DE2358510A1 - METHOD OF MANUFACTURING A COPPER ALLOY OF HIGH ELONGATION - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING A COPPER ALLOY OF HIGH ELONGATIONInfo
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- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
Description
■.j/■ .j /
u.Z.: H 789 M (Dr.Seh/or) 2J. November 1973u.z .: H 789 M (Dr.Seh / or) 2J. November 1973
309,345-B .309,345-B.
OLIN CORPORATION 'OLIN CORPORATION '
New Haven, Connecticut, V.St.A.New Haven, Connecticut, V.St.A.
"Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierung hoher Dehnung""Process for producing a high elongation copper alloy"
-Priorität: 24. November 1972, V.St.A., Nr. 309- Priority: November 24, 1972, V.St.A., No. 309
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her-steilung einer geglühten Kupferlegierung mit hoher Dehnung, bei dem das Kornwachstum gesteuert wird.The invention relates to a method of manufacture an annealed, high elongation copper alloy that controls grain growth.
Es ist allgemein übliche Praxis, kornfeinende Mittel zu verschiedenen einphasigen Mischkristallegierungen zuzugeben, um während der Verarbeitung vom ursprünglichen Gußmaterial ζ urn endgültigen weiterverarbeiteten KnetzustandIt is common practice to use various grain refining agents add single-phase mixed crystal alloys to during processing from the original casting material to the final, further processed kneading state
.ein feinkörniges Material zu haben. Die Zugabe kür-nfeinender" Materialien soll die Verarbeitbarkeit und/oder die Eigenschaften verbessern. In den meisten Fällen dienen die, kornfeinenden Mittel der Einhaltung gleichmäßiger Eigenschaften über einen Bereich de*· Legierungszusammensetzung und über einen.to have a fine-grained material. The addition of "finishing" materials is intended to improve the workability and / or improve the properties. In most cases, the grain-refining agents are used to maintain uniform properties over a range de * · alloy composition and over a
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ORJGfNAL INSPECTEDORJGfNAL INSPECTED
Bereich von Verarbeitungsbedingungen. In vielen Fällen, wie beispielsweise bei Kupferlegierungen;die Aluminium und ein körnfeinendes Element wie Kobalt enthalten, sind die kornfeinenden Mittel nicht übor.den gesamten Temperaturbereich bis hinauf zum Schmelzpunkt der Legierungen wegen Auflösung,Range of processing conditions. In many cases, such as copper alloys ; which contain aluminum and a grain-refining element such as cobalt, the grain-refining agents are not over the entire temperature range up to the melting point of the alloys due to dissolution,
Zerfall, Umsetzung oder sich ändernder Löslichkeit oder dgl. vollständig stabil.Decomposition, implementation or changing solubility or the like. completely stable.
Kornfeinende Mittel enthaltende Kupferlegierungen behalten eine kleine Korngröße über einen Bereich wirtschaftlich zweckmäßiger Glühtemperaturen und über einen Bex'eich wirtschaftlich annehmbarer Zulegierungskonzentrationen bei. Diese Legierungen weisen bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften relativ kleine Änderungen über diese Temperatur- und Zusammensetzungsbereiche auf. Darin liegt natürlich eine vom wirtschaftlichen Standpunkt her sehr erstrebenswerte wichtige Eigenschaft, wobei allerdings bestimmte Beschränkungen in der normalerweise erzielbaren Duktilität der Legierung erzeugt werden. Im Gegensatz dazu nehmen dann, wenn eine einphasige Mischkristallegierung ohne kornfeinende Mittel bei höheren Glühtemperaturen wärmebehandelt wird, die Korngröße und die Duktilität der Legierung zu, während die Festigkeit abnimmt.Copper alloys containing grain refiners retain a small grain size over a range of economically expedient annealing temperatures and over a range more economically acceptable Alloy concentrations at. These alloys have relative mechanical properties small changes over these temperature and composition ranges on. There is, of course, one of the economic aspects From a very desirable point of view important property, whereby however, certain limitations in the normally achievable Ductility of the alloy can be generated. In contrast, if a single-phase mixed crystal alloy is heat-treated without grain refiners at higher annealing temperatures, the grain size and the ductility of the alloy while the strength decreases.
Es ist weithin üblich, bei der höchsten Temperatur zu glühen, die mit den Anforderungen an die Festigkeit verträglich ist; hierdurch wird ein Material erhalten, das ungewöhnlich hohe Duktilität bzw. Pormänderungsfähigkeit bei .Verformungsvorgängen, wie beispielsweise Streckziehen, benötigt. Die Gl üh-It is common practice to anneal at the highest temperature compatible with strength requirements; this gives a material which is unusually high Ductility or ability to change shape during deformation processes, such as stretch forming, is required. The glow
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BAD ORfGfNAL
.".--.:: 3 ' 2318510. ".--. :: 3 '2318510
temperatur ist ferner "bei der Herstellung von Teilen! die eine hoehpolierte Oberfläche benötigen, .begrenzt. Oberhalb einer bestimmten. Korngröße tritt nämlich während der Herst el lung ein orangenhautartiger Zustand auf, der das Aussehen der polierten Oberfläche negativ beeinflußt.Temperature is! requiring a hoehpolierte surface in the production of parts also ".begrenzt. Above a certain. grain size occurs namely during Herst el development of an orange skin-like condition which adversely affects the appearance of the polished surface.
Viele feinkörnige bzw. init kqrnfeinenden Mitteln versehene Kupferlegierungen -haben ,die unerwünschte Ei genschaft t daß .Many fine-grained or init kqrnfeinenden means provided -have copper alloys, the undesired egg genschaft t that.
