DE1027409B

DE1027409B - Verwendung von Aluminiumlegierungen mit Zink, Magnesium und Kupfer

Info

Publication number: DE1027409B
Application number: DEV5668A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Dies
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1953-04-10
Filing date: 1953-04-10
Publication date: 1958-04-03

Description

Verwendung von Aluminiumlegierungen mit Zink, Magnesium und Kupfer Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Aluminium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierungen, in welchen Zink mit 2 bis 10%, Magnesium mit 1 bis 6%, Kupfer mit 0,01 bis 3% enthalten sind und der Rest der Legierung aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad über 99,8% besteht.
Die Verwendung von zink- und magnesiumhaltigen AluminiumIegierungen hat wegen ihrer hohen Festigkeits- und Streckgrenzenwerte für hochbeanspruchte Teile zunehmende Bedeutung erlangt. Die höchsten Festigkeitswerte erreichen die kupferhaltigen Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen. So werden bei Aluminium.-Zink-Magnesium-Legierurngen mit Zinkgehalten bis zu 10%, Magnesium@gehalten bis zu 6%, Kupfergehalten bis zu 3111o und mit weiteren Legierungsbestandteilen, wie Eisen, Mangan, Silizium und Titan, insgesamt bis zu 121/o, Rest Aluminium, bei geeigneter Warmbehandlung hohe Streckgrenzen- und Zugfestigkeitswerte erhalten, die in der Größenordnung von 60 bis 80 kg/mm° liegen. Die Dehnungen in Längsrichtung liegen, für diese Legierungen in. der Größenordnung von 20 bis 3%, wobei die hohen Dehnungswerte niedrigen Fes.tigkeitswerte;n zugeordnet sind, und umgekehrt. Die Dehnungen in Querrichtung liegen jedoch bei derartigen Legierungen nach erfolgter Wärmebehandlung bei außerordentlich niedrigen Werten, die kaum über 4% hinausgehen und meistens bei 1 biss 2% liegen, obwohl Längsdehnungswerte bis zu 20% erreichbar sind. Von besonderer Bedeutung ist dies für Gegenstände, die, ans den genannten Legierungen hergeistelilt und in Querrichtung beansprucht werden, wie besonders bei auf Innendruck beanspruchten Rohren. Diese Erscheinung ist dadurch bedingt, daß die Werkstoffe nach dem Gießen durch Warmknetverfahren verarbeitet werden, wodurch eine Orientierung der KristaIdkörner vorzugsweise in der Längsrichtung auftritt. Lediglich bei Blechen gelingt es, durch ein abwechselndes Walzen in der Längs- und Querrichtung eine gewisse Vergleichinäßigung der Dehnung in der Längs- und Ouerrichtunig zu erzielen. Bei Stangen, Rohren, Profilen sowie bei Gesenkpreßteilen ist jedoch eine nachträgliche Beeinflussung des Faserverlaufes nicht mehr möglich., so d;aß bei derartigen Halbzeugforinen mit beträchtlichen Unterschieden der Dehnung in der Längs- und Querrichtung gerechnet werden muß.
Die. Erfindung besteht nun darin, diese an sich bekannten, Legierungen. für die Herstellung von Gegenständen brauchbar zu inach.en, bei denen ho lie Dehnungswerte in, der Oberrichtung verlangt werden, wie beispielsweise für Rohre, Stangen. und Profile mit entsprechender Beanspruchung. Die zu erreichenden Werte sollen ungefähr so groß sein. wie die Dehnungswerte in der Längsrichtung. Um dies zu erreichen. wird dafür gesorgt, daß in; den, zink-ma.gnesiumkupferhalti;gen ; Aluminiumlegierungen der vo@rerwähnten Zusammensetzung unter Berücksichtigung der Verunreinigungen des Einsatzmaterials noch ein Anteil an Eisen, Mangan, Silizium und Titan jeweils in Mengen von 0,005 bis 0,15% vorhanden ist, wobei die Summe der zuletzt erwähnten Anteile 0,3 % nicht überschreitet.
