DE14821688T1 - Aluminium-/Kupfer-/Lithiumlegierungsmaterial für ein Flügelunterseitenelement mit verbesserten Eigenschaften - Google Patents

Aluminium-/Kupfer-/Lithiumlegierungsmaterial für ein Flügelunterseitenelement mit verbesserten Eigenschaften Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Walz- oder Schmiedeerzeugnisses, bei dem: (a) ein Barren gegossen wird, aus einer Legierung folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent, Cu: 1,8–2,6 Li: 1,3–1,8 Mg: 0,1–0,5 Mn: 0,1–0,5 und Zr < 0,05 oder Mn < 0,05 und Zr 0,10–0,16 Ag: 0–0,5 Zn: < 0,20 Ti: 0,01–0,15 Fe: < 0,1 Si: < 0,1 weitere Elemente jeweils < 0,05 und insgesamt < 0,15, Rest Aluminium, mit einer Dichte von weniger als 2,670 g/cm3, (b) der Barren bei 480 bis 540°C für 5 bis 60 Stunden homogenisiert wird, (c) der Barren durch Walzen bzw. Schmieden warm verformt wird, wobei die Verformungsbedingungen so gewählt sind, dass bei einem Mangangehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% und einem Zirkoniumgehalt von weniger als 0,05 Gew.-% die Warmverformungsendtemperatur mindestens 400°C beträgt bzw. bei einem Mangangehalt von weniger als 0,05 Gew.-% und einem Zirkoniumgehalt von 0,10 bis 0,16 Gew.-% die Warmverformungsendtemperatur höchstens 400°C beträgt, um ein Walz- bzw. Schmiedeerzeugnis zu erhalten, das eine Dicke im Bereich von 14 bis 100 mm aufweist, (d) das Erzeugnis bei 490 bis 530°C für 15 Minuten bis 8 Stunden lösungsgeglüht wird, (e) mit Wasser abgeschreckt wird, (f) das Erzeugnis kontrolliert gereckt wird, mit einer bleibenden Verformung von 1 bis 6%, (g) das Erzeugnis durch Erwärmen auf 120 bis 170°C für 5 bis 100 Stunden warm ausgelagert wird.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Walz- oder Schmiedeerzeugnisses, bei dem: (a) ein Barren gegossen wird, aus einer Legierung folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent, Cu: 1,8–2,6 Li: 1,3–1,8 Mg: 0,1–0,5 Mn: 0,1–0,5 und Zr < 0,05 oder Mn < 0,05 und Zr 0,10–0,16 Ag: 0–0,5 Zn: < 0,20 Ti: 0,01–0,15 Fe: < 0,1 Si: < 0,1 weitere Elemente jeweils < 0,05 und insgesamt < 0,15, Rest Aluminium, mit einer Dichte von weniger als 2,670 g/cm3, (b) der Barren bei 480 bis 540°C für 5 bis 60 Stunden homogenisiert wird, (c) der Barren durch Walzen bzw. Schmieden warm verformt wird, wobei die Verformungsbedingungen so gewählt sind, dass bei einem Mangangehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% und einem Zirkoniumgehalt von weniger als 0,05 Gew.-% die Warmverformungsendtemperatur mindestens 400°C beträgt bzw. bei einem Mangangehalt von weniger als 0,05 Gew.-% und einem Zirkoniumgehalt von 0,10 bis 0,16 Gew.-% die Warmverformungsendtemperatur höchstens 400°C beträgt, um ein Walz- bzw. Schmiedeerzeugnis zu erhalten, das eine Dicke im Bereich von 14 bis 100 mm aufweist, (d) das Erzeugnis bei 490 bis 530°C für 15 Minuten bis 8 Stunden lösungsgeglüht wird, (e) mit Wasser abgeschreckt wird, (f) das Erzeugnis kontrolliert gereckt wird, mit einer bleibenden Verformung von 1 bis 6%, (g) das Erzeugnis durch Erwärmen auf 120 bis 170°C für 5 bis 100 Stunden warm ausgelagert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kupfergehalt der Legierung zwischen 1,9 und 2,3 Gew.-% liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Lithiumgehalt der Legierung zwischen 1,4 und 1,6 Gew.-% liegt.
  4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Magnesiumgehalt der Legierung zwischen 0,1 und 0,4 Gew.-% liegt.
  5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mangangehalt der Legierung weniger als 0,04 Gew.-% beträgt und der Zirkoniumgehalt der Legierung zwischen 0,11 und 0,15 Gew.-% liegt.
  6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Silbergehalt der Legierung zwischen 0,05 und 0,25 Gew.-% liegt.
  7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Zinkgehalt der Legierung weniger als 0,05 Gew.-%, der Siliziumgehalt der Legierung weniger als 0,08 Gew.-% und der Eisengehalt der Legierung weniger als 0,08 Gew.-% beträgt.
  8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Warmauslagern so erfolgt, dass die Äquivalentzeit t(eq) bei 155°C zwischen 20 und 40 Stunden und vorzugsweise zwischen 25 und 35 Stunden liegt, wobei die Äquivalentzeit t(eq) bei 155°C definiert ist durch die Formel: t(eq) = ∫exp(–11400/T)dt / exp(–11400/Tref worin T (in Kelvin) die jeweilige Behandlungstemperatur ist, die sich mit der Zeit t (in Stunden) verändert, und Tref eine auf 428 K festgelegte Referenztemperatur ist, wobei t(eq) in Stunden ausgedrückt ist.
  9. Walz- und/oder Schmiedeerzeugnis mit einer Dicke zwischen 14 und 100 mm, das mit dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 gewonnen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei halber Dicke der Volumenanteil der Körner mit Messingstruktur zwischen 25 und 40% liegt und die Strukturindexzahl 12 bis 18 beträgt.
  10. Walz- bzw. Schmiedeerzeugnis, das mit dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 gewonnen werden kann, dessen Dicke zwischen 20 und 50 mm liegt und dessen Dehngrenze bei halber Dicke Rp0,2(L) mindestens 390 MPa beträgt, wobei die Zähigkeit KappL-T (W = 406 mm) mindestens 105 MPa√m beträgt, selbst nach einer Auslagerungsbehandlung von 3000 Stunden bei 85°C, und die Zahl der Zyklen unter der Bedingung 6,5 MPa√m < ΔK < 16.6 MPa√m mindestens 250000 beträgt, bei einem Ermüdungsversuch nach der Norm ASTM E647 an in L-T-Richtung bei ¼ Dicke entnommenen Probekörpern des Typs CTT mit der Breite W = 160 mm.
  11. Verwendung eines Erzeugnisses nach irgendeinem der Ansprüche 9 und 10 als Strukturelement im Flugzeugbau und vorzugsweise als Element der Flügelunterseite eines Flugzeugs.
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