DE1808910B2

DE1808910B2 - Verwendung von aluminiumlegierungen zur herstellung von werkstuecken die nach einer kaltverformung von mindestens 5 % eine gute widerstandsfaehigkeit gegen spannungskorro sion aufweisen und nicht zum aufblaettern neigen

Info

Publication number: DE1808910B2
Application number: DE19681808910
Authority: DE
Inventors: Fred Collins Bay; Taylor lan Kingston; Ontario Howitt (Kanada)
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1967-11-17
Filing date: 1968-11-14
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR1591792A; BE723888A; GB1244740A; DE1808910A1; US3580747A; NL6816317A; SE342849B; CH515333A; ES360306A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Aluminiumlegierungen, bestehend aus 3,8 bis 4,6% Zink, 1,0 bis 2,0% Magnesium, 0,2 bis 0,7% Mangan, 0,1 bis 0,25% Zirkon, höchstens 0,4% Eisen, höchstens 0,25% Silizium, höchstens 0,05% Chrom, höchstens insgesamt 0,15% andere Verunreinigungen, von denen jeder einzelne Bestandteil 0,05% nicht übersteigt, Rest Aluminium, die bei 350 bis 55O°C lösungsgeglüht, mindestens durch den Temperaturbereich von 350 bis 250⁰C mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 80⁰C pro Sekunde abgekühlt worden sind, zur Herstellung von Werkstücken, die nach einer Kaltverformung von mindestens 5% eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion aufweisen und nicht zum Aufblättern neigen.

Aluminiumlegierungen, in denen die Hauptlegierungsbestandteile Zink im Bereich von 3,6 bis 5,0% und Magnesium im Bereich von 0,5 bis 3,0% sind (der Haupthärtungsbestandteil ist eine Verbindung aus Magnesium und Zink) und welche einen Kupfergehalt von nicht mehr als einem Bruchteil von 1% (beispielsweise 0,2%) haben, sind allgemein bekannt und finden weite Verwendung, beispielsweise in Form von Blech und Platten und in Form von stranggepreßten und geschmiedeten Gegenständen. Solche Aluminium - Zink - Magnesium - Legierungen können wärmebehandelt werden, um eine hohe mechanische Festigkeit zu entwickeln. Wenn in der Folge von Aluminium - Zink - Magnesium - Legierungen gesprochen wird, dann sind hiermit Legierungen gemeint, die Zink und Magnesium innerhalb der oben angegebenen Grenzwerte enthalten.

Aus dem eben genannten Grund werden Werkstücke aus diesen Legierungen gewöhnlich einer Lösungsglühung und anschließenden Kalt- und/oder Warmauslagerung unterworfen, um die Festigkeit und Härte der Legierung zu verbessern. Bei der herkömmlichen Lösungsglühung werden nacheinander die folgenden Stufen ausgeführt: Erhitzung des Werkstücks auf eine Temperatur, die ausreichend hoch ist, um eine vollständige feste Lösung der Legierungsbestandteile zu erzielen, die aber zu niedrig ist, daß eine beginnende Schmelzung entsteht, Tempern des Werkstücks, indem es während einer ausreichenden Zeit auf einer solchen Temperatur gehalten wird, daß die gewünschte vollständige Lösung der Bestandteile bewirkt wird, und Abschrecken des Werkstücks mit einer hohen Geschwindigkeit in einem geeigneten Kühlmedium, wie z. B. Wasser.

