DE102004030021B4 - Rolled product - Google Patents

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Abstract

Gewalztes Produkt, insbesondere Blechprodukt, hergestellt durch die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte:
a. Gießen einer Legierung mit der folgenden Zusammensetzung:
Si 0,1–0,45
Mg 0,4–1,2
Cu ≥ 0,1 und < 0,25,
Fe max. 0,40,
Mn max. 0,4,
Cr max. 0,10,
Ti max. 0,1,
V max. 0,25,
Verunreinigungen max. jeweils 0,05, gesamt max. 0,15, Rest Al.
b. Vorwärmen oder Homogenisieren,
c. Warmwalzen,
d. Kaltwalzen,
e. Homogenisieren oder Lösungsglühen,
f. Abschrecken,
g. Altern.Rolled product, in particular sheet metal product, produced by the following successive steps:
a. Casting an alloy having the following composition:
Si 0.1-0.45
Mg 0.4-1.2
Cu ≥ 0.1 and <0.25,
Fe max. 0.40
Mn max. 0.4
Cr max. 0.10
Ti max. 0.1
V max. 0.25,
Impurities max. 0.05 each, total max. 0.15, balance Al.
b. Preheating or homogenizing,
c. Hot rolling,
d. Cold rolling,
e. Homogenizing or solution annealing,
f. Scare off,
G. Aging.

Description

Die Erfindung betrifft ein gewalztes Produkt aus einer Aluminiumlegierung sowie dessen Verwendung.The The invention relates to a rolled product of an aluminum alloy as well as its use.

Aluminiumlegierungen wie die Aluminiumlegierungen der Serie AA6xxx finden weite Verwendung bei vielen Anwendungen und sind aufgrund ihrer angemessen hohen 0,2% Streckgenze und der hohen Zugfestigkeit, der geringen Abschreckempfindlichkeit und der guten Korrosionsbeständigkeit bevorzugt. Allerdings bilden sich in den herkömmlichen Aluminiumlegierungen häufig Risse, wenn sie Stößen ausgesetzt sind, und sie absorbieren nicht wirksam kinetische Energie durch plastische Verformung.aluminum alloys like the aluminum alloys of the series AA6xxx find wide use in many applications and are due to their reasonably high 0.2% yield strength and high tensile strength, low quench sensitivity and good corrosion resistance prefers. However, they form in the conventional aluminum alloys often Cracks when exposed to shocks are, and they do not effectively absorb kinetic energy plastic deformation.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein gewalztes Produkt aus einer Aluminiumlegierung vorzusehen, die für Anwendungen geeignet ist, bei welchen eine hohe Kapazität zur Absorption der kinetischen Energie durch plastische Verformung gefordert wird, und die insbesondere für Kraftfahrzeuganwendungen geeignet ist.A Object of the present invention is a rolled product of an aluminum alloy suitable for applications, where a high capacity for absorption of kinetic energy by plastic deformation is required, and in particular for automotive applications suitable is.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein gewalztes Produkt aus einer Aluminiumlegierung mit reduzierter Rissbildung bei Stößen im Vergleich zu bekannten gewalzten Produkten aus Aluminiumlegierungen vorzusehen.A Another object of the present invention is to provide a rolled Aluminum alloy product with reduced cracking in collisions in comparison to provide known rolled aluminum alloy products.

Nach der Erfindung ist ein gewalztes Produkt, insbesondere Blechprodukt, vorgesehen, hergestellt durch die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte:

  • a. Gießen einer Legierung mit der folgenden Zusammensetzung, in Gew.-%: Si 0,1–0,45, Mg 0,4–1,20, Cu ≥ 0,1 und < 0,25, Fe max. 0,40, Mn max. 0,4, Cr max. 0,10, Ti max. 0,1, V max. 0,25, Verunreinigungen max. jeweils 0,05, gesamt max. 0,15, Rest Aluminium.
  • b. Vorwärmen oder Homogenisieren,
  • c. Warmwalzen,
  • d. Kaltwalzen,
  • e. Homogenisieren oder Lösungsglühen,
  • f. Abschrecken,
  • g. Altern.
According to the invention, a rolled product, in particular sheet metal product, is provided, produced by the following successive steps:
  • a. Casting an alloy having the following composition, in weight%: Si 0.1-0.45, Mg 0.4-1.20, Cu ≥ 0.1 and <0.25, Fe max. 0.40, Mn max. 0.4, Cr max. 0.10, Ti max. 0.1, V max. 0.25, impurities max. 0.05 each, total max. 0.15, balance aluminum.
  • b. Preheating or homogenizing,
  • c. Hot rolling,
  • d. Cold rolling,
  • e. Homogenizing or solution annealing,
  • f. Scare off,
  • G. Aging.

