DE1533297B1 - Aluminum alloy of high tensile strength and hardness and process for their heat treatment - Google Patents

Aluminum alloy of high tensile strength and hardness and process for their heat treatment

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DE1533297B1
DE1533297B1 DE19661533297 DE1533297A DE1533297B1 DE 1533297 B1 DE1533297 B1 DE 1533297B1 DE 19661533297 DE19661533297 DE 19661533297 DE 1533297 A DE1533297 A DE 1533297A DE 1533297 B1 DE1533297 B1 DE 1533297B1
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hydrogen
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Toshimitsu Hori
Hajime Nakamura
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    • C22C21/00Alloys based on aluminium

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Description

1 21 2

Die Erfindung bezieht sich auf Aluminiumlegie- eine entsprechende Menge Zirkonium enthält. Die rangen von hoher Zugfestigkeit und Härte und auf durch das gleichzeitige Vorhandensein von Wasserderen Wärmebehandlung als Guß- bzw. Knethalbzeug. stoff und Zirkonium, erzielte Verbesserung der mecha-Es wurde gefunden, daß durch den gleichzeitigen nischen Eigenschaften der Legierungen unter VerZusatz von zweckentsprechend gewählten anteiligen 5 meidung jeder Blasen- oder Lunkerbildung ist über-Mengen an Zirkonium und Wasserstoff zu Aluminium raschend. Aluminiumlegierungen, die weniger als 6 ecm und dessen Legierungen die mechanischen Eigen- Wasserstoff je 100 g enthalten, können zwar vergossen schäften solcher Legierungen in erheblichem Grade werden, ohne daß sich störende Mängel der Gußblöcke gesteigert werden, sowie daß eine Wärmebehandlung ergeben, jedoch erfolgt dann keine nennenswerte Versolcher Legierungen eine weitere Verbesserung der io besserung der mechanischen Eigenschaften. Diese mechanischen Eigenschaften derselben bewirkt und Wirkung ist auf einen Wasserstoffgehalt im Bereich schließlich die mechanischen Eigenschaften von aus von 6 bis 25 ecm je 100 g, wie er gemäß der Erfindung solchen Legierungen hergestellten Gußstücken noch vorgeschrieben wird, beschränkt, weiter durch Warmverformung verbessert werden kön- Die Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung er-The invention relates to aluminum alloy containing a corresponding amount of zirconium. the struggles of high tensile strength and hardness and due to the simultaneous presence of water Heat treatment as a cast or wrought semi-finished product. fabric and zirconium, achieved improvement in mecha-es it was found that due to the simultaneous niche properties of the alloys with addition appropriately chosen proportionate avoidance of any formation of bubbles or cavities is excessive quantities surprising at zirconium and hydrogen to aluminum. Aluminum alloys that are less than 6 ecm and its alloys, which contain mechanical hydrogen per 100 g, can be cast Shafts of such alloys are to a considerable extent, without disturbing defects in the ingots are increased, as well as that a heat treatment result, but then there is no noteworthy Versolcher Alloys further improve the mechanical properties. These mechanical properties of the same causes and effect is on a hydrogen content in the range finally the mechanical properties of from 6 to 25 ecm per 100 g, as it is according to the invention castings made of such alloys are still prescribed, can be further improved by hot forming- The individual features and advantages of the invention

nen. Ferner wurde gefunden, daß der Mechanismus, 15 geben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand durch welchen sich diese Verbesserungen der mecha- der in den Zeichnungen dargestellten Diagramme, nischen Eigenschaften solcher Legierungen gegenüber F i g. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Wasserhandelsüblicher Legierungen von vergleichbarer ehe- stoffgehalt und der Vickershärte von Aluminiummischer Zusammensetzung ergeben, der auf dem Zu- legierungen, die 0,8% Zr und 0,5% Si enthalten, nach sammenwirken des Aluminiums mit Zirkonium und ao einem zweistündigen Lösungsglühen bei 4000C; Wasserstoff beruht, auch bei Legierungen vorhanden F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Dauer dernen. Furthermore, it has been found that the mechanism, 15 can be seen from the following description on the basis of which these improvements of the mecha- the diagrams shown in the drawings, niche properties of such alloys compared to FIG. 1 shows the relationship between the alloys customary in the water trade with a comparable marriage material content and the Vickers hardness of aluminum mixer compositions, which result on the additional alloys containing 0.8% Zr and 0.5% Si after the interaction of aluminum with zirconium and ao a two-hour solution heat treatment at 400 ° C .; Hydrogen based, also present in alloys F i g. 2 shows the relationship between the duration of the