In vielen Fällen ist es erwünscht, das Legierungswerkstück nach der Lösungsglühung einer beträchtlichen Kaltbearbeitung zu unterwerfen. Tatsächlich ist es gewöhnlich nötig, einen gewissen Grad einer Kaltverformung auf lösungsgeglühte Gegenstände (einschließlich Bleche und Platten) anzuwenden, um die Form nachzuarbeiten oder die Zugfestigkeit zu erhöhen. Diese Kaltverformungen können auch in einem kalten Biegen, Scheren, Ziehen oder Verformen bestehen. Alle diese Operationen ergeben restliche Kaltspannungen. Jedoch ergeben Kaltspannungen, die nach dem üblichen Lösungsglühen (einschließlich dem raschen Abschrecken) in den bekannten obenerwähnten Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen hervorgerufen worden sind, die Neigung, daß das Werkstück einer Spannungskorrosionsrißbildung zugänglich wird, ein Zustand, der auftritt, wenn der aus der Legierung bestehende Gegenstand einer korrosiven Umgebung ausgesetzt wird. Hierbei entwickeln sich die Risse an den Orten der Spannun im Gegenstand. Aus diesem Grund wurde gemäJ der früheren Praxis die Anwendung einer beträcht liehen Kaltbearbeitung auf einen Gegenstand au einer lösungsgeglühten Aluminium-Zink-Magnesium Legierung vermieden.

Aus der USA.-Patentschrift 3 171760 ist bereit eine Aluminiumlegierung mit 3,5 bis 6% Zink, 0,7: bis 4,3% Magnesium, 0,05 bis 0,75% Mangan, 0,05°/ Chrom, 0,05 bis 0,3% Zirkonium, Rest Aluminiun bekannt, die ebenfalls einer Lösungsglühung unc anschließenden Abkühlung unterworfen worden ist

Nach den Angaben dieser Druckschrift sollen abe die Kaltverformungsgrade unter 5% gehalten werden so daß die Fachwelt annehmen mußte, daß die au; der USA.-Patentschrift 3 171 760 bekannten Alumini umlegierungen keiner erheblichen Kaltbearbeitung unterworfen werden könnten.

Demgegenüber wurde nun gefunden, daß Aluminiumlegierungen mit der nachstehend angegebener Zusammensetzung, die der nachstehend beschriebener Behandlung unterworfen worden sind, überraschenderweise mit Verformungsgraden von über 5% kaltverformt werden können und trotzdem nicht zu erhöhter Spannungskorrosion und Aufblättern nach dieser Kaltverformung neigen.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Aluminiumlegierungen, bestehend aus 3,8 bis 4,6% Zink, 1,0 bis 2,0% Magnesium, 0,2 bis 0,7% Mangan, 0,1 bis 0,25% Zirkon, höchstens 0,4% Eisen, höchstens 0,25% Silizium, höchstens 0,05% Chrom, höchstens insgesamt 0,15% andere Verunreinigungen, von denen jeder einzelne Bestandteil 0,05% nicht übersteigt, Rest Aluminium, die bei 350 bis 55O°C lösungsgeglüht, mindestens durch den Temperaturbereich von 350 bis 250⁰C mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 8O⁰C pro Sekunde abgekühlt worden sind, zur Herstellung von Werkstücken, die nach einer Kaltverformung von mindestens 5% eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion aufweisen und nicht zum Aufblättern neigen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Aluminiumlegierung verwendet, die 4,1 bis 4,5% Zink und 1,65 bis 1,95% Magnesium enthält.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Aluminiumlegierung verwendet, die nach der Lösungsglühung mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 20°C/sec durch mindestens den Temperaturbereich von 350 bis 250⁰C abgekühlt worden ist.

Der Gehalt der erfindungsgemäß verwendeten Legierung an Chrom ist auf höchstens 0,05% begrenzt, während der Chromgehalt der aus der USA.-Patentschrift 3 171 760 bekannten Legierung 0,05 bis 0,30% beträgt. Dieser im Vergleich zu der erfindungsgemäß verwendeten Legierung erhöhte Chromgehalt der bekannten Legierung kann zwar die Beständigkeit gegenüber Spannungskorrosion verbessern, bringt aber den unerwünschten Nachteil mit sich, daß das Vorliegen von nicht vernachlässigbaren Chrommengen dazu führt, daß die Legierung abkühlungsempfindlich wird. Die aus der genannten Druckschrift bekannte Legierung benötigt daher zur Erzielung ihrer Endeigenschaften eine künstliche Alterung.