,jeder Versuch die Korngröße über das durch die kprnfeinende V ' : .stabile '" ' ""."" ; ..:-..--..- - ---, every attempt to determine the grain size by means of the fine-tuning V ' : .stable'"'"".""; ..: -.. - ..- - ---
Zugabe gegebene/Ni ve au hinaus zu vergrößern^, zy ßif^p Wir kontrollierten Mischkgrngröße führt, d^e aus sehr kleinen und außeFgewQhn-lieh großen TSornern besteht,, ßieses. ungleichinäßige Kprnwaphstupj wir.d d^rch Faktgren wie .sekundere Rer kristallisatiorj verursacht, die eine unpiittel|3are Böige @.er Wirkung der Zvf.eitplias.en—Teii.chen auf die jvjatri^ -wahrend der Kaltverforpung und dps naGhträglißhen Glühens fiiid. Material^ in dera ungleiclynäßiges b?z5w. jjnrege!mäßiges Kornifa^hstuni stattgefunden hat, ist gur Iferstellung von feileil nipht geeignet, die glatt.e Oberflächen für ein^-.-i}3L.anz,b©;]aan.dlunjg, das Polieren und/ader das ElektriQpi at tieren bzw. {galvanisieren benötigen. Außerdeni entstehen -ungleiGhjjn.äßige rae.chanis.che Eigenschaften^Addition given / level also to enlarge ^, zy ßif ^ p We controlled mixed size leads, which consists of very small and unusually large TSorns, this one. Unequal Kprnwaphstupj we.dd ^ rch factors such as .secondary Rer crystallisatiorj, which an uneven gusty @. the effect of the Zvf.eitplias.en -teili.chen on the jvjatri ^ -during the cold deformation and dps subsequent annealing fiii. Material ^ in dera uneven b ? .! z 5 w jjnrege excessive Kornifa ^ hstuni has taken place, gur Iferstellung is feileil nipht suited the glatt.e surfaces for a ^ -.- i} 3L.anz, b ©] aan.dlunjg, polishing and / or that need to be electroplated or electroplated. In addition to this, there are no different rae.chanic properties ^
De*? Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, e|.n Verfahren zu schaffen, niit depi sieh die Duktilitat ^on init ko.Knfeinenden " Mitteln versehenen Kupfer legierungen verbessern jjndDe *? The invention is based on the object of providing a method create, niit depi see the ductility ^ on init ko.Knfeinenden " Funded copper alloys improve jjnd
das ungleichmäßige Kornwachstum verineid.en .läßt.the uneven grain growth can be reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingang?To solve this problem, the input?
genannten Art im Prinzip eine absch] ießende Kai tverf onnunp; onmentioned type in principle a final Kai tverf onnunp; on
etv/a
geglühten Met^]]:; zwischen/o und 22 $ sowie .•'.nnchlleßei-d oino
Glühung bei hoher Temoerf.tur oder eine; FoT ^n abnehmen'1 er· K'?.'i t
verformungen, die von C-lühungen bei relativ hoher Temperatur
unterbrochen sind, vorgesehen.etv / a
annealed mead ^]] :; between $ / o and $ 22 as well as. • '.nnchlleßei-d oino annealing at high speed or FoT ^ n decrease ' 1 er · K'?. 'It deformations, which are interrupted by C-lühungen at a relatively high temperature, provided.
Das e^flndungsgemaße Verfahren ist i.nr besondere auf Kupfer] g~ gj erungen armendbar, die von etwa 2 b:i f.; etv;a 9j3 /£ ADu.f.inir'.ü,The method according to the invention is generally specific to copper gj erungen armendbar, those of about 2 b: i f .; etv; a 9j3 / £ ADu.f.inir'.ü,
et \·τ β
v;en.jger al.c,/l $ Zink^ und als korni'ejiiendos PJi or,:-:;nt 0,001et \ · τ β
v; en.jger al. c , / l $ zinc ^ and as korni'ejiiendos PJi or,: - :; nt 0.001
bis 5 £ Eisen, 0,001 bj s 1 fo Chrom, 0,001 bir: 3 % Zirkon:i\jr,.up to £ 5 iron, 0.001 bj s 1 fo chromium, 0.001 bir: 3 % zircon: i \ jr ,.
0,00? bis 5 °i> Kobalt oder Mischungen dieser kornfüJnenrr-n Elemente enthält. Vorzu^svjei r,e vroi sen die vorgonpnnten Legierungen außerdem von etwa 0,001 bus etv;a 3 (/j Siliciu.1;: au f.0.00? contains up to 5 °> cobalt or mixtures of these granular elements. Before ^ svjei r, e vroi, the alloys mentioned above also contain about 0.001 bus etv; a 3 ( / j Siliciu. 1 ;: au f.
Das erfindungsgem^Be Vorfahren schafft also die Mögliohlro'i t, daß bestimmte, mit kornfeinenden Mitteln versehene Kupferlegierungen eine gleichmäßige Duktil!tat mit einer kontrollierten. Korngröße erreichen.The ancestor according to the invention thus creates the possibility of that certain copper alloys provided with grain-refining agents a uniform ductile! did with a controlled. Reach grain size.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Legierungen weisen eine merklich erhöhte Dehnung bei angemessen kleiner Korngröße auf. ■The alloys treated by the method according to the invention show a noticeably increased elongation with an appropriately small grain size. ■
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren wie oben erwähnt, he:« dem die Legierung einer begrenzten, abschliei?>enden Kaltverformung unterworfen wird, an die sich eine abschließende GjühUiip; bei einer Temperatur unter etwa 7.150C anschließt.The invention also provides a method as mentioned above, ie: «to which the alloy is subjected to a limited, final cold working, to which a final heat transfer; connects at a temperature below about 7.15 0 C.
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ORtQlNAl ^^ 0 at 4 0 9 8 2 3/0830
ORtQlNAl
Ferner gehört auch ein Verfahren wie. oben erV/ahnt, zum Bereich der Erfindung, bei dem eine Folge von abnehmenden Verformungen mit .eingeschobenen' Hoch temper aturglühungen vorgesehen 7,*ird.There is also a method such as. Above he guesses / suspects the area of the invention, in which a sequence of decreasing deformations with "inserted" high-temperature annealing 7, * ird.
