mindestens 32 MPa√m oder sogar mindestens 33 MPa√m, b2: die Bruchzähigkeit KIC in T-L-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 28 MPa√m und vorzugsweise mindestens 29 MPa√m oder sogar mindestens 30 MPa√m, b3: die Bruchzähigkeit KIC in S-L-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 25 MPa√m und vorzugsweise mindestens 26 MPa√m oder sogar mindestens 27 MPa√m.
Blech nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, dessen Dicke mehr als 100 mm beträgt, dessen Eigenschaften mindestens eines der Merkmale a4 und a5 und mindestens eines der Merkmale b4, b5 und b6 im Zustand T8 einschließen, wobei die Merkmale a4, a5, b4, b5 und b6 definiert sind durch: a4: die Dehngrenze R_p0,2 im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 440 MPa, vorzugsweise mindestens 445 MPa oder sogar mindestens 450 MPa in L-Richtung, a5: die Bruchfestigkeit R_m im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 475 MPa, vorzugsweise mindestens 480 MPa oder sogar mindestens 485 MPa in L-Richtung, b4: die Bruchzähigkeit KIC in L-T-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 26 MPa√m, vorzugsweise mindestens 27 MPa√m oder sogar mindestens 28 MPa√m, b5: die Bruchzähigkeit KIC in T-L-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 25 MPa√m und vorzugsweise mindestens 26 MPa√m oder sogar 27 MPa√m, b6: die Bruchzähigkeit KIC in S-L-Richtung im Zustand T/4 und T/2 beträgt mindestens 24 MPa√m und vorzugsweise mindestens 25 MPa√m oder sogar mindestens 26 MPa√m.
Strukturelement, das aus einem Blech nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 15 gewonnen wird.
Strukturelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich dabei um einen Holm, eine Rippe oder einen Rahmen für den Flugzeugbau handelt.
Strukturelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich dabei um ein komplexes, durch vollständige Bearbeitung gewonnenes Formteil handelt, das für die Herstellung von Flugzeugflügeln verwendet wird.