Durch diese Maßnahme kann die Widerstandsfähigkeit gegenüber Spannungsrißbildung im fertigen kaltbearbeiteten Gegenstand, der aus einer Aluminium-

Zink-Magnesium-Legierung der vorliegenden Art hergestellt ist, im Vergleich zu einem ähnlichen Gegenstand, der einer Lösungsglühung und einer herkömmlichen raschen Abschreckung unterworfen worden ist, verbessert werden.

Zur Erzielung der optimalen Spannungskorrosionsbeständigkeit wird bevorzugt, daß die Abkühlgeschwindigkeit (zumindest im Bereich von 350 bis 250⁰C) nicht mehr als 12°C/sec beträgt. In der Tat die Abkühlstufe in sehr vorteilhafter Weise dadurch ausgeführt werden, daß man das erhitzte Werkstück der ruhigen Luft aussetzt, welche bei den meisten üblichen Dicken von Aluminiumlegierungsblechen eine Abkühlungsgeschwindigkeit von 1 bis 6° C/sec im Temperaturbereich von 350 bis 250° C ergibt.

Die erfindungsgemäß verwendete Legierung enthält nicht mehr als 0,05% Chrom. Mehr würde die Abblätter-ung der hergestellten Gegenstände fördern und auch die Empfindlichkeit der mechanischen Eigenschaften gegenüber der Abkühlgeschwindigkeit erhöhen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung können in bezug auf Werkstücke beschrieben werden, die aus Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen mit den folgenden Zusammensetzungen bestehen: Nicht mehr als 0,20% Kupfer, nicht mehr als 0,9% Mangan, 0,5 bis 3,0% Magnesium, nicht mehr als 0,25% Chrom, 3,6 bis 5,0% Zink, nicht mehr als 0,15% Titan, nicht mehr als 0,30% Zirkon, nicht mehr als 0,35% Silizium, nicht mehr als 0,4% Eisen, wobei der Rest aus Aluminium besteht und die weiteren Verunreinigungen einzeln in einer Menge von nicht mehr als 0,05% und zusammen in einer Menge von nicht mehr als 0,15% anwesend sind. Ein Beispiel für eine bekannte Legierung der obengenannten Type ist die Legierung »Aluminium Association Nr. X 7004« (im Handel manchmal auch als Legierung 74 S bezeichnet), welche die folgende Zusammensetzung aufweist: Cu nicht mehr als 0,2%, Mn 0,4 bis 0,9%, Mg 1,0 bis 2,0%, Cr nicht mehr als 0,25%, Zn 4,0 bis 4,6%, Ti nicht mehr als 0,15%, Si nicht mehr als 0,25%, Fe nicht mehr als 0,4%, wobei die anderen Verunreinigungen einzeln nicht mehr als 0,05% und zusammen nicht mehr als 0,15% ausmachen und der Rest aus Aluminium besteht.

Ein Werkstück aus einer Legierung, welche die oben angegebene allgemeine Zusammensetzung besitzt, wird in aufeinanderfolgenden Stufen der Lösungsglühung, der Abkühlung und der Kaltbearbeitung unterworfen. Dieses Werkstück kann z. B. ein Streifen aus einem Legierungsblech sein. Die Lösungsglühung wird durch ausreichendes Erhitzen des Werkstücks ausgeführt, so· daß mindestens eine beträchtliche Lösung der Legierungsbestandteile daran bewirkt wird, d. h., das Werkstück wird auf einer Temperatur von 350 bis 550° C gehalten. So kann das Werkstück in einen geeigneten Ofen eingebracht oder durch einen geeigneten Ofen hindurchgeführt werden, um durch Erhitzen die Lösung der Bestandteile zu bewirken. Beispielsweise wird hierdurch das Werkstück auf eine Temperatur von 465° C gebracht. Alternativ kann die Erwärmungsstufe gleichzeitig mit anderen Operationen am Werkstück ausgeführt werden, wie z. B. Extrusion oder Warmwalzen, d. h., die Erwärmung des Werkstücks für diese Operationen kann dazu dienen, die Lösung der Legierungsbestandteile zu bewirken, und kann somit die Stufe der Lösungsglühung darstellen, ohne daß eine gesonderte und spezielle Wärmebehandlung des Werkstücks ausgeführt wird.