Die Erfindung-wird im folgenden anhand einiger kcnkretererThe invention is explained in more detail below with the aid of a few
noch näher erläutert:explained in more detail:
Allgemein ergibt das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, daß bestimmte, mit kornfeinenden Mitteln versehene Kupferlegierungen verbesserte Duktilität mit einer gleichmäßig vergrößerten Korngröße erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auf Kupferlegierungen anwendbar, die von etwa 2 bis etwa 9*5../» Aluminium,-weniger als 1 fo Zink, und ein kornfeinendes Element aus einer Gruppe enthalten, die 0,001 bis 5 % Eisen, 0,001 bis 1 $> Chrom, 0,001 bis 1 n/o Zirkonium, 0,001 bis 5 fo Kobalt sowie Mischungen dieser Elemente enthält, wobei der Rest aus Kupfer besteht. Vorzugsweise enthält die Legierung außerdem von etwa 0,001 bis etwa 3 ?° Silicium; ein bevorzugter Bereich für die Aluminiumzulegierung beträgt von etwa 2 bis etwa 5 $· Es wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auf die CDA- ' Legierung 638 anwendbar ist, die 2,5 bis -3,1 % Aluminium, 1,5 bis 2,1 % Silicium, 0,25 bis 0,55 % Kobalt und den Rest Kupfer enthält.In general, the method according to the invention makes it possible for certain copper alloys provided with grain-refining agents to achieve improved ductility with a uniformly enlarged grain size. The inventive method is particularly applicable to copper alloys containing from about 2 to about 9 * 5 ../ "aluminum, -less than 1 fo zinc, and a grain-refining element from the group consisting of 0.001 to 5% iron, 0.001 to 1 $> chromium to 1 n / o zirconium, 0.001 to 5 fo cobalt as well as mixtures containing 0.001 of these elements, the balance being copper. Preferably, the alloy also contains from about 0.001 to about 3 ° silicon; a preferred range for the aluminum additive is from about 2 to about 5 $. It has been found that the inventive method is particularly applicable to the CDA- ' alloy 638, which contains 2.5 to -3.1 % aluminum, 1.5 to Contains 2.1 % silicon, 0.25-0.55 % cobalt and the remainder copper.
Es ist in Übereinstimmung mit der Erfindung .wünschenswert* die vorgenannten Kupferlegierungen im weiterverarbeiteten"Zustand mit verbesserter Duktilität, wie beispielsweise mindestensIt is .desirable * the. In accordance with the invention the aforementioned copper alloys in their further processed "state with improved ductility, such as at least
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hO r/o Dehnung im Fa]J der CDA-Legierung 638, zu schaffen, ohne daß sie einem ungleichmäßigen bzw. unregelmäßigem Kornwachstum 'unterliegen. hO r / o elongation in the Fa] J of the CDA alloy 638, without them being subject to uneven or irregular grain growth.
Bei einem ersten AusfUhrungnbeispifel der Erfindung wird eine Legierung innerhalb der obenarigegebenen ZusanHrienr-etzungsberelche im geglühten Zustand hergestellt, wobei die Legierung bei eine?1 Temperatur von unter 600 C geglüht worden ist. Die geglühte Legierung wird- dann einer End-Kaltverformung von etv/a 8 bi;:: et-f. 22 %, vorzugsweise vci f twa 10 bis etv/a 20 #, unterworfen. Die kaltverformte Legierung wird dann einer End-Glühung bei einer Temperatur von etwa 5t0 bis etv/a 715°In a first embodiment of the invention, an alloy within the abovementioned composition areas is produced in the annealed state, the alloy being at a? 1 temperature below 600 C has been annealed. The annealed alloy is then subjected to a final cold deformation of etv / a 8 bi; :: et-f. 22 %, preferably vci f between 10 and around 20 #. The cold-worked alloy then undergoes a final annealing at a temperature of about 50 to about 715 °
Temperatur von etwa 5t>0 bis etv/a 715°C, vorzugsweise von etv/a etwaTemperature from about 5t> 0 to about 715 ° C, preferably about about / a approximately
650 MsZYOO0C unterworfen.Subjected to 650 MsZYOO 0 C.
Es hat sich herausgestellt, daß die Dehnung mit steigender Temperatur der End-Glühung zunimmt. Das vorstehend beschriebene Verfahren ergibt eine Knetlegierung mit im wesentlichen einheitlicher Korngröße von weniger als 0,025 rnm, einer Zugfestigkeit von mindestens 49,2 kp/mm (70 ksi), einer 0,2 ^-Streckgrenze vonIt has been found that the elongation increases with increasing The final annealing temperature increases. The process described above results in a wrought alloy having a substantially more uniform Grain size less than 0.025 µm, a tensile strength of at least 49.2 kp / mm (70 ksi), a 0.2 ^ yield strength of
mindestens 21,1 kp/mm (30 ksi) und einer Dehnung von mindestens Ü.-0 %. Es war möglieh, mit der CDA-Legierung 638 Dehnungen von €;twa ^5 % bei einer Zugfestigkeit von etwa 52 kp/mm (7^ ksi) undat least 21.1 kp / mm (30 ksi) and an elongation of at least 0%. It was possible with the CDA alloy 638 elongations of €; about ^ 5% with a tensile strength of about 52 kp / mm (7 ^ ksi) and
einer 0,2 ^-Streckgrenze von etv;a 28,1 kp/mm (40 ksi) zu erzeugen. a 0.2 ^ yield strength of etv; a 28.1 kp / mm (40 ksi).
Tn Übereinstimmung mit bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung wird das Verfahren in einer Reihe von KaltVerformungen ausgeführt, zwischen die jeweils Glühungen bei relativ hoher Temperatur ein-In accordance with preferred developments of the invention the process is carried out in a series of cold deformations, between the annealing processes at a relatively high temperature
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geschoben vier den.pushed four den.