ist, die andere Legierungselemente, wie Mangan, der Lösungsglühung und der Vickershärte einer Alu-Silizium, Magnesium, Nickel, Kupfer usw., enthalten. miniumlegierung mit 0,8 % Zr bzw. mit 0,8 % Zr und Durch die Erfindung werden unter Ausnutzung der 0,8% Si; oben aufgezählten Phänomena Aluminiumlegierungen 25 F i g. 3 zeigt die Abhängigkeit der größten Vickersvon hoher Zugfestigkeit geschaffen, die nur eine be- härte von der Lösungsglühtemperatur von Aluminiumgrenzte anteilige Menge an Zirkonium und Wasserstoff legierungen mit 0,8 % Zr und H2 bzw. mit 0,8 % Zr, enthalten. Gegenstand der Erfindung sind demgemäß 0,8% Si und H2;containing other alloying elements such as manganese, solution heat treatment and Vickers hardness of aluminum-silicon, magnesium, nickel, copper, etc. Minium alloy with 0.8% Zr or with 0.8% Zr and By the invention, utilizing the 0.8% Si; Phenomena enumerated above aluminum alloys 25 F i g. 3 shows the dependence of the greatest Vickers on high tensile strength created, which only contain a proportionate amount of zirconium and hydrogen alloys with 0.8% Zr and H 2 and 0.8% Zr, respectively, limited by the hardness of the solution annealing temperature of aluminum. The invention accordingly relates to 0.8% Si and H 2 ;

Aluminiumlegierungen, die 0,3 bis 1,2% Zirkonium, Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Vickers-Aluminum alloys containing 0.3 to 1.2% zirconium, Fig. 4 shows the relationship between the Vickers

6 bis 25 ecm Wasserstoff je 100 g Legierungsgewicht, 30 härte und der Lösungsglühtemperatur von Aluminium-Rest Aluminium mit zulässigen Beimengungen ent- legierungen mit 0,8 % Zr, 0,5 % Si und H2 bzw. mit halten sowie solche, die zusätzlich eines oder mehrere 0,8% Zr, 0,5 % Si, 1,0 % Mn und H2 bzw. mit 0,8 % Zr, der weiteren Legierungselemente, nämlich 1,0 bis 0,5% Si, 2,0% Mn und H2 bzw. mit 0,8% Zr, 3% Mangan, 0,1 bis 1,5% Silizium, 0,3 bis 2,0% Ma- 0,5% Si, 3,0% Mn und H8, die nach zweistündigem gnesium, 0,5 bis 3,0% Nickel und 1,0 bis 4,0% Kupfer 35 Lösungsglühen bei den aus der Darstellung ersichtenthalten. Gegenstand der Erfindung sind ferner Ver- liehen Temperaturen abgekühlt wurden; fahren zur Herstellung solcher Aluminiumlegierungen F i g. 5 zeigt die Abhängigkeit der Vickershärte6 to 25 cc of hydrogen per 100 g of alloy weight 30 and the solution-hardening of residual aluminum with aluminum permissible impurities corresponds alloys with 0.8% Zr, 0.5% Si and H 2 or it with as well as those which additionally one or more 0.8% Zr, 0.5% Si, 1.0% Mn and H 2 or with 0.8% Zr, the other alloying elements, namely 1.0 to 0.5% Si, 2.0 % Mn and H 2 or with 0.8% Zr, 3% manganese, 0.1 to 1.5% silicon, 0.3 to 2.0% Ma-0.5% Si, 3.0% Mn and H 8 , which after two hours of magnesium, 0.5 to 3.0% nickel and 1.0 to 4.0% copper 35 solution annealing in the one shown in the illustration. The invention also relates to lent temperatures that were cooled; drive for the production of such aluminum alloys F i g. 5 shows the dependency of the Vickers hardness

mit dem Ziele der Verbesserung ihrer mechanischen von der Dauer der Lösungsglühung bei 4000C von Eigenschaften. Aluminiumlegierungen mit 0,8 % Zr, 0,5 % Si und H2 with the aim of improving their mechanical properties from the duration of the solution treatment at 400 ° C. Aluminum alloys with 0.8% Zr, 0.5% Si and H 2