Das erwärmte Werkstück wird aus der Lösungsglühungstemperatur zumindest durch den Temperaturbereich von 350 bis 250° C mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,1 und 80° C/sec abgekühlt. Vorzugsweise beträgt die Abkühlgeschwindigkeit mindestens 0,5° C/sec. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist eine gewisse Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des behandelten Gegenstandes zu beobachten, aber die Zugfestigkeit, die sich bei Abkühlgeschwindigkeiten von nur 0,1° C/sec entwickelt, ist noch annehmbar. Diese Abkühlung kann in jeder zweckmäßigen Weise ausgeführt werden, wie z. B. mit Wassersprays oder mit Strahlen aus Luft oder einem anderen Gas. In vielen Fällen wird es bevorzugt, daß die Abkühlgeschwindigkeit (zumindest durch den angegebenen Temperaturbereich) nicht mehr als 12° C/ see beträgt, und in der Tat ist es zweckmäßig und vorteilhaft, die Abkühlung des Werkstücks dadurch auszuführen, daß es der ruhigen Luft ausgesetzt wird. Die Kühlgeschwindigkeiten der Legierungsgegenstände der verschiedensten Dicken in ruhiger Luft (über den Bereich von 350 bis 250⁰C) sind in der folgenden Tabelle im Vergleich zu den Kühlgeschwindigkeiten angegeben, die durch Abschrecken in Wasser von 80° C und in Wasser von 18° C erhalten werden.

Abkühlgeschwindigkeit in verschiedenen Medien

(° C/sec)

Dicke des Gegenstands (mm)	Ruhige Luft	Wasser von 8O⁰C	Wasser von 18°C
0,8	3,22	300	3800
0,9	3,00	270	3650
1,0	2,80	235	3050
1,3	2,00	200	2350
2,0	1,43	125	1650
4,0	0,81	70	720

Nachdem das Werkstück abgekühlt worden ist, kann es in jedem gewünschten Ausmaß kalt bearbeitet werden. Beispielsweise kann bei der Herstellung eines Legierungsblechs das Werkstück vor der Lösungsglühung auf eine mittlere Stärke ausgewalzt werden, und nach der vorher beschriebenen Abkühlung im Anschluß an die Lösungsglühung kann seine Dicke weiter um einen Betrag von mehr als 5% herabgesetzt werden.

Die Widerstandsfähigkeit eines kalt bearbeiten Werkstücks aus der erfindungsgemäß verwendeten Legierung gegenüber Spannungskorrosion ist weit größer als diejenige eines Werkstücks, das in ähnlicher Weise lösungsgeglüht wurde, aber nach dem Lösungsglühen' durch herkömmliches Abschrecken in Wasser mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2000° C/sec abgekühlt worden ist. Diese Verbesserung wird immer dann wahrgenommen, wenn das Werkstück einer beträchtlichen Kaltbearbeitung nach einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

Insbesondere ermöglicht die erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Spannungskorrosion der erfindungsgemäß verwendeten Legierung viele Anwendungen, in denen durch herkömmliche Verfahren hergestellte Gegenstände, wobei eine herkömmliche

Abschreckung nach der Lösungsgi ühung vorgenommen wird, nicht zufriedenstellend sind, und zwar wegen der zu raschen Spannungskorrosion, die durch die nachfolgende Kaltbearbeitung induziert wird. Allgemein gesagt heißt das, die Spannungskorrosionsbeständigkeit nimmt ab, wenn die Abkühlgeschwindigkeit nach der Lösungsglühung über den oberen Grenzwert von 20°C/sec gesteigert wird, obwohl die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen gegenüber Veränderungen in der Abschreckgeschwindigkeit über diesen Grenzwert weniger empfindlich sind als andere Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen.