Bisher war in der Fachwelt die Auffassung vertreten, daß durch einen möglichst hohen Ma,nga.nzwsa.tz in Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen die Festigkeit. und Korro,sions.sicherheit erhöht werden und ein Zusatz von Silizium bis etwa. 0,5% keineswegs diese und die mechanischen Eigenschaften ungünstig beeinflußt. t1l)errasclieri,clerwei,s-e hat sich jedoch herausgestellt, daß die vorerwähnten 1?lemente auf dass Ouerdehnungsverhalten dann verschlechternd einwirken, wenn ihre Summe den Betrag von 0,3 0l0 übersteigt.
Die erfindungsgemäßen Werkstoffe können so hergestellt werden, daß von Reinaluin.iniuin mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,8%, vorzugsweise aber 99,99%, ausgegangen wird, dem die Elemenrte Zink bis zu Gehalten von. 10%, Magnesium bis zu 6% und Kupfer bis, zu 3% während des Schmelzprozesses zugegeben werden. Nach der üblichen Schmelzbehandlung werden Eisen, Mangan, Silizium und Titan bis zu den obenerwähnten Beträgen ein legiert. Alsdann wird die Schmelze in an; sich bekannter Weisse mit Salzen oder Chilor gereinigt und vergossen. Anschließend werden die Gußstücke homo.-genisiert, zerschnitten und zu Rohren, Stangen oder Profilen verpreßt. Nach dem Verpres.sen erfolgt ein Lösungsglühen, an das sich eine beschleunigte Abkühlung anschließt. In diesem Zustand ist der Werkstoff kalt und, warm aushärtungs.fähig. Durch Anlassen bei Temperaturen zwischen 60 und 200° C kann die Warmaushärtung erfolgen, wobei die Festigkeit zunimmt, während die Dehnung mit steigender Festigkeit absinkt. Es hat sich herausgestellt, daß die Querdehnung gegenüber Legierungen ohne diese Zusätze oder mit diesen Zusätzen bei Überschreitung eines Gesamtbetrages von 0,3% wesentlich verbessert worden ist. So .gelingt es beispielsweise" eine Querdehnung bis 14% zu erreichen gegenüber einer solchen mit 4% bei den bisher üblichen Werkstoffen.. Es hat demnach eine Gütesteigerung in der Querrichtung von mehreren, 100% gegenüber den bisher üblichen Werkstoffen t stattgefunden,.
Die erfindungsgemäßen Werkstoffe können vorzugsweise überall da eingesetzt werden, wo gleichmäßige Werkstoffeigenschaften in allen, Beanspruchungsrichtungen gefordert werden. So hat es sich beispielsweise gezeigt, daß die Sprengdrücke von, Rohren., die nicht aus. dem erfindungsgemäßen. Werkstoff bestehen, durch Anwendung desselben bei den gleichen. AL-messungen ohne Änderung der Verarbeitungsbedingungen von beispielsweise 800 atü auf 1600 atü, also rund um das Doppelte, gesteigert werden können.

Claims

PATENTANSPRUCH Verwendung einer Knetlegierung, die aus 2 bis 10% Zinse, 1 biss 6% Magnesium, 0,01 bis 3% Kupfer, 0,005 bis 0,151/o Eisen, 0,005 bis 0,15% Mangan, 0,005 bis 0,15% Silizi,um. 0,005 bis 0,15% Titan, Rest Aluminium, mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,8%, vorzugsweise 99,99%, besteht, wobei die Summe von Eisen, Mangan, Silizium und Titan 0,3% nicht überschreitet, zur Herstellung von Gegenständen, die bei hoher Festigkeit auch hohe und annähernd gleiche Dehnungswerte in Längs- und Querrichtung zeigen sollen.