Nach einem zweiten, bevorzugten Ausf ührungs be j spiel der Erfindung wird eine Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb der vorgenannten Bereiche einer Kaltverformung imtervrorfen, die -:.usreichtj um eine Rekristallisation bei einer Temperatur von unterhalb etwa 600 'C-sicherzustellen. Im allgemeinen kommt hierfür eine Kaltverformung der Legierung von mindestens K) % und vorzugsweise von mindestens JO % in Fi age. Der höchste Betrag oer Kaltverformung ist dabei durch die erforderlichen (End- );·.'- :-.'S.T-!nc'ret: der Legierung gegeben. Dann v/lrcl die kältverformto Lef.ict'it-.'g einer Zwischeiiglühung bei einer Temperatur von etwa 400 Irj ?s etwa 600°C, vorzugsweise von etwa 450 bis etwa 575-°C, unterworfen. Die-zwischengeglühte "Legierung wird dann einer End-Kuitvc-rforrrar,g von etwa 8 bis etwa 22 %, vorzugsweise von etwa 10 bis etv-a 20 %, untervjorfen. Die abschließend kaitverformte Legierung wird öann einer End-Glülumg bei einer Temperatur von etwa 550 b.1s etwa 715 C, vorzugsv/eise von etv/a 650 bis .etwa 700 C, unterzogen.According to a second, preferred embodiment of the invention, an alloy with a composition within the aforementioned ranges is subjected to cold deformation which is sufficient to ensure recrystallization at a temperature below approximately 600 ° C. In general, cold deformation of the alloy of at least K) % and preferably of at least JO% is required for this. The highest amount of cold deformation is given by the required (final); · .'-: -. 'ST-! N c ' ret: of the alloy. Then the cold-deformed Lef.ict'it -. 'G is subjected to an intermediate annealing at a temperature of about 400 and about 600 ° C, preferably from about 450 to about 575 ° C. Die-interannealed "alloy is then end-Kuitvc-rforrrar, g from about 8 to about 22%, preferably from about 10 to etv-a 20% untervjorfen. The final kaitverformte alloy is öann an end-Glülumg at a temperature of about 550 to 1s about 715 C, preferably from about 650 to about 700 C.
Wie bei dem Verfahren gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispjel s nimmt die Dehnung mit der Temperatur der End-Glühung;zu. Es werden ähnliche Eigenschaften wie die bei dem Verfahren gemäßAs accordance with the method in the preceding Ausführungsbeispjel s takes the strain with the temperature of the final annealing; to. Properties similar to those in the method according to FIG
- angegeben ■- stated ■
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel/erreicht. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Temperatur der Zwisehenglühung in jeder Beziehung von entscheidendem Einfluß ist insofern, als daß · Temperaturen oberhalb von etwa 600°C zu ungleichmäßigem Korn- r wachstum in der Legierung führen, falls die Legierung vorher um mehr als etwa 22 % kaltverformt wurde. . -..;.,.the previous embodiment / achieved. However, it was found that the temperature of Zwisehenglühung in all respects decisive influence is so far as that · temperatures above about 600 ° C result in non-uniform grain r growth in the alloy, if the alloy in advance by more than about 22% has been cold worked. . - ..;.,.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Nach einem dritten Ausführungsbeispiel· der Erfindung v:j rd ei no Legierung mit einer Zusammensetzung innerhall) der ob'■:;?·,>:>/^eI :; Bereiche um mindestens 10 ',1>, vorzur.^viei <?e um m.nör:r:,tvr>/i 'J>0 '/:. abhängig von don gewünschtem (End-)Abmessungen kai tvc-Worint. P kai tverforii.te Legi erung wird dann be.i einer Temperatur von et■■: 1IQO bis otv.Ta 6000C, v0rzu3svKri.se etvza Klj0 bär; etwa i/T'/'C, zwischengeglüht.According to a third exemplary embodiment of the invention, an alloy with a composition within the range of Ranges by at least 10 ', 1>, vorzur. ^ Viei <? E um m.nö r : r:, tvr> / i'J> 0 '/ :. depending on the desired (final) dimensions kai tvc-worint. P kai tverforii.te alloy is then at a temperature of et ■■: 1 IQO to otv. T a 600 0 C, v0rzu3svKri.se etvza K l j0 bär; about i / T '/' C, intermediate annealed.
Die zwischengeglühte Legierung vjird ansohlieirend zvri cehon ctv/a 25 und etvra 40 fö kaltverformt und darauf bei oinor Tet.nioratur von etwa 400 bis etwa 6öO C, vorzugsweise von etwa ^50 bi.rj etwa i373°C, zv/ischengeglüht. Die so zvrisohengeglUhte Legi wird dann einer End-Kaltverforrnung zvischen etvja 8 und etwa 22 <fo, vorzugsvxeise zv/ischen etwa 10 und etwa 20 %, -unterviorfcn. Die abschließend kaitverformte Legierung wird dann bei einer Temperatur von etwa 550 bis etwa 715 C vorzugsweine von etwa 650 bis etwa 700 C, endgeglüht. Dieses AusführungsbeiHpjel der Erfindung ermöglicht größere Flexibilität, auf erfindungagemüße Weise die erforderlichen End-Abmessungen zu erreichen; sie ergibt auch im allgemeinen eine gleichmäßigere Rekristallisation der Legierung und gleichmäßigere bzw. einheitlichere Eigenschaften. The intermediate annealed alloy is initially cold worked at a temperature of 25 ° and 40 ° and then at a temperature of about 400 to about 60 ° C., preferably from about 50 ° C. to about 50 ° C. r j about i373 ° C, partially annealed. The so zvrisohengeglUhte Legi is then zvischen an end-Kaltverforrnung etvja 8 and about 22 <fo, vorzugsvxeise zv / een about 10 and about 20%, -unterviorfcn. The finally deformed alloy is then finally annealed at a temperature of about 550 to about 715 ° C, preferably from about 650 to about 700 ° C. This embodiment of the invention allows greater flexibility to achieve the required final dimensions in a manner according to the invention; it also generally results in more uniform recrystallization of the alloy and more uniform properties.