Trotz der sehr niedrigen Abschreckgeschwindigkeit, die beim vorliegenden Verfahren verwendet wird, ist die Lösungsglühung bei der Entwicklung der gewünschten mechanischen Eigenschaften im behandelten Werkstück voll wirksam, d. h., es können keine bedeutenden Unterschiede zwischen den Zug- und Biegeeigenschaften eines Werkstücks aus der erfindungsgemäß verwendeten Legierung und denjenigen festgestellt werden, die in einem Werkstück entwickelt werden, welches nach einer Lösungsglühung durch ein herkömmliches rasches Wasserabschrecken abgekühlt wird.

Beim vorliegenden Verfahren kann das Werkstück während eines langen Zeitraums vor und/oder nach der Kaltbearbeitungsstufe kalt ausgelagert werden, d. h. bei Raumtemperatur ohne Anwendung von Wärme gelagert werden. Kein Warmauslagern ist vor der Kaltbearbeitung nötig, um die gewünschte Spannungskorrosionsbeständigkeit zu entwickeln, und es ist zweckmäßig, die Kaltbearbeitungsoperation vor einer Warmauslagerung bei erhöhten Temperaturen auszuführen. Trotzdem kann aber das Werkstück gewünschtenfalls in der herkömmlichen Weise warm ausgelagert werden, indem es vor und/oder nach der Kaltbearbeitungsstufe erhitzt und auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird.

Bevorzugte Bereiche und Nominalwerte für die Anteile der Elemente in der Zusammensetzung der gemäß der Erfindung verwendeten Legierung sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Zn

Mg

Mn

Zr

Fe

Si

Andtre:
einzeln...
insgesamt
Al

Bereich (%)

4,1 bis 4,5
1,65 bis 1,95
0,43 bis 0,57
0,15 bis 0,19
0,20 bis 0,30
0,12 bis 0,18

bis 0,03
bis 0,1
Rest

Beispiel 1

Nominal (%)

4,3
1,80

0,50
0,17
0,25
0,15

Eine Gruppe dieser Bleche wurde nach dem Lot sungsglühen durch Abschrecken in kaltem Wasser (10⁰C) abgekühlt, und die restliche Gruppe von Blechen wurde aus der LÖsungsglühungstemperatur in ruhiger Luft abgekühlt. Die annähernden Abkühlgeschwindigkeiten (°C/sec) für die verschiedenen Blechdicken in den beiden verwendeten Kühlmedien über den Temperaturbereich von 450 bis 250⁰C waren wie folgt:

45

6o

Bleche aus Aluminium-Zink-Magnesium-Legierung der verschiedensten Stärken wurden durch Walzen einer Legierung hergestellt, welche die folgende annähernde Zusammensetzung besaß: 4,4% Zink, 1,8% Magnesium, 0,71% Mangan, 0,26% Eisen, 0,15% Silizium, 0,03% Kupfer, 0,018% Titan, Rest Aluminium. Diese Bleche wurden durch einstündige Temperung bei 465° C lösungsgeglüht.

Dicke mm	In Luft abgekühlt	In Wasser abgeschreckt
0,8 1,0 2,0	2,45 2,10 1,30	3410 2840 1380

Die Bleche wurden dann kalt ausgelagert.