Das gewalzte Produkt der vorliegenden Erfindung ist von guter Festigkeit und hat eine gute Langzeitstabilität sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit. Das erfindungsgemäße gewalzte Produkt aus der Aluminiumlegierung hat eine hohe Kapazität für die Absorption kinetischer Energie durch plastische Verformung und widersteht auch der Rissbildung, wenn sie einer Stoßkraft unterworfen wird.The Rolled product of the present invention is of good strength and has good long-term stability and good corrosion resistance. The rolled invention Aluminum alloy product has a high absorption capacity kinetic energy through plastic deformation and also resists cracking when subjected to impact force.

Die Legierung hat einen Mg-Gehalt von 0,40–1,20 Gew.-%, um die Festigkeit zu optimieren, insbesondere bei Verwendung in Kombination mit einem Si-Gehalt von 0,10–0,45 Gew.-%. Das Mg und Si verbinden sich, um verstärkendes Mg2Si zu bilden, während Mg in fester Lösung ebenfalls verbleibt.The alloy has an Mg content of 0.40-1.20 wt% to optimize strength, especially when used in combination with an Si content of 0.10-0.45 wt%. The Mg and Si combine to form reinforcing Mg 2 Si, while Mg also remains in solid solution.

Die Mg2Si-Präzipitate und Mg in fester Lösung sehen ein zweigipfliges Verstärkungssystem vor. Die Wechselwirkung zwischen Dislokationen und fein dispergierten Präzipitaten z. B. von Mg2Si wird häufig für die Rissbildung verantwortlich gemacht. Die Pegel von Mg und Si sind in der vorliegenden Erfindung derart eingestellt, dass die Ausfällung von Mg2Si optimiert ist, um eine Legierung mit ausreichender Festigkeit, aber mit geringer Rissempfindlichkeit herzustellen. Mg kann im Bereich 0,50–1,10 Gew.-% oder 0,70–1,10 Gew.-% oder 0,8–1,10 Gew.-% vorliegen. Si kann im Bereich von 0,15–0,40 Gew.-% oder 0,20–0,40 Gew.-% vorliegen.The Mg 2 Si precipitates and Mg in solid solution provide a bimodal amplification system. The interaction between dislocations and finely dispersed precipitates z. B. of Mg 2 Si is often blamed for cracking. The levels of Mg and Si are adjusted in the present invention so that the precipitation of Mg 2 Si is optimized to produce an alloy having sufficient strength but having a low crack sensitivity. Mg may be in the range of 0.50-1.10 wt% or 0.70-1.10 wt% or 0.8-1.10 wt%. Si may be in the range of 0.15-0.40 wt% or 0.20-0.40 wt%.

Cu liegt in einem Bereich von 0,10 bis < 0,25 Gew.-% vor. Cu erhöht die Matrixfestigkeit der Legierung. Da die Festigkeit der Legierung nach der vorliegenden Erfindung durch eine Überalterungsbehandlung reduziert werden kann, ist es erforderlich, die Matrixfestigkeit der Legierung vorher anzuheben. Wenn Cu weniger als 0,10 Gew.-% ist, kann dieser Effekt nicht erhalten werden. Wenn allerdings mehr als 0,25 Gew.-% Cu vorliegt, werden die Fadenkorrosions- und die Lochkorrosionsbeständigkeit der Legierung inakzeptabel. Cu kann im Bereich von 0,15 bis < 0,25 Gew.-% vorliegen.Cu is in the range of 0.10 to <0.25 wt%. Cu increases the matrix strength the alloy. As the strength of the alloy according to the present Invention by an overaging treatment can be reduced, it is required, the matrix strength to raise the alloy beforehand. When Cu is less than 0.10 wt% is, this effect can not be obtained. If more, though is present as 0.25 wt .-% Cu, the thread corrosion and the Pitting corrosion resistance the alloy unacceptable. Cu may be in the range of 0.15 to <0.25 wt%.