V/ie auch bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind hier die Zwischenglühtemperaturen von wesentlichem Einfluß, falls die Legierung vorher eine Kaltverformung von mehr als 22 f0 durchgemacht hat.V / ie also in the previous exemplary embodiment, the intermediate annealing temperatures have a significant influence here if the alloy has previously undergone cold deformation of more than 22 f 0.
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fÄD"ORK3lNALFÄD "ORK3lNAL
Bei λ]lon diskutierten Ausführungsbeispielen der-Erfindung sind· die Vorr^hropssohritte der End-Keiltverformuiig und der End-0'1.UhUMr kritisch,, um eine weiterverarbeitete Legierung bzw. eine Knetl c:\3i ervmg mit verbesserter Dehnung ohne wig}eich\u'a.l\fms Kornv/f'aihstufn zu erhalten. Die durch die'Erfindung ermöglichten Verfahren κ chaff en. eine gleichmäßige Kornvorgröberung und im wesentlichen einheitliche Korngrößen von unterhalb 0,025 π.κι. Wenn die obere Grenze für die erfindungsgenüiSe End-GiUhtemperatur überschritten wird, zeigt sich in der Legierung ungleichmäßiges bzw. unregelmäßiges Kornwachstum. Ähnliches gilt auch bezüglich des Verfahrehsschritts der End-Kaltverformung, da eine Verformung oberhalb von 22 % den· Beginn ungleichmäßigen Kornwächötums nach sich zieht. ·At λ] lon discussed embodiments of the invention are-the Vorr · ^ the end Keiltverformuiig and the end 0'1.UhUMr hropssohritte critical ,, c to a further processed alloy or a Knetl: \ 3i ervmg with improved elongation without wig} cal \ u'a. l \ fms Kornv / f'aihstufn. The processes made possible by the invention are effective. a uniform grain coarsening and essentially uniform grain sizes of below 0.025 π.κι. If the upper limit for the final casting temperature according to the invention is exceeded, uneven or irregular grain growth appears in the alloy. The same applies to the final cold deformation process step, since deformation above 22 % results in the beginning of uneven grain growth. ·
V/enn auch die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Aus-' führungsbeispiele näher erläutert wurde, so ist es doch möglich, zusätzlich zu den -erfindungsgemäßen Verfahrensschritten weitere Verfahrensschritte durchzuführen, solange die Grenzen der Zwischenglühtemperatur der Εηά-Kaltverformung und der End-Glühung eingehalten werden. . - - .If the invention is also made with reference to specific embodiments management examples has been explained in more detail, it is still possible in addition to the process steps according to the invention further Carry out procedural steps as long as the limits of the Intermediate annealing temperature of the Εηά cold forming and the final annealing be respected. . - -.
Die Haltezeiten bei der entsprechenden Temperatur sowie die Aufheiz- und die Abkühlgeschwindigkeiten bei den erfindungsgemäßen Glüh-Vsrfahrenssehritten sind nicht-Von entscheidenem Einfluß und können in Übereinstimmung mit der herkömmlichen Praxis für die verwendeten Legierungstypen beliebig festgesetzt v/erden-.. ' - ·The holding times at the corresponding temperature and the heating and cooling rates in the annealing process steps according to the invention are not of decisive importance Influence and may be arbitrarily set in accordance with conventional practice for the types of alloys used v / earth- .. '- ·
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Die folgende Diskussion soll die Mechanismen ausei-na die der entscheidendem Natur der erf indungügern." ^n Verfahrensmaßnahmen zugrundelä ogon. Diο erklärten Mechanismen ooj.lon in keiner Weise die Erfindung beschränken.The following discussion aims to clarify the mechanisms those of the crucial nature of the inventors. "^ n procedural measures underlying. Diο explained mechanisms ooj.lon in in no way limit the invention.
Bei Legierungen mit niedriger Stapelfeulerenergif. cJie verteilte Teilchen einer zweiten Phase enthalten, wie z.B, dj ο CDA-Logierung 6j53, führt eine Kaltverformung urn *}Ο % zu einer* ausgeprägten I11Ct /].l2\verformungstextur oder bevorzugten Orientierung. Wenn die CDA-Legierung 638 bei 50Q bis 6OO C rekristallisiert wird, enthält sie neugebildete, unverformte, rekrxKtallisierte Körner sehr kleiner Größe. Der starkeFor alloys with a low stacking fire energy. If they contain distributed particles of a second phase, such as, dj ο CDA logging 6j53, a cold deformation by *} Ο% leads to a * pronounced I11Ct /] .l2 \ deformation texture or preferred orientation. When the CDA alloy 638 is recrystallized at 50 ° to 600 ° C., it contains newly formed, undeformed, recrystallized grains of very small size. The strong
von Korngrenzenverankerungseffekt (pinning, effect)/foinverteilteii CoSi-Teilchen einer zvieiten Phase sichert die Beibehaltung eines feinen Korns. Bei höheren Glühternperaturen oberhalb von 6OO C verringert sich die Verankerungskraft, da die CcSi-Teilchen sich zusainmenlagern und/oder wieder in Lösung gehen.of grain boundary anchoring effect (pinning, effect) / foinverteilteii CoSi particles of a second phase ensure retention of a fine grain. At higher annealing temperatures above 600 C, the anchoring force is reduced because the CcSi particles aggregate and / or go back into solution.