Bleche einer jeden Gruppe wurden nach Kaltauslagerungen von verschiedener Dauer durch Kaltwalzen in verschiedenem Ausmaß in ihrer Stärke auf eine Endstärke (für alle Bleche) von 0,8 mm reduziert und hierauf einer weiteren Kaltauslagerung verschiedener Länge unterworfen, so daß repräsentative Proben für jede mögliche Kombination einer jeden der folgenden Behandlungsbedingungen geschaffen wurden:

Abkühlen aus der Lösungsglühung: Kalte Wasserabschreckung, Luftkühlung;
Dauer der Kaltauslagerung vor der kalten Stärkeverringerung: 1, 35, 365 Tage;

Ausmaß der kalten Stärkeverringerung: O, 20, 60%;

Dauer der Kaltauslagerung nach der kalten Stärkeverringerung: 1, 35, 100 Tage.

Am Ende der angegebenen Kaltauslagerungsperioden wurden fünf Streifen von jeweils annähernd 19 mm Breite und 150 mm Länge aus einer jeden Probe herausgeschnitten, wobei die Längserstreckung des Streifens in Querrichtung zur Walzrichtung verlief, und jeder Streifen wurde umgebogen, indem die Enden zwischen Nuten in einem mit Leinen gefüllten Streifen aus einem Phenol-Aldehyd-Preßharz gedrückt wurden. Dabei war der Grad der Biegung derart, daß eine kleine plastische Deformation in den äußeren Fasern der Spannungsseite des Streifens auftrat. Jeder gebogene Streifen wurde einer wäßrigen Lösung aus 1 n-NaCl+ 0,2 n-H₂O₂ ausgesetzt. Die Lösung wurde täglich überprüft, um den verfügbaren Sauerstoff auf einem konstanten Wert zu halten. Jeder Streifen wurde abwechselnd 16 Stunden der Lösung ausgesetzt und dann 8 Stunden an Luft getrocknet (an Arbeitstagen, aber nicht an Wochenenden) und die Spannungskorrosion der Streifen wurde durch tägliche visuelle Überprüfung bestimmt. Die Streifen, die 100 Tage einer solchen Behandlung ohne Spannungsrißbildung überdauerten, wurden als gegenüber Spannungsrißbildung unempfindlich eingestuft und aus dem Test entnommen. Andere Korrosionseffekte, wie z. B. Lunkerbildung und Abblätterung, wurden zu diesem Zeitpunkt beträchtlich.

Der obige Test auf Spannungskorrosion, der gewöhnlich als »bent strip alternate immersion«-Test bezeich-

net wird, folgt im wesentlichen dem Verfahren, das im ASTM-Symposium on Stress Corrosion Testing, Nr. 64, veröffentlicht 1944, beschrieben ist.

Vergleichsresultate der Spannungskorrosionstests für in Luft abgekühlte und in Wasser abgeschreckte Proben, welche nach der Lösungsglühung um 20 und 60% durch Kaltwalzen in ihrer Stärke verringert wurden, sind in der folgenden Tabelle angegeben. In dieser Tabelle ist die Spannungskorrosionsbeständigkeit einer jeden Gruppe von fünf Streifen wiedergegeben durch die Testlebensdauer (d. h. Dauer der Behandlung in Tagen, bevor eine Spannungskorrosion

auftrat) des ersten korrodierten Streifens der Gruppe (Spalte mit der Überschrift »A«) und durch die kumulative Testlebensdauer der fünf Streifen (Spalte mit der Überschrift »B«).

Die angegebenen Alterungszeiten beziehen sich auf die Zeit zwischen dem Abschrecken und dem Kaltwalzen. »NF« bedeutet, daß keine Spannungsrißbildung bei einer 100 Tage andauernden Behandlung auftrat. Die Werte der Lebenszeiten der Streifen, die mit einem Stern bezeichnet sind, beziehen sich auf Spannungskorrosion, die eine Abblätterung zur Folge hatte.