Der Zirkoniumgehalt der Legierungen gemäß der 40 bzw. mit 0,8% Zr, 0,5% Si, 1,0% Mn und H2 bzw. Erfindung ist deshalb auf eine anteilige Menge von mit 0,8% Zr, 0,5% Si, 2,0% Mn und H2; 0,3 bis 1,2% begrenzt, weil die mechanischen Eigen- Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Zugschaften der Legierungen sich verschlechtern, falls der festigkeit und dem Zirkoniumgehalt von Aluminium-Zirkoniumgehalt diesen Maximalwert überschreitet, legierungen mit 0,5% Si und H2 bzw. mit 0,5% Si, und weil die Wirkung des Zirkoniums auf die Ver- 45 1,0% Mn und H2, 0,5% Si, 2,0% Mn und H2 bzw. besserung der mechanischen Eigenschaften nur sehr mit 0,5% Si, 3,0% Mn und H2 nach einer Warmvergering ist, falls der Gehalt hieran unterhalb des Min- formung der Gußstücke;The zirconium content of the alloys according to FIG. 40 or with 0.8% Zr, 0.5% Si, 1.0% Mn and H 2 or the invention is therefore limited to a proportional amount of 0.8% Zr, 0.5 % Si, 2.0% Mn and H 2 ; Fig. 6 shows the relationship between the tensile strengths of the alloys deteriorate if the strength and the zirconium content of aluminum-zirconium content exceeds this maximum value, alloys with 0.5% Si and H 2 or with 0.5% Si, and because the effect of zirconium on the improvement 45 1.0% Mn and H 2 , 0.5% Si, 2.0% Mn and H 2 or improvement of the mechanical properties are only very low with 0.5% Si, 3.0% Mn and H 2 after hot-forming, if the content thereof is below the minimum deformation of the castings;

destwertes von 0,3 % liegt. F i g. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Zugfestig-at least 0.3%. F i g. 7 shows the relationship between the tensile strength

Grundsätzlich war die Fachwelt bisher der Ansicht, keit und dem Zirkoniumgehalt der Legierungen nach daß das Vorhandensein von Wasserstoff in nennens- 5° Fig. 6 mit einem Warmwalzgrad von 55% bei 4000C werten Mengen in Aluminiumlegierungsschmelzen in Warmwalztemperatur.Basically, the art has been the view resistance and the zirconium content of alloys according to that the presence of hydrogen in The only important 5 ° Fig. 6 values with a hot-rolling degree of 55% at 400 0 C quantities in aluminum alloy melts in hot rolling temperature.

solchen Legierungen physikalische Mängel, wie Blasen, F i g. 8 zeigt die Abhängigkeit der Vickershärte vonsuch alloys have physical defects such as bubbles, FIG. 8 shows the dependence of the Vickers hardness on