Mn liegt im Bereich bis zu 0,40 Gew.-% vor, um die rekristallisierten Körner zu verfeinern und die Struktur wiederzuvereinigen. Mn kann im Bereich von 0,10–0,30 Gew.-% vorliegen, bevorzugt 0,10–0,20 Gew.-% und bevorzugter 0,10–0,15 Gew.-%.Mn is in the range up to 0.40 wt .-% before the recrystallized grains to refine and reunite the structure. Mn can in the field from 0.10 to 0.30 Wt .-%, preferably 0.10-0.20 wt .-% and more preferably 0.10-0.15 Wt .-%.

Bis zu 0,25 Gew.-% V können in der Legierung der vorliegenden Erfindung vorliegen. V hat einen vorteilhaften Kornverfeinerungseffekt. Bis zu 0,20 Gew.-% V oder bis zu 0,15 Gew.-% V oder bis zu 0,10 Gew.-% oder bis zu 0,05 Gew.-% V können vorliegen. V kann auch im Bereich von 0,05–0,20 Gew.-% oder 0,10–0,20 Gew.-% oder 0,05–0,15 Gew.-% vorliegen.To to 0.25 wt .-% V can in the alloy of the present invention. V has one advantageous grain refinement effect. Up to 0.20 wt% V or up to 0.15% by weight V or up to 0.10% by weight or up to 0.05% by weight V can available. V can also be in the range of 0.05-0.20 wt% or 0.10-0.20 wt% or 0.05-0.15 Wt .-% present.

Bis zu 0,10 Gew.-% Cr liegt wegen seines Pinning-Effekts auf die Korngrenzen vor, das die Körner verfeinert und die Struktur stabilisiert. Wenn Cr über 0,10 Gew.-% vorliegt, nimmt aufgrund der Tatsache die Wahrscheinlichkeit der Bildung von groben Primärteilchen zu, dass Cr die Löslichkeit von Mn begrenzt.To 0.10% by weight Cr is due to its pinning effect on the grain boundaries before that the grains refined and the structure stabilized. If Cr is over 0.10 % By weight, the probability decreases due to the fact the formation of coarse primary particles to that Cr is the solubility limited by Mn.

Ti ist wichtig als ein Kornverfeinerer, und der bevorzugte Bereich für Ti ist nicht mehr als 0,1 Gew.-%. Bis zu 0,05 Gew.-% Ti können ebenfalls vorliegen.Ti is important as a grain refiner, and the preferred range for Ti is not more than 0.1% by weight. Up to 0.05% by weight of Ti may also be used available.

Bis zu 0,40 Gew.-% Fe liegt vor. Fe trägt zur Dispersionsverstärkung und zur Kornverfeinerung bei. Über 0,40 Gew.-% von Fe sind schädlich, was die Korrosionsbeständigkeit angeht. Fe kann im Bereich von 0,10–0,30 Gew.-% vorliegen.To to 0.40 wt .-% Fe is present. Fe contributes to dispersion reinforcement and for grain refinement. about 0.40% by weight of Fe are harmful, what the corrosion resistance As. Fe can be in the range of 0.10-0.30 wt%.

Der Rest ist Al und Verunreinigungen. Jede Verunreinigung liegt mit maximal 0,05 Gew.-% vor, und der Gesamtbetrag an Verunreinigungen ist maximal 0,15 Gew.-%.Of the Rest is Al and impurities. Every contamination is part of it at most 0.05% by weight before, and the total amount of impurities is not more than 0.15% by weight.

Das erfindungsgemäße gewalzte Produkt aus der Aluminiumlegierung kann für ein Bauteil zur Absorption von kinetischer Energie durch plastische Verformung verwendet werden. Das erfindungsgemäße gewalzte Produkt aus der Aluminiumlegierung kann für ein Fahrzeugbauteil zur Absorption von kinetischer Energie durch plastische Verformung verwendet werden.The Rolled according to the invention Aluminum alloy product can be used for a component for absorption of kinetic energy by plastic deformation. The rolled product according to the invention from the aluminum alloy can for a vehicle component for absorption of kinetic energy by plastic deformation.

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen gewalzten Produkts aus der Aluminiumlegierung umfasst folgende aufeinanderfolgenden Schritte:

  • a. Gießen,
  • b. Vorwärmen oder Homogenisierung,
  • c. Warmwalzen,
  • d. Kaltwalzen,
  • e. Homogenisieren oder Lösungsglühen,
  • f. Abschrecken,
  • g. Altern.
The process for producing the aluminum alloy rolled product according to the invention comprises the following successive steps:
  • a. To water,
  • b. Preheating or homogenization,
  • c. Hot rolling,
  • d. Cold rolling,
  • e. Homogenizing or solution annealing,
  • f. Scare off,
  • G. Aging.