Verstrichene Zeit zwischen	Kalte Stärken verringerung	Lebensdauer im Test vor dem Auftre in Wasser abgeschreckte Proben	A	B	ausgelagert	B	ausgelagert	B	zur Spannungs- 26,3 Tage	ten einer Spannungskorrosion (Tage) in Luft abgekühlte Proben	A	B	ausgelagert	B	ausgelagert	B	Keine Spannungskorrosion in 100 Tagen"
dem Walzen und dem Test	(-0/ \	ausgelagert	NF	NF	35 Tage	117	100 Tage	15	ausgelagert	NF	NF	35 Tage	NF	100 Tage	NF
(Tage)	{ /0)	ITag	23	166	A	60	A	67	ITag	58*	403	A	NF	A	NF
		62	462	1	11	3	10	NF	NF	NF	NF	NF	NF
1	20	27	144	6	29	5	10	58*	426	NF	479	NF	NF
	60	78	478	2	143	2	29	NF	NF	NF	NF	NF	NF
35	20	8	81	4	34	1	15	NF	NF	79*	480	NF	774
	60	2	1	NF		NF
365	20	6	3	80*	74*
	60	Mittlere Zeit bis korrosion:

Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die Proben, die nach der Lösungsglühung in Luft abgekühlt wurden, eine weit größere Beständigkeit gegenüber Spannungskorrosion zeigten als Proben, die in Wasser abgeschreckt wurden. Die Ausfälle, die in der Gruppe der luftabgeschreckten Proben auftraten, resultierten aus einer Abblätterung.

Im Fall der Proben, die nach der Lösungsglühung keiner kalten Stärkenreduzierung unterworfen wurden, zeigten weder die in Luft abgekühlten noch die in Wasser abgeschreckten Proben eine Spannungskorrosion innerhalb der 100 Tage dauernden Versuchsperiode.

Es war kein oder nur ein geringer Unterschied zwischen den mechanischen Eigenschaften der in Luft abgekühlten und der in Wasser abgeschreckten Proben vorhanden. Gemessene Werte für diese Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle angegeben. Hierin bedeutet »T 3« die Temperung der nach der Lösungsglühung und der natürlichen Alterung kalt bearbeiteten Proben, »T 4« die Temperung der natürlich 35 Tage lang gealterten Proben, die aber keiner kalten Stärkenreduzierung unterworfen wurden, und »T 6« bezeichnet die Temperung der Proben, die künstlich nach der Lösungsglühung gealtert, aber auch hier keiner kalten Stärkenreduzierung unterworfen wurden.

Legierungstemperung

Zugfestigkeit kp/cm²

0,2%-Grenze
kp/cm²

Bruchdehnung

% (Meßlänge 50,8 ram)

T3 (10%ige Stärkenreduktion).

T 3 (60 % ige Stärkenreduktion).

T 4 (Längseigenschaften)

T4 (Quereigenschaften)

T 6 (Längseigenschaften)

T6 (Quereigenschaften)

3920
4970
3850
3850
4130
4060

3080
4620
2240
2240
3570
3500

13
4
20
19
12
12

Beispiel 2

Zur Erläuterung des Effekts der Legierungszusammensetzung und der Abkühlgeschwindigkeit auf die Spannungskorrosionsempfindlichkeit von Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungsblechen, die nach der Lösungs-

109546/300

glühung einer beträchtlichen Kaltbearbeitung unterworfen werden, wurden Bleche aus drei Legierungen mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt:

Proben	% Zn	%Mg	%Mn	%Fe	%Si	%Zr	%A1
1	4,3 4,4 4,3	1,7 1,8 1,8	0,31 0,71 0,28	0,26 0,26 0,23	0,16 0,16 0,16	0,14	Rest Rest Rest
2
3

Im Falle der mit »3« bezeichneten Legierung, welche die bevorzugte Legierungszusammensetzung darstellt, waren andere Elemente in Mengen von nicht mehr als jeweils 0,03% und insgesamt von nicht mehr als 0,1% vorhanden.