Poren und Feinlunker, in Gußstücken zur Folge hat. dem Mangan- und Siliziumgehalt von Aluminium-Tatsächlich hat es sich in der Praxis bisher als sehr legierungen mit 0,8 % Zr und H2 nach zweistündiger wichtig erwiesen, durch entsprechende Maßnahmen zu 55 Lösungsglühung der Gußstücke bei 4000C; verhindern, daß Wasserstoff in geschmolzenen Alu- F i g. 9 zeigt die Beziehungen zwischen der Zugminiumlegierungen in größeren Mengen als 1 ecm je festigkeit und dem Zirkoniumgehalt von Aluminiumg Legierungsgewicht vorhanden ist beziehungs- legierungen mit einem Gehalt von 0,5% Si, 1% Ni weise größere Mengen von Wasserstoff ausgeschieden und verschiedenen Gehalten an H2 nach zweistündiger werden. Im Gegensatz hierzu stellt bei den Legierungen 60 Lösungsglühung bei 4000C bzw. nach Warmwalzen gemäß der Erfindung gerade der Wasserstoff eins der bei 4000C mit 55% Abwalzgrad; unbedingt erforderlichen Legierungselemente dar und Fig. 10 zeigt die Beziehungen zwischen der Zugmuß in diesen zu 6 bis 25 ecm je 100 g Legierungsge- festigkeit und dem Zirkoniumgehalt von Aluminiumwicht enthalten sein. Es hat sich gezeigt, daß selbst bei legierungen mit 0,5 % Si, 2,0% Nickel und verschieeinem Wasserstoffgehalt der Legierung von 25 ecm je 65 denen Gehalten an H2 nach zweistündiger Lösungsg aus dieser gesunde Blöcke gegossen werden glühung bei 4000C bzw. nach Warmwalzen bei der können, die keine störenden Fehler, wie Blasen oder gleichen Temperatur mit 55% Abwalzgrad. Feinlunker, aufweisen, falls die Legierung gleichzeitig Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß Legierungen, derenPores and pinholes in castings. the manganese and silicon content of aluminum fact, it has in practice been very alloys containing 0.8% Zr and H important proved after two hours of 2, by appropriate measures to solution annealing of the castings 55 at 400 0 C; prevent hydrogen in molten alu- F i g. 9 shows the relationship between the tensile alloys in quantities greater than 1 ecm per strength and the zirconium content of aluminum alloy weight is present or alloys with a content of 0.5% Si, 1% Ni, larger amounts of hydrogen precipitated and different contents of H 2 after two hours. In contrast, in the alloys is 60 solution annealing at 400 0 C and after hot rolling in accordance with the invention just the one of the hydrogen% at 400 0 C with 55 degree of reduction; absolutely necessary alloying elements and FIG. 10 shows the relationships between the tensile strength of 6 to 25 ecm per 100 g of alloy strength and the zirconium content of aluminum weight. It has been shown that even with alloys containing 0.5% Si, 2.0% nickel and various hydrogen content of the alloy of 25 cc per 65 which levels of H 2 after two hours Lösungsg from this healthy blocks poured annealing is at 400 0 C or after hot rolling in the can that have no disturbing defects such as bubbles or the same temperature with 55% degree of rolling. Pinholes, if the alloy is from Fig. 1 at the same time. 1 it can be seen that alloys whose

Wasserstoffgehalt weniger als 6 ecm je 100 g Legierungsgewicht beträgt, wesentlich ungünstigere Härtewerte aufweisen und daß bei mehr als 25 ecm H2 je 100 g die Härtewerte wieder geringer werden, woraus sich ergibt, daß der erfindungsgemäß vorgeschriebene Wasserstoffgehalt im Bereich von 6 bis 25 ecm je 100 g zu überraschenden Ergebnissen führt.Hydrogen content is less than 6 ecm per 100 g alloy weight, have significantly less favorable hardness values and that at more than 25 ecm H 2 per 100 g the hardness values are lower again, which means that the hydrogen content prescribed according to the invention is in the range from 6 to 25 ecm each 100 g leads to surprising results.

Wie die aus Fig. 2 zu entnehmenden Werte zeigen, wird durch den Zusatz von Silizium zu einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung, die Aushärtung beschleunigt. Zum Beispiel sind bei 4500C Lösungsglühtemperatur bei der siliziumfreien Legierung 260 Minuten erforderlich, um den Maximalwert der Härte zu erzielen, dagegen im Falle der Silizium enthaltenden Legierung nur 60 Minuten. Hieraus ergibt sich, daß durch den Zusatz von Silizium als drittes Legierungselement die Dauer der Lösungsglühung verringert wird. As the values shown in FIG. 2 show, the addition of silicon to an aluminum alloy according to the invention accelerates the hardening process. For example, at a solution annealing temperature of 450 ° C., 260 minutes are required for the silicon-free alloy in order to achieve the maximum value of the hardness, but only 60 minutes for the silicon-containing alloy. As a result, the addition of silicon as a third alloying element reduces the duration of the solution heat treatment.

Nach Fig. 3 wird die maximale Härte bei 400°C Lösungsglühtemperatur erreicht und bei Si-haltigen Legierungen höhere Härtewerte erzielt, als bei siliziumfreien. According to Fig. 3, the maximum hardness is at 400 ° C Solution annealing temperature is reached and higher hardness values are achieved with Si-containing alloys than with silicon-free alloys.

F i g. 4 ist zu entnehmen, daß der absolute Wert der Härte mit Erhöhung des Mangangehalts ansteigt.F i g. 4 it can be seen that the absolute value of the hardness increases as the manganese content increases.

F i g. 5 läßt erkennen, daß mit Erhöhung des Mangangehalts die Glühdauer zur Erzielung des Maximalwertes der Härte geringer wird.F i g. 5 shows that with an increase in the manganese content, the annealing time to achieve the maximum value the hardness decreases.