Unter diesen Bedingungen wachsen neue rekristallisier-te Körner mit einer |no( 012).Glühtextur bzw. bevorzugten Orientierung .vorzugsweise in die ϊΙΙΟί \11^Textur der noch verformten Bereiche. Bevorzugtes Kornwachstum setzt sich auch noch nach der Rekristallisation fort, da die größeren Körner·' der bevorzugten Orientierung höhere WachstumsgeschvrLndigkeiten als ihre kleineren Nachbarn davon unterschiedlicher Orientierungen haben. Dieses bevorzugte Kornwachstum führt zu dem unerwünschten, unregelmäßigen Kornv/achstum und ergibt eine Duplex-Mikrostruktur.Under these conditions new recrystallized ones grow Grains with a | no (012) .glow texture or preferred Orientation. Preferably in the ϊΙΙΟί \ 11 ^ texture of the still deformed Areas. Preferred grain growth continues even after recrystallization, since the larger grains the preferred orientation is higher growth rates more different than their smaller neighbors Have orientations. This preferred grain growth leads to the undesirable, irregular grain growth and results a duplex microstructure.
ΠΑ|09823/0830 ΠΑ | 098 23/0830
Es vrarde. festgestellt, daß die Text uv vom "Typ hi Oi Π 12) die stabile End-Textur in kai tgewal zten Legierungen nit niedriger StapelfehTereriergie,z.B. der CDA-"Legierung 6^8, ist. Ung] e:i ohmäßiges Kornwpehsturn führt zu einer Glühtextur vom Typ 4 3.10 OI2V Man nimmt an, daß die Entv/icklung de» ung] eiehmäßjgen Kornvracho turns und die 111G/ M 12Vi]ühtextur mit dem Vornan α:;?:- sein eines kritischen Ausmaßes der 4110ί < ] 3 2\verfori.n.m£3-" textur vor der End-Rekri stall is«.t Jons glühung zusammenhängen.It vrarde. found that the text uv of the "type hi Oi Π 12) die stable final texture in cold rolled alloys not lower Stack failure teriergy, e.g. of the CDA "alloy 6 ^ 8, is. Ung] e: i ohmic Kornwpehsturn leads to an annealing texture of type 4 3.10 OI2V It is assumed that the development is taking shape Kornvracho turns and the 111G / M 12Vi] ühtextur with the front α:;?: - being of a critical extent to the 4110ί < ] 3 2 \ verfori.n.m £ 3- "texture before final recrystallization is not related to Jon's glow.
Die in dem vorliegenden Text verwendeten Begriffe Textur oder bevorzugte Orientierung beziehen sieh auf die Ebenen der Körner, die parallel zu der Oberfläche des Metallstreifens liegen.The terms texture or preferred orientation refer to the planes of the grains which are parallel to the surface of the metal strip lie.
Es wurde im Zusammenhang.mit der Erfindung herausgefunden, daß dann, wenn der Schritt der End-Kaltverformung "innerhalb der vorgenannten Verformungsgradbereiche liegt, das Ausmaß der jUOf OlsNverformungstextur unterhalb des kritischen Niveaus bleibt, so daß während der End-Glühung innerhalb der angegebenen Temperaturbereiche kein ungleichrnäiuijes Kornwachstum auftritt. Deshalb wird mit den erfindungsgemäßen Verfahren gleichmäßige Kornvergröberung ohne Duplex-Struktur oder ungleichmäßiges Kornviaehstum erreicht.It was found in connection with the invention, that if the step of final cold working "within the aforementioned deformation ranges, the extent the jUOf OlsN deformation texture below the critical Levels remains, so that no uneven grain growth within the specified temperature ranges during the final annealing occurs. Therefore, with the method according to the invention Uniform grain coarsening without a duplex structure or uneven Corn viaehstum achieved.
Die erfindungsgemäßen Verfahren "werden im folgenden anhand weiterer detaillierter Beispiele näher erläutert. Bei den Beispielen wurden die Proben bei allen End-Glühungen und Zwisehenglühungen eine Stunde lang auf der entsprechendenThe process "according to the invention are described below with reference to further detailed examples. In the examples, the samples were all final annealing and Zwisehenglüh un gen for an hour on the relevant
409823/0830 BAOORKSINAt409823/0830 BAOORKSINAt
Temperatur 'gehalten. Der Betriff Glüht empor a tür bezieht; r:i-^h im Rahmen des vorliegenden Texten eher auf die Ketal] temper.'-tür r],s auf dieTemperature 'held. The term Glows up a door relates; r: i- ^ h im In the context of the text at hand, it is more likely to focus on the Ketal] temper .'- door r], s on the
Bei s pie 1 1At pie 1 1
Proben der CDA-Legierung 638 mit einer Zusammensetzung vor. 1,9& '/*> Silicium, 2,5 fo Aluminium, 0,^12 <?o Kobalt, Rest Kupfer vTor-rlcn mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 2,?-9 Hin· (0,090") -hergestellt. Die Proben werden dann entsprechen·') den in der folgenden-Tabelle angegebenen Verf^hrersscr-" '■ '"en behan-'l^lt. Die mechanischen Eigenschaften und Korngrößen der Proben Kind in der Tabelle aufgeführt:Samples of CDA alloy 638 with a composition . 1.9 &'/*> silicon, 2.5 fo aluminum, 0.12 <? O cobalt, the remainder copper. The samples will then correspond to the procedures given in the following table. The mechanical properties and grain sizes of the samples are listed in the table:
Behandlungsfolge Zugfestig- 0,2^-Streck- (Bruch-)- Korn-Treatment sequence tensile strength 0.2 ^ stretch (fracture) grain
keit,p grenze, Dehnung, grö-,;e, kp/mm (ksi) kp/mm (ksi) C,O inrnspeed, p limit, elongation, size - ,; e, kp / mm (ksi) kp / mm (ksi) C , O inrn
A V/V5O^,G1 575/A V / V5O ^, G1 575 /
V/V5O^,G1 575 C 59,1 (84) 40,8 (58) 55 0,005V / V50 ^, G1 575 C 59.1 (84) 40.8 (58) 55 0.005
B Y/V45&G1 575°C/
ViV50^,Gl 575°C/
WVl5^, Gl 575 C 54,1 (77) 28,8 (41) 40 0,010BY / V45 & G1 575 ° C /
ViV50 ^, Gl 575 ° C /
WVl5 ^, Gl 575 C 54.1 (77) 28.8 (41) 40 0.010
Gl" 575°C/
G1 575°C/
Gl 70O0C 51,3 (73) 26,7 (38) 45 0,012Gl "575 ° C /
G1 575 ° C /
Gl 70O 0 C 51.3 (73) 26.7 (38) 45 0.012
VfV = Walzverformung; Gl = GlühungVfV = rolling deformation; Gl = annealing
Dieses Beispiel zeigt, daß ein Bereich der Dehnung, der Festigkeitseigenschaften und der einheitlichen Kornvergrb'berung, die zu einer geeigneten kleinen Korngröße führt, mit den erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden kann.This example shows that a range of elongation, strength properties and uniform grain coarsening, which leads to a suitable small grain size, with the inventive Procedure can be achieved.