Dieses Verfahren gibt dem erfindungsgemäßen gewalzten Produkt, das aus der Aluminiumlegierung hergestellt ist, gute kinetische Energieabsorptionseigenschaften bei einem vernünftigen Kostenniveau.This Method gives the rolled according to the invention Product made of aluminum alloy, good kinetic Energy absorption properties at a reasonable cost level.

Zum Gießen der Aluminiumlegierung zu Blöcken können sowohl kontinuierliche als auch halbkontinuierliche Gießverfahren verwendet werden. Der direkte Kokillenguss ist bevorzugt.To the to water aluminum alloy to blocks can both continuous and semi-continuous casting processes be used. Direct chill casting is preferred.

Nach dem Gießen wird die Aluminiumlegierung bei einer Temperatur zwischen 450°C–600°C und bevorzugter zwischen 500°C –575°C homogenisiert.To the casting For example, the aluminum alloy is at a temperature between 450 ° C-600 ° C and more preferably homogenized between 500 ° C -575 ° C.

Nach der Homogenisierung wird die Aluminiumlegierung auf eine Zwischendicke warmgewalzt, bevor sie in einem oder mehreren Durchgängen auf eine Endstärke kaltgewalzt wird.To Homogenization is the aluminum alloy to an intermediate thickness hot rolled before going on in one or more passes a final strength cold rolled.

Nach dem Kaltwalzen wird die Aluminiumlegierung lösungsgeglüht, bevor sie mittels Wasser, Sprühwasser oder Wind abgeschreckt wird.To cold rolling, the aluminum alloy is solution annealed before being Water spray or wind is deterred.

Die Aluminiumlegierung wird natürlich oder künstlich, durch Glühen, auf das gewünschte Niveau mechanischer und physikalischer Eigenschaften gealtert. Um die Wechselwirkung zwischen Präzipitaten und Dislokationen zu reduzieren, ist wichtig, dass die Legierung etwas überaltert oder unteraltert wird.The Aluminum alloy becomes natural or artificial, by annealing, to the desired Level of mechanical and physical properties aged. Around the interaction between precipitates and to reduce dislocations, it is important that the alloy something overaged or being under-built.

Das gewalzte Produkt kann zu Bauteilen vieler Arten verarbeitet werden und ist besonders geeignet für Bauteile, die unter anderem eine hohe Kapazität zur Absorption kinetischer Energie durch plastische Verformung erfordern, wie z. B. Fahrzeugbauteile.The Rolled product can be processed into components of many kinds and is particularly suitable for Components that have, among other things, a high capacity for absorbing kinetic Require energy through plastic deformation, such as. B. vehicle components.

Die Erfindung wird nun durch ein Beispiel veranschaulicht, das den Umfang der Erfindung nicht begrenzt. Element (in Gew.-%) Si Mg Cu Fe Mn Cr Ti V Al & Verunreinigungen Zusammensetzung 1 0,30 0,90 0,20 0,22 0,12 0,05 0,02 Spur Rest Zusammensetzung 2 0,30 0,90 0,20 0,22 0,12 0,05 0,02 0,10 Rest The invention will now be illustrated by way of example which does not limit the scope of the invention. Element (in% by weight) Si mg Cu Fe Mn Cr Ti V Al & impurities Composition 1 0.30 0.90 0.20 0.22 0.12 0.05 0.02 track rest Composition 2 0.30 0.90 0.20 0.22 0.12 0.05 0.02 0.10 rest

Die Legierungen mit den oben dargelegten Zusammensetzungen 1 und 2 wurden gegossen, bevor sie homogenisiert, kaltgewalzt, lösungsgeglüht, abgeschreckt und gealtert wurden. Ihre mechanischen Eigenschaften wurden im wie abgeschreckten Zustand und im unteralterten, spitzengealterten oder überalterten Zustand untersucht. Die Kapazität zur Absorption kinetischer Energie wurde getestet und für sehr akzeptabel zur Verwendung bei Produkten oder Bauteilen zur Absorption kinetischer Energie durch plastische Verformung befunden, insbesondere für Fahrzeugbauteile.The Alloys having the compositions 1 and 2 set forth above were poured before being homogenized, cold rolled, solution annealed, quenched and aged. Their mechanical properties were in like quenched state and in under-aged, peak-aged or outdated Condition examined. The capacity Kinetic energy absorption was tested and found to be very acceptable for use with kinetic absorption products or components Energy found by plastic deformation, especially for vehicle components.