Aus F i g. 6 ist unter anderem ersichtlich, daß sich bei einem Zirkoniumgehalt im Bereich von 0,8 bis 1,0% die höchste Zugfestigkeit ergibt.From Fig. 6 it can be seen, inter alia, that with a zirconium content in the range from 0.8 to 1.0% gives the highest tensile strength.

In F i g. 7 wird der praktisch anwendbare Bereich des Zirkoniumgehalts zwischen 0,3 und 1,2% bestätigt.In Fig. 7 confirms the practically applicable range of the zirconium content between 0.3 and 1.2%.

Aus der F i g. 8 ist eine Wechselwirkung des Mangan- und des Siliziumgehaltes auf die Härte und ein maximaler Härtewert bei 0,3 bis 1,2 % Si und 2,0 % Mn, ersichtlich.From FIG. 8 is an interaction of the manganese and silicon content on hardness and a maximum hardness value at 0.3 to 1.2% Si and 2.0% Mn, can be seen.

Aus den F i g. 9 (1 % Ni) und F i g. 10 (2% Ni) ist zu entnehmen, daß die Zugfestigkeit von Gußstücken, wie in den vorherigen Fällen, durch Warmwalzen erheblich gesteigert werden kann. Hinsichtlich des Zirkoniumgehalts erreicht die Zugfestigkeit ihren Maximalwert bei etwa 1% Zr. Jedoch wird im Falle von unverformten Legierungen, die 2,0% Nickel enthalten, die höchste Zugfestigkeit bei 0,6% Zr erreicht. Wie sich aus dem Diagramm ergibt, zeigen erfindungsgemäße Legierungen mit Nickel als Legierungselement ähnliche Zugf estigkeits wer te wie die oben beschriebenen Legierungen.From the F i g. 9 (1% Ni) and FIG. 10 (2% Ni) it can be seen that the tensile strength of castings, as in the previous cases, can be increased considerably by hot rolling. Regarding the zirconium content the tensile strength reaches its maximum value at around 1% Zr. However, in the case of undeformed alloys that contain 2.0% nickel achieved the highest tensile strength at 0.6% Zr. As results from the diagram, show alloys according to the invention with nickel as an alloying element similar tensile strength values as the alloys described above.

Im folgenden wird nunmehr die Wirkung des Zusatzes von Zirkonium und Wasserstoff zu verschiedenen handelsüblichen Aluminiumlegierungen auf deren mechanische Eigenschaften an Hand der Tabellen 1 bis 6 erläutert werden.In the following, the effects of adding zirconium and hydrogen will now be different commercially available aluminum alloys for their mechanical properties using Tables 1 to 6 are explained.

Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung von zwei Legierungen, deren eine (Beispiel K) eine erhebliche Menge und deren andere (Beispiel S) nur eine kleine Menge an Wasserstoff enthält.Table 1 shows the chemical composition of two alloys, one of which (Example K) is a significant Amount and the other (example S) contains only a small amount of hydrogen.

Tabelle 2 zeigt die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen nach den verschiedenen in der Tabelle angegebenen Behandlungen und läßt erkennen, daß die Wasserstoff enthaltende Legierung im Gußzustand eine nur wenig höhere Zugfestigkeit und Härte aufweist, d. h., die Wirkung des Gehaltes von Wasserstoff und Zirkonium verhältnismäßig gering ist, diese Wirkung aber nach einer zweistündigen Lösungsglühung bei 400° C erheblich ansteigt. Aus Tabelle 2 ist auch die Wirkung der Warmverformung auf Zugfestigkeit und Dehnung einer Wasserstoff enthaltenden Legierung ersichtlich.Table 2 shows the mechanical properties of these alloys according to the various in the Treatments given in the table and indicates that the hydrogen-containing alloy is in the as-cast state has only a slightly higher tensile strength and hardness, d. i.e., the effect of the hydrogen content and zirconium is relatively small, but this effect after a two-hour solution heat treatment increases significantly at 400 ° C. Also from Table 2 is the effect of hot deformation on tensile strength and elongation of an alloy containing hydrogen can be seen.