\wv-an ><■.*-<' 409823/0830 \ wv-an><■. * - <' 409823/0830
BAD ORiGfNALBAD ORiGfNAL
Die Benandlungsfolge A entspricht der herkömmlichen Behandlung bei dieser Legierung und fällt nicht in den Bereich des erfindungsgeiiiäßen Verfahrens. Sie wird zu Vergleichszwecken aufgeführt. . ■;--.'* 'The treatment sequence A corresponds to the conventional treatment in this alloy and does not fall within the scope of the invention Procedure. It is listed for comparison purposes. . ■; -. '*'
Die Behandlungsfolgen B und G verdeutlichen, daß darm, wenn der Schritt der Encl-Kaltverformung innerhalb des erfiridungsgemüßen Redulcti onsberei chs liegt, gleichmäßige Kornvergrb'berung sowie erhebliche Verbesserungen bei der Dehnung nach einer Endulühung in einem Bereich von Glühtemperaturen erzielbar sind.,The treatment sequences B and G make it clear that gut, if the Step of Encl cold deformation within the scope of the invention Reduction area lies, uniform grain coarsening as well significant improvements in elongation after an end-application can be achieved in a range of annealing temperatures.,
B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2
Proben der CDA-Legierung 6j58 mit einer Zusammensetzung von l,9-S-.$ Silicium, 2,5 % Aluminium, 0,42 # Kobalt, Rest Kupfer werden mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 2,Q3 mm (0,08") 'hergestellt. Die Proben werden unterschiedlichen End-Kaltverformungen unterworfen.und bei unterschiedlichen End-Glühtemperaturen geglüht. Es ergeben sich die unten aufgeführten · Verhältnisse: · <Samples of the CDA alloy 6j58 with a composition of 1.9-S -. $ Silicon, 2.5 % aluminum, 0.42 # cobalt, the remainder copper are removed using commercially available equipment to a thickness of 2.Q3 mm (0.08 The specimens are subjected to different final cold deformations and annealed at different final annealing temperatures. The following ratios result: · <
Glühtemperatur, 0C ; —-— Korn_ mmAnnealing temperature, 0 C; - grain_ mm
600 650 700 750600 650 700 750
1.) Proben im geglühten Zustand, geglüht bei weniger als 60O0C.1.) Samples in the annealed condition, annealed at less than 60O 0 C.
409823/0830 >409823/0830>
. BAD OftSGlNAL. BATH OftenGlNAL
2.) Duplex-MikroStruktur2.) Duplex micro structure
3. ) Korngröße nach Entstehung der Hochtemperatur-Kornvrachsturnr-;-textur. 3.) Grain size after the formation of the high-temperature grain structure.
Dieses Beispiel, verdeutlicht den entscheidenden Einfluß der End-Kaltvei'formung und der oberen Grenze für die End-Gliihtemperatur. Weiter zeigen die Ergebnisse dieses Bei.spiiels.« daß bei einer End-Kaltverformung von 15^ End-Glühtemperaiuren bis hinauf zu 700 C Verwendung finden können, ohne daß ungleichmäßiges Kornwachstum beginnt. Bei einer End-Kaltverformung von 50 % beginnt allerdings ungleichmäßiges Kornwachstum bei 65O0C.This example illustrates the decisive influence of the final cold deformation and the upper limit for the final annealing temperature. The results of this example also show that with a final cold working of 15 ^ final annealing temperatures up to 700 ° C can be used without uneven grain growth beginning. With a final cold deformation of 50 % , however, uneven grain growth begins at 65O 0 C.
Proben der CDA-Legierung 638 mit einer Zusammensetzung von 1,98 % Silicium, 2,5 % Aluminium, 0,42 % Kobalt, Rest Kupfer werden mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 2,29 trim (0,09") hergestellt. Die Proben werden entsprechend den folgenden Stufen behandelt, wobei die Temperatur der Zwischenglühung variiert wird. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt : ·Samples of CDA alloy 638 with a composition of 1.98 % silicon, 2.5 % aluminum, 0.42 % cobalt, the remainder copper, are produced using commercially available equipment to a thickness of 2.29 trim (0.09 "). The samples are treated according to the following steps, varying the temperature of the intermediate annealing. The results are shown in the following table: ·
Behandlungsfolge: Kaltwalzen um 45 %, Glühen bei 575°C;Treatment sequence: cold rolling by 45 %, annealing at 575 ° C;
Kaltwalzen um 30 ?o, Zwischenglühung;Cold rolling by 30 ? O, intermediate annealing;
Kaltwalzen um 15 ^, Glühung bei 7OO°C.Cold rolling by 15 ^, annealing at 700 ° C.
Zwischen- Zugfestig- 0,2-Streck- (Bruch-)- Kornglühung, C keit,2 grenze, Dehnung, größe, kp/mm (ksi) kp/mm^ (ksi) ^ mm Intermediate tensile strength 0.2 stretching (breaking) - grain annealing, C speed, 2 limit, elongation, size, kp / mm (ksi) kp / mm ^ (ksi) ^ mm
575 51,5 (75)" 26,7 (38) 45 0,010 650 50,6 (72) 25,3 (36) 47,5 4.)575 51.5 (75) "26.7 (38) 45 0.010 650 50.6 (72) 25.3 (36) 47.5 4.)