Claims (17)

Gewalztes Produkt, insbesondere Blechprodukt, hergestellt durch die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte: a. Gießen einer Legierung mit der folgenden Zusammensetzung: Si 0,1–0,45 Mg 0,4–1,2 Cu ≥ 0,1 und < 0,25, Fe max. 0,40, Mn max. 0,4, Cr max. 0,10, Ti max. 0,1, V max. 0,25, Verunreinigungen max. jeweils 0,05, gesamt max. 0,15, Rest Al. b. Vorwärmen oder Homogenisieren, c. Warmwalzen, d. Kaltwalzen, e. Homogenisieren oder Lösungsglühen, f. Abschrecken, g. Altern.Rolled product, in particular sheet metal product, made by the following successive steps: a. to water an alloy having the following composition: Si 0.1-0.45 mg 0.4-1.2 Cu ≥ 0.1 and <0.25, Fe max. 0.40 Mn max. 0.4 Cr max. 0.10 Ti max. 0.1 V Max. 0.25, Impurities max. 0.05 each, total max. 0.15, balance Al. b. preheat or homogenizing, c. Hot rolling, d. Cold rolling, e. Homogenizing or solution annealing, f. Scare off, G. Aging. Gewalztes Produkt nach Anspruch 1, bei welchem die Homogenisierung bei einer Temperatur in einem Bereich von 450–600°C durchgeführt wurde.A rolled product according to claim 1, wherein the Homogenization was carried out at a temperature in a range of 450-600 ° C. Gewalztes Produkt nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Mg-Gehalt im Bereich von 0,50–1,10 Gew.-% liegt.Rolled product according to claim 1 or 2, in which the Mg content is in the range of 0.50-1.10 wt%. Gewalztes Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Mg-Gehalt im Bereich von 0,70–1,10 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of claims 1 to 3, in which the Mg content is in the range of 0.70-1.10 wt%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Mg-Gehalt im Bereich von 0,8–1,10 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding claims, in which the Mg content is in the range of 0.8-1.10 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der V-Gehalt im Bereich von 0,05–0,20 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding claims, in which the V content is in the range of 0.05-0.20 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der V-Gehalt im Bereich von 0,05–0,15 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding claims, in wherein the V content is in the range of 0.05-0.15 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Si-Gehalt in einem Bereich von 0,15–0,40 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding claims, in wherein the Si content is in a range of 0.15-0.40 wt%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Si-Gehalt in einem Bereich von 0,20–0,40 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding claims, in wherein the Si content is in a range of 0.20-0.40 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Cu-Gehalt in einem Bereich von ≥ 0,15 und < 0,25 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Cu content is in a range of ≥ 0.15 and <0.25 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Ti-Gehalt bis zu 0,05 Gew.-% beträgt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Ti content is up to 0.05 wt .-%. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Fe-Gehalt in einem Bereich von 0,10–0,30 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Fe content is in a range of 0.10-0.30 wt% lies. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Mn-Gehalt in einem Bereich von 0,10–0,30 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Mn content is in a range of 0.10-0.30 wt% lies. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Mn-Gehalt in einem Bereich von 0,10–0,20 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Mn content is in a range of 0.10-0.20 wt% lies. Gewalztes Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Mn-Gehalt in einem Bereich von 0,10–0,15 Gew.-% liegt.Rolled product according to one of the preceding Claims, wherein the Mn content is in a range of 0.10-0.15 wt% lies. Verwendung eines gewalzten Produkts nach einem der Ansprüche 1–15 als Bauteil zum Absorbieren von kinetischer Energie durch plastische Verformung.Use of a rolled product according to one of claims 1-15 as Component for absorbing kinetic energy by plastic Deformation. Verwendung eines gewalzten Produkts nach einem der Ansprüche 1–15 als Fahrzeugbauteil zum Absorbieren von kinetischer Energie durch plastische Verformung.Use of a rolled product according to one of claims 1-15 as Vehicle component for absorbing kinetic energy by plastic Deformation.
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