Von den ähnliche Beispiele enthaltenden Tabellen 3 und 4 zeigt die Tabelle 3 die chemischen Zusammensetzungen von Aluminiumlegierungen mit Zirkonium, Mangan, Silizium und Wasserstoff und die Tabelle 4 die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen in verschiedenen Zuständen. Der Tabelle 4 ist zu entnehmen, daß die Wirkung des Zusatzes von Wasserstoff ohne spätere Wärmebehandlung nicht so erheblich ist, wie nach einem zweistündigen LösungsglühenOf Tables 3 and 4 containing similar examples, Table 3 shows the chemical compositions of aluminum alloys with zirconium, manganese, silicon and hydrogen and Table 4 the mechanical properties of these alloys in different states. Table 4 shows that the effect of adding hydrogen without subsequent heat treatment is not so significant is like after a two hour solution heat treatment

ίο bei 4000C, nach welchem Zugfestigkeit und Härte auf etwa das Doppelte ansteigen und immer noch eine brauchbare Dehnung verbleibt. Die Wirkung der Warmverformung hinsichtlich der Zugfestigkeit und insbesondere der Dehnung ist besonders bemerkenswert.ίο at 400 0 C, after which tensile strength and hardness increase to about double and still a useful elongation remains. The effect of hot deformation on tensile strength and especially elongation is particularly remarkable.

Die Tabellen 5 und 6 beziehen sich auf ähnliche Beispiele einer Reihe von Aluminiumlegierungen, welche Kupfer, Magnesium und Silizium enthalten, bzw. solche des Duralumintyps.Tables 5 and 6 refer to similar examples of a number of aluminum alloys, which contain copper, magnesium and silicon, or those of the duralumin type.

Tabelle 5 zeigt die chemischen Zusammensetzungen dieser Legierungen. Die Legierungen gemäß den Beispielen P und R enthalten 0,46% bzw. 0,28% Zirkonium und 15 bis 20 ecm Wasserstoff je 100 g Legierungsgewicht zusätzlich zu den normalen Legierungselementen. Die Legierungen gemäß den Beispielen Q und S enthalten die gleichen anteiligen Mengen der Legierungselemente, wie die nach den Beispielen P und R, mit der Ausnahme, daß der Wasserstoffgehalt größenordnungsmäßig nur in der Höhe desjenigen handelsüblicher Aluminiumlegierungen liegt, d. h., nur 1,5 bis 2,0 ecm je 100 g beträgt.Table 5 shows the chemical compositions of these alloys. The alloys according to the examples P and R contain 0.46% and 0.28% zirconium and 15 to 20 ecm of hydrogen per 100 g of alloy weight in addition to the normal alloy elements. The alloys according to Examples Q and S contain the same proportional amounts of the alloying elements as those according to Examples P and R, with the exception that the hydrogen content is only of the order of magnitude of that which is commercially available Aluminum alloys, d. i.e., only 1.5 to 2.0 ecm per 100 g.

Aus Tabelle 6 sind Zugfestigkeit, Härte und Dehnung dieser Legierungen nach den folgenden verschiedenen Behandlungen zu entnehmen:
Behandlung 1: Warmwalzen bei 52O0C mit Abwalzgrad von 55%, Abschrecken auf Raumtemperatur (RT) nach 30 Minuten langem Halten auf 5200C Metalltemperatur, danach Warmauslagern bei 165° C. Behandlung 2: Warmwalzen bei 52O0C (55% Abwalzgrad), Abschrecken auf RT nach 30 Minuten langem Halten auf 52O0C Metalltemperatur, KaItwalzenmit8 % Abwalzgrad, Warmauslagern bei 165° C. Behandlung 3: Warmwalzen bei 500° C (55% Abwalzgrad) nach 30 Minuten langem Halten auf 5000C Metalltemperatur, Abschreckung auf RT und Warmauslagern bei 1650C.
Table 6 shows the tensile strength, hardness and elongation of these alloys after the following different treatments:
Treatment 1: hot rolling at 52o 0 C and the degree of reduction of 55%, quenching to room temperature (RT) after 30 minutes long holding at 520 0 C metal temperature, after artificial aging at 165 ° C. Treatment 2: hot rolling at 52o 0 C (55% degree of reduction ), Quenching to RT after holding at 52O 0 C metal temperature for 30 minutes, cold rolling with 8% degree of rolling, artificial aging at 165 ° C. Treatment 3: Hot rolling at 500 ° C (55% degree of rolling) after holding at 500 0 C metal temperature for 30 minutes, Quenching to RT and artificial aging at 165 0 C.

