DE1235002B

DE1235002B - Verfahren zur Verbesserung der Stossbelastbarkeit von Bauteilen und Konstruktionen aus Aluminiumlegierungen der Gattung AlMgSi

Info

Publication number: DE1235002B
Application number: DE1962V0023272
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Brenner
Original assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Current assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Priority date: 1962-11-13
Filing date: 1962-11-13
Publication date: 1967-02-23

Description

Verfahren zur Verbesserung der Stoßbelastbarkeit von Bauteilen und Konstruktionen aus Aluminiumlegierungen der Gattung AlMgSi Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Stoßbelastbarkeit von Bauteilen und Konstruktionen aus Aluminiumlegierungen der Gattung AlMgSi im warmausgehärteten Zustand.
Es ist vielfach üblich, aushärtbare Aluminiumlegierungen der Gattung AlMgSi zur Herstellung stoßbeanspruchter Bauteile und Konstruktionen, wie Räder, Achsen und Achsenstützen von Fahrzeugen und Flugzeugen, Transportbehälter, insbesondere Druckgefäße, Eisenbahnpuffer usw., zu verwenden.
Die genannten Aluminiumlegierungen werden zu diesem Zweck nach dem Lösungsglühen in Wasser abgeschreckt und dann zur Erreichung hoher Festigkeit und Streckgrenze meist bei Temperaturen von 120 bis 180° C 48 bis 4 Stunden warm ausgelagert. Durch die Warmlagerung wird jedoch die Stoßbelastbarkeit stark beeinträchtigt. Versuche zeigten, daß die Werte für die Schlagbiegezähigkeit - die als Maß für die Stoßbelastbarkeit angesehen werden könnenbei einer AlMgSi 1-Legierung, die bei 530° C lösungsgeglüht, in Wasser abgeschreckt und anschließend 4 Stunden bei 160° C ausgelagert wurde, von etwa 5 mkp/cm9 nach dem Abschrecken auf etwa 3 mkp/cm2 nach der Warmlagerung herabgesetzt werden.
Um eine bessere Stoßbelastbarkeit zu erreichen, werden die genannten Legierungen mitunter im sogenannten kaltausgehärteten Zustand verwendet, d. h., dem Lösungsglühen und Abschrecken folgt lediglich ein Lagern bei Raumtemperatur statt eines Lagerns bei höheren Temperaturen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Streckgrenze der aushärtbaren Aluminiumlegierungen in diesem Zustand sehr niedrig und dadurch z. B. bei Transportbehältern, wie Bierfässer od. dgl., die erforderliche Beulfestigkeit nicht gewährleistet ist. Die genannten Mängel werden erfindungsgemäß bei einem wie eingangs erläuterten Verfahren dadurch vermieden, daß das Warmauslagern nach dem Lösungsglühen und Abschrecken im Bereich des »übertemperns« vorgenommen wird, d. h. bei Temperaturen, bei denen das Härtemaximum bereits überschritten ist. In diesem sogenannten »übertemperten« Zustand sind die Festigkeit und Streckgrenze nur wenig niedriger, die Stoßbelastbarkeit aber viel besser als im Zustand üblicher Warmlagerung.

Die Erfindung soll an nachfolgendem Ausführungsbeispiel erläutert werden: Aus AlMgSi 1-Blechen von 4 mm Dicke hergestellte Bierfässer werden üblicherweise 10 bis 20 Minuten bei 530° C lösungsgeglüht, mit Wasser abgespritzt und unmittelbar daran anschließend 4 Stunden bei 180° C warm ausgelagert. Aus einem derart sowie erfindungsgemäß wärmebehandelten Bierfaß wurden Probestäbe herausgenommen, die folgende mechanisch-technologischen Eigenschaften aufwiesen:

Wärmebehandlung 6u.2 6B S

ab *I

kp/mm2 kp/mm2 °i.

mkp/cm2

Nach dem Lösungsglühen und Abschrecken 4 Stunden bei

180° C ausgelagert ................................. 30,5 33,1 10 4,6

»übertempert« (-f-2 Stunden; 220° C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26,2 28,9 12 6,9

»Übertempert« (+4 Stunden; 220°C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24,1 27,5 12,5 8,5

*) ab = Schlagbiegezähigkeit.

Die angegebenen Werte wurden an unmittelbar nebeneinander aus dem Bierfaß entnommenen Proben ermittelt.

Wie man erkennt, sind die Werte für die Streckgrenze (60, 2), Festigkeit (aB) und Dehnung (d) im übertemperten Zustand nur wenig niedriger als im Zustand üblicher Wärmebehandlung, während die Schlagbiegezähigkeit (ab) um 50 bis 100 % höher ist.
Die für jede Legierung günstigsten Warmlagerungsbedingungen können durch Versuche bestimmt werden. Welche Kombination von Streckgrenze bzw. Festigkeit und Schlagbiegezähigkeit am günstigsten ist, hängt vom Verwendungszweck ab.
Im wesentlichen kommt es darauf an, den Bereich der Warmlagerung auszunutzen, der nach Überschreitung des Maximums für Härte, Streckgrenze bzw. Festigkeit zur Verfügung steht.
Die Warmauslagerung kann ausschließlich im Bereich des »Übertemperns« oder auch stufenweise ausgeführt werden, und zwar durch normales Tempern mit anschließendem übertempern. Auch kann zwischen Abschrecken und Warmlagern eine beliebig lange Raumtemperaturlagerung eingeschaltet werden.
Schließlich ist es weiterhin möglich, daß das Lösungsglühen bei niedrigerer Temperatur und das Abschrecken von Lösungsglühtemperatur mit geringerer Geschwindigkeit als üblich durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verbesserung der Stoßbelastbarkeit von Bauteilen und Konstruktionen aus Aluminiumlegierungen der Gattung AIMgSi im warmausgehärteten Zustand, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Warmauslagern nach dem Lösungsglühen und Abschrecken im Bereich des »Übertemperns« vorgenommen wird, d. h. bei Temperaturen und Zeiten, bei denen das Härtemaximum bereits überschritten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmlagern stufenweise durchgeführt wird, und zwar zuerst bei niedrigeren und dann bei höheren Temperaturen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abschrecken und Warmlagern eine Lagerung bei Raumtemperatur eingeschaltet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsglühen bei niedrigerer Temperatur und das Abschrecken von Lösungsglühtemperatur mit geringerer Geschwindigkeit als üblich durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Aluminium-Taschenbuch, 11. Auflage (1955), S. 72 bis 80.