Bleche mit einer Stärke von 1,6 mm wurden durch Walzen von direkt gegossenen Brammen einer jeden Legierung hergestellt. Eine Reihe der Bleche einer jeden Legierung wurden lösungsgeglüht. Zwei Bleche einer jeden Legierung wurden nach dem Lösungsglühen mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,9° C/sec in Luft abgekühlt, weitere zwei Bleche einer jeden Legierung wurden mit Wassersprays abgeschreckt, so daß eine Kühlgeschwindigkeit von ungefähr 20° C/sec entstand, und weitere zwei Bleche einer jeden Legierung wurden in Wasser mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1100° C/sec abgeschreckt, wobei die Kühlgeschwindigkeit in jedem Fall für den Temperaturbereich von 350 bis 25O⁰C angegeben ist. Ein Blech eines jeden Paars wurde 35 Tage kalt ausgelagert, und die anderen wurden 100 Tage ausgelagert. Am Ende der angegebenen Zeiten wurde jedes Blech in seiner Stärke durch Kaltwalzen um 50% auf eine endgültige Stärke von 0,8 mm reduziert. Fünf Streifen, die aus jedem Blech herausgeschnitten wurden, wurden dann dem im obigen Beispiel 1 angegebenen Spannungskorrosionstest unterworfen. Die Resultate dieses Tests sind in der folgenden Tabelle angegeben, worin die verschiedenen Buchstaben und Symbole (»A«, »B«, »NF« und »*«) die gleiche Bedeutung wie in der Tabelle von Beispiel 1 haben, in der die Ergebnisse der Spannungskorrosionstests zusammengefaßt sind.

Legierung

Abkiihlgeschwindigkeit

aus der
Lösungsglühung

(^oC/sec)

1,9
20
1100

1,9
20

Verstrichene

Zeit zwischen

dem Abschrecken

und dem Walzen

35 Tage 100 Tage

Spannungs-

korrosions-

lebensdauer

in Tagen

89*

NF

33

24 2

NF

18

38

489 NF 311 263 171 146 NF NF 335 291

Legierung	Abkühl- geschwindigkeit aus der Lösungsglühung (° C/sec)	Verstrichene Zeit zwischen dem Abschrecken und dem Walzen	Spann korro lebens in T< A	ungs- sions- dauer igen B
	1100	35 Tage	10	173
		100 Tage	8	51
3	1,9	35 Tage	NF	NF
		100 Tage	NF	NF
	20	35 Tage	63*	463
		100 Tage	67*	462
	1100	35 Tage	NF	NF
		100 Tage	45*	360

50

55

60 Die obigen Resultate zeigen, daß die Proben der Legierung 3 (welche die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung repräsentiert) eine merklich bessere Beständigkeit gegenüber Spannungskorrosion besitzen, und zwar auch in dem Fall, in dem die Platten nach der Lösungsglühung mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten abgekühlt wurden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Aluminiumlegierungen, bestehend aus 3,8 bis 4,6% Zink, 1,0 bis 2,0% Magnesium, 0,2 bis 0,7% Mangan, 0,1 bis 0,25% Zirkon, höchstens 0,4% Eisen, höchstens 0,25% Silizium, höchstens 0,05% Chrom, höchstens insgesamt 0,15 % andere Verunreinigungen, von denen jeder einzelne Bestandteil 0,05% nicht übersteigt, Rest Aluminium, die bei 350 bis 550° C lösungsgeglüht, mindestens durch den Temperaturbereich von 350 bis 250° C mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 8O⁰C pro Sekunde abgekühlt worden sind, zur Herstellung von Werkstücken, die nach einer Kaltverformung von mindestens 5% eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion aufweisen und nicht zum Aufblättern neigen.

2. Verwendung von Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1, die 4,1 bis 4,5% Zink und 1,65 bis 1,95% Magnesium enthalten, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.

3. Verwendung von Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1 oder 2, die nach der Lösungsglühung mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 20⁰C pro Sekunde durch mindestens den Temperaturbereich von 350 bis 250⁰C abgekühlt worden sind, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.