Behandlung 4: Warmwalzen bei 4700C (55% Abwalzgrad), 30 Minuten langes Halten auf 47O0C Metalltemperatur, Abschrecken auf RT und Warmauslagern bei 165° C.Treatment 4: hot rolling at 470 0 C (55% degree of reduction), 30 minutes long holding at 47o 0 C metal temperature, quenching to RT and artificial aging at 165 ° C.

Aus Tabelle 6 geht klar hervor, daß die Zugfestigkeit von Aluminiumlegierung mit dem üblichen geringen Wasserstoffgehalt im Bereich von 40 bis 44 kp/ mm2 nach Kaltverformung bei 45 kp/mm2 liegt, währenddemgegenüber bei erfindungsgemäßen Legierungen die Zugfestigkeit 45 bis 50 kp/mm2 beträgt, wobei der Höchstwert der Zugfestigkeit bei einer Legierung mit 0,46% Zirkonium und 15 bis 20 ecm Wasserstoff je 100 g und nach der Behandlung 2 erzielt wird.It is clear from Table 6 that the tensile strength of aluminum alloy with the usual low hydrogen content in the range of 40 to 44 kp / mm 2 after cold forming is 45 kp / mm 2 , whereas the tensile strength of alloys according to the invention is 45 to 50 kp / mm 2 is, the maximum value of the tensile strength for an alloy with 0.46% zirconium and 15 to 20 ecm of hydrogen per 100 g and after treatment 2 is achieved.

6o Tabelle 1
Chemische Zusammensetzungen von
legierungen mit Zirkonium, Silizium und
6o table 1
Chemical compositions of
alloys with zirconium, silicon and
ZrZr Chemische Zusammensetzung
Si I Cu I Fe I Al
Chemical composition
Si I Cu I Fe I Al
0,013
0,012
0.013
0.012
0,04
0,02
0.04
0.02
Rest
Rest
rest
rest
Aluminium-
Wasserstoff.
Aluminum-
Hydrogen.
Legie-
65 rung
Alloy
65 tion
0,75
0,76
0.75
0.76
0,16
0,10
0.16
0.10
%
Ha(ccm/100g)
%
H a (ccm / 100g)
K
L
K
L.
18 bis 22
2
18 to 22
2

Tabelle 2 Mechanische Eigenschaften von Aluminiumlegierungen mit Zirkonium, Silizium und Wasserstoff.Table 2 Mechanical properties of aluminum alloys with zirconium, silicon and hydrogen.

ZustandState

GußzustandAs-cast state

2 Stunden lang bei 400° C lösungsgeglühtSolution heat treated for 2 hours at 400 ° C

Bei 400° C warmgewalztHot rolled at 400 ° C

Legierungalloy

Mechanische EigenschaftenMechanical properties

Zugfestigkeit I Dehnung kp/mm2 I %Tensile strength I elongation kp / mm 2 I%

12,6
8,1
12.6
8.1

20,2
9,5
20.2
9.5

23,8
15,8
23.8
15.8

30
40
30th
40

HärteHV kp/mm2 HardnessHV kp / mm 2

43 2743 27

1010 7373 2828 3333 2525th 7878 3636 5858

Tabelle 3 Chemische Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen mit Zirkonium, Mangan, Silizium und Wasserstoff.Table 3 Chemical composition of aluminum alloys with zirconium, manganese, silicon and hydrogen.

Legierungalloy

ZrZr

MnMn

Chemische Zusammensetzung % Si I Fe I CuChemical composition% Si I Fe I Cu

AlAl

H2 (ccm/lOOg)H 2 (ccm / 100g)

0,76 0,700.76 0.70

1,90 1,981.90 1.98

0,52 0,510.52 0.51

0,03
0,02
0.03
0.02

0,005
0,004
0.005
0.004

Rest RestRest rest

14 bis 22 1,514 to 22 1.5

Tabelle 4 Mechanische Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen mit Zirkomum, Mangan, Silizium undWasserstoff.Table 4 Mechanical composition of aluminum alloys with zircomum, manganese, silicon and hydrogen.