409823/0830409823/0830
H.) Hauptsächlich 0,005 bis Ό,ΟΙΌ ram-Körner; es werden jedocl· 0,0^0 mm-Kö'rner beobachtet, was auf ungewöhnlich vergrößertes Kornwachs turn hindeutet. H.) Mainly 0.005 to Ό, ΟΙΌ ram grains; However, 0.0 ^ 0 mm grains are observed, which indicates an unusually enlarged grain wax turn.
Dieses Beispiel veranschaulicht deutlich den entscheidenden Einfluß der Zv/ischenglühtemperatur. Das Beicpiel zeigt, dr./3 dann, wenn die Zwischenglühtemperatur nach einer Kalt Verformung um mindestens etwa 22 $t/o.ÖO°C übersteigt, der Beginn übertriebenen Kornv.'achstums erwartet werden kann.This example clearly illustrates the crucial one Influence of the initial annealing temperature. The example shows dr./3 when the intermediate annealing temperature after cold deformation by at least about 22 $ t / o.ÖO ° C, the beginning exaggerated Grain growth can be expected.
Proben der CDA-Legierung 638 mit einer Zusammensetzung von 1,9 # • Silicium, 2,5 % Aluminium, 0,42 ji Kobalt, Rest Kupfer werden, mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 2,OJ mm (0,08")-^ hergestellt. Proben der Legierung v/erden dann auf vier verschiedene End-Verformungen, nämlich 15, 20, 25 und 30 $, kaltgewalzt und dann bei drei Glühteinperaturen, nämlich 650, 700 und 725OC eine Stunde lang endgeglüht.,* Die Proben werden metallographisch ausgewertet;lim-.herauszufinden, -welche Verformungsgrad-Temper atur-ICombinationen gleichmäß^ Korn vergröberungen erzeugen. Es ergaben sich die' in der folgenden Tabelle aufgeführten Verhältnisse: Samples of the CDA alloy 638 with a composition of 1.9 # silicon, 2.5 % aluminum, 0.42 μl cobalt, the remainder copper, are obtained using commercially available equipment to a thickness of 2.0 mm (0.08 ") Samples of the alloy are then cold-rolled to four different final deformations, namely 15, 20, 25 and 30 $, and then finally annealed at three annealing stone temperatures, namely 650, 700 and 725 O C for one hour., * The samples are evaluated metallographically ; to find out -what degree of deformation-temperature-combinations produce uniform grain coarsening. The ratios listed in the following table were obtained:
Kaltverformung, %' ■ Kornstruktur beireiner End-Cold deformation, % ' ■ grain structure at r an end
o,O,
650 700 725 650 700 725
15 ■ 8.) 8.) 7.)15 ■ 8.) 8.) 7.)
25 6.) 7.) 7.)25 6.) 7.) 7.)
409823/0830. ~~ -~——409823/0830. ~~ - ~ ——
5.) Proben·im geglühten Zustand, geglüht bei weniger als 60O1C. 6.) Nahezu vollständig gleichmäßige Struktur, ein oder zv;,oi5.) Samples in the annealed condition, annealed at less than 60O 1 C. 6.) Almost completely uniform structure, one or two, oi
vereinzelte, große Körner.
7.) Duplex-Kornstruktur.
8.) Gleichmäßige Kornstruktur.scattered, large grains.
7.) Duplex grain structure.
8.) Uniform grain structure.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, daß End-Verformungen innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche zu einer einheitlichen Kornstruktur führen, während Verformungen außerhalb des er-These results make it clear that end deformations within of the areas according to the invention lead to a uniform grain structure, while deformations outside the
umaround
finuungsgenäßen Bereichs., beispielsv7ei.se/2i} r/o, zu ungleichmäßigem Kornwachstum und einer sich daraus ergebenden DuplexKorns truktur führen. Die Ergebnisse machen weiter deutlich, daß bei End-Glühtemperaturen außerhalb des in der Erfindung gegebenen Bereichs, d.h. oberhalb von 715 C, eine einheitliche Kornstruktur bei irgendeinem der aufgelisteten Kaltverformungsgrade nicht sichergestellt werden kann.suitable area., for example v7ei.se/2i} r / o, lead to uneven grain growth and a resulting duplex grain structure. The results make it further clear that at final annealing temperatures outside the range given in the invention, ie above 715 ° C., a uniform grain structure cannot be ensured at any of the listed degrees of cold deformation.
Die vorstehenden Beispiele verdeutlichen klar den entscheidenden Einfluß der Zwischenglühtemperatur, der End-Kaltverformung und der End-Glühtemperatur, wie sie durch die erfindungsgemäßen Verfahren angegeben vier den.The above examples clearly illustrate the crucial one Influence of the intermediate annealing temperature, the final cold deformation and the final annealing temperature as indicated by the methods of the invention.
Die Erfindung wurde anhand einer einzigen End-Kaltverformung und einer einzigen End-Glühung beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß auch eine Reihe von KaltVerformungen und Glühungen innerhalb der Bereiche der End-Kaltverformung und der End-Glühung Vervrendung finden können, ohne daß es in der Legierung zu ungleichmäßigem Kornwachstum kommt. Es gehört also auch eineThe invention has been completed using a single end cold working and a single final anneal. It is understood, however, that a number of cold deformations and annealing can be used within the ranges of final cold working and final annealing without it being in the alloy uneven grain growth occurs. So there is also one
AO9823/0830AO9823 / 0830
BAD ORfQINALBAD ORfQINAL
•7-• 7-
Reihe von mehreren Verformungen und Glühungen innerhalb der Bereiche· der End~Verforrnung und der End-Glühuiig zum Bereich der Erfindung. . . \ · "Series of several deformations and anneals within the ranges · the end deformation and the end annealing to the scope of the invention. . . \ · "
409823/0830409823/0830
BADOBtGlNALBADOBtGlNAL
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