ZustandState Legierungalloy Mechanise
Zugfestigkeit
kp/mm2
Mechanism
tensile strenght
kp / mm 2
;he Eigenschaften
Dehnung I HärteHV
% j kp/mm2
; hey properties
Elongation I hardness HV
% j kp / mm 2
57
44
57
44
GußzustandAs-cast state M
N
M.
N
17,2
12,9
17.2
12.9
12
15
12th
15th
84
52
84
52
2 Stunden lang bei 400° C
lösungsgeglüht
2 hours at 400 ° C
solution annealed
M
N
M.
N
25,8
14,0
25.8
14.0
10
32
10
32
99
54
99
54
Bei 400° C warmgewalztHot rolled at 400 ° C M
N
M.
N
32,8
17,9
32.8
17.9
17
43
17th
43

Tabelle 5 Chemische Zusammensetzung von Legierungen des Duraluminiumtyps, die Zr und Wasserstoff enthalten.Table 5 Chemical composition of duralumin type alloys containing Zr and hydrogen.

Legierungalloy CuCu MnMn Chemische ZusammensetzungChemical composition NiNi MgMg SiSi %% ZrZr AlAl H2(ccm/100g)H 2 (ccm / 100g) 3,903.90 2,932.93 0,950.95 0,600.60 1,451.45 0,460.46 Restrest 15 bis 2015 to 20 PP. 3,853.85 2,952.95 0,900.90 0,550.55 1,501.50 0,470.47 Restrest 1,51.5 QQ 3,873.87 2,932.93 0,960.96 0,510.51 1,331.33 0,280.28 Restrest 14 bis 1914 to 19 RR. 3,923.92 2,902.90 0,960.96 0,550.55 1,301.30 0,290.29 Restrest 2,02.0 SS.

Tabelle 6 Zugfestigkeit von Legierungen des Duraluminium typs, die Zr und Wasserstoff enthalten.Table 6 Tensile strength of duralumin type alloys containing Zr and hydrogen.

Behandlungs
art
Treatment
art
PP. Legierung
Q I R
alloy
QIR
45,445.4 SS.
Zugfestigkeit (kp/mm2)Tensile strength (kp / mm 2 ) 48,148.1 11 48,748.7 43,843.8 46,746.7 43,043.0 22 50,350.3 44,244.2 46,046.0 45,045.0 33 47,047.0 42,742.7 44,444.4 44th 49,549.5 40,040.0 39,639.6

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Aluminiumlegierung hoher Zugfestigkeit und Härte, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,3 bis 1,2% Zirkonium und bei Raumtemperatur und normalem Druck 6 bis 25 ecm Wasserstoff je 100 g Legierungsgewicht, Rest Aluminium einschließlich zulässiger Beimengungen enthält.1. Aluminum alloy of high tensile strength and hardness, characterized in that they contain 0.3 to 1.2% zirconium and 6 to 25 ecm hydrogen at room temperature and normal pressure per 100 g alloy weight, the remainder contains aluminum including permissible admixtures. 2. Aluminiumlegierung hoher Zugfestigkeit und Härte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eines oder mehrere der weiteren Legierungselemente, nämlich 1,0 bis 3,0 % Mangan, 0,1 bis 1,5% Silizium, 0,3 bis 2,0% Magnesium, 0,5 bis 3,0% Nickel und 1,0 bis 4,0% Kupfer enthält. 2. Aluminum alloy of high tensile strength and hardness according to claim 1, characterized in that that they also have one or more of the other alloying elements, namely 1.0 to 3.0% manganese, Contains 0.1 to 1.5% silicon, 0.3 to 2.0% magnesium, 0.5 to 3.0% nickel and 1.0 to 4.0% copper. 3. Verfahren zur Wärmebehandlung von Gußstücken aus Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußstücke 10 Minuten bis 48 Stunden lang bei 350 bis 450°C lösungsgeglüht und darauf in Wasser, Öl oder Luft auf Raumtemperatur abgeschreckt werden.3. A method for the heat treatment of castings made of aluminum alloys according to claim 1 or 2, characterized in that the castings are at 350 for 10 minutes to 48 hours Solution annealed up to 450 ° C and then quenched to room temperature in water, oil or air will. 4. Verfahren zur Wärmebehandlung von Knethalbzeug aus Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußstücke einer Warmverformung im Temperaturbereich von 400 bis 52O0C, darauf einer Abschreckung aui Raumtemperatur in Luft, öl oder Wasser und wahlweise einer Warmauslagerung unterworfen werden.4. A method for heat treatment of wrought aluminum alloys according to claim 1 or 2, characterized in that the castings are subjected to hot deformation in the temperature range from 400 to 520 0 C, then quenching at room temperature in air, oil or water and optionally artificial aging. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 009 513/122For this purpose 2 sheets of drawings 009 513/122
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