DE2358510B2 - PROCESS FOR PRODUCING A UNIFORM, FINE GRAIN AND A HIGH ELONGATION IN COPPER-ALUMINUM ALLOYS - Google Patents
PROCESS FOR PRODUCING A UNIFORM, FINE GRAIN AND A HIGH ELONGATION IN COPPER-ALUMINUM ALLOYSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Kupfer-Aluminium-Legierungen aus 70 bis 95% Kupfer, 3 bis 10% Aluminium und 0,1 bis 10% Eisen, die
Zusätze von Mangan, Silizium, Molybdän, Titan, Nickel, Kobalt oder Chrom enthalten können, sind an sich
bekannt (DT-PS 6 80 213). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach durchführbares Verfahren
zur Herstellung eines gleichmäßigen, feinen Korns und einer hohen Dehnung bei Kupfer-Aluminium-Legierungen
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Zusammensetzung verfügbar zu machen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus demCopper-aluminum alloys made of 70 to 95% copper, 3 to 10% aluminum and 0.1 to 10% iron, which may contain additions of manganese, silicon, molybdenum, titanium, nickel, cobalt or chromium, are known per se ( DT-PS 6 80 213). The invention is based on the object of making available a process for producing a uniform, fine grain and high elongation in copper-aluminum alloys of the composition specified in the preamble of claim 1, which can be carried out in a simple manner.
The solution to this problem arises from the
in kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.in the characterizing part of claim 1.
Es ist bekannt (GB-PS 10 85 988), Kupfer-Aluminium-Legierungen mit 9,0 bis 11,8% Aluminium, die unter anderem zusätzlich Zink, Eisen, Chrom und Zirkonium enthalten können, nach einer Warmverformung einer Kaltverformung und einer nachfolgenden Glühung zu unterziehen. Das bekannte Verfahren führt zu Legierungen mit hoher Zugfestigkeit, hoher Duktilität, ziemlich feinem Korn und einer Dehnung im Bereich von 9 bis 12%. In der GB-PS 10 85 988 ist angegeben, daß es bei dem bekannten Verfahren wesentlich darauf ankommt, Kupfer-Aluminium-Legierungen mit 9,0 bis 11,8% Aluminium einzusetzen; derartige Legierungen enthalten einen wesentlichen Anteil Beta-Phase. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verarbeitenden Legierungen enthalten hingegen bedeutend weniger Aluminium.It is known (GB-PS 10 85 988), copper-aluminum alloys with 9.0 to 11.8% aluminum, including zinc, iron, chromium and zirconium may contain, after a hot deformation, a cold deformation and a subsequent annealing undergo. The known method leads to alloys with high tensile strength, high ductility, quite fine grain and an elongation in the range of 9 to 12%. In GB-PS 10 85 988 it is stated that it is at the known process essentially depends on copper-aluminum alloys with 9.0 to 11.8% To use aluminum; such alloys contain a substantial proportion of beta phase. The after In contrast, the alloys to be processed according to the invention contain significantly less Aluminum.
Die Zugabe kornfeinender Mittel zu einphasigen Mischkristallegierungen, wie sie auch bei den erfindungsgemäß zu verarbeitenden Legierungen vorgeschen ist, ist weithin üblich, um die Verarbeitbarkeit und/oder die Eigenschaften der Legierungen zu verbessern. Häufig ergibt sich dabei eine Vergleichmäßigung der Eigenschaften für einen Bereich von Legierungszusammensetzungen und Verarbeitungsbe-The addition of grain-refining agents to single-phase mixed crystal alloys, as is also the case with those according to the invention Alloys to be processed is widely used to improve workability and / or to improve the properties of the alloys. Often this results in an equalization properties for a range of alloy compositions and processing conditions
j5 dingungen, insbesondere Glühtemperaturen. Allerdings sind in vielen Fällen, beispielsweise bei einer Kobaltzugabe zu Kupfer-Aluminium-Legierungen, die kornfeinenden Mittel nicht im ganzen Temperaturbereich bis hinauf zum Schmelzpunkt der Legierung stabil, weil es zu Auflösung, Zerfall, Umsetzung, sich ändernder Löslichkeit und dergleichen kommt. Ferner ist eine Verschlechterung der normalerweise erreichbaren Duktilität der Legierung zu beobachten. Wenn man hingegen einphasige Mischkristallegierungen ohne Zugabe kornfeinender Mittel bei höheren Temperaturen wärmebehandelt, nehmen Korngröße und Duktilität zu, während die Festigkeit abnimmt.j5 conditions, especially annealing temperatures. However are in many cases, for example when adding cobalt to copper-aluminum alloys, the grain refiners Means not stable in the whole temperature range up to the melting point of the alloy because it is dissolution, disintegration, conversion, changing solubility, and the like occurs. Furthermore is a Worsening of the normally achievable ductility of the alloy can be observed. If on the other hand, single-phase mixed crystal alloys without the addition of grain-refining agents at higher temperatures when heat treated, grain size and ductility increase while strength decreases.
Üblicherweise glüht man bei so hohen Temperaturen, wie sie in Anbetracht der gewünschten Festigkeit nochUsually, one anneals at temperatures as high as they are in view of the desired strength
so möglich sind, um hohe Duktilität bzw. Formänderungsfähigkeit bei nachfolgenden Verformungen, beispielsweise durch Streckziehen, zu erhalten. Allerdings ist übermäßiges Kornwachstum, das sich als sogenannte Orangenhaut bemerkbar machen kann und insbesondere auf sehr glatten Oberflächen sichtbar wird, unerwünscht. Viele feinkörnige bzw. mit kornfeinenden Mitteln versehene Kupferlegierungen haben nämlich die unerwünschte Eigenschaft, daß jeder Versuch, die Korngröße über das durch die kornfeinende Zugabeso are possible to high ductility or deformability in subsequent deformations, for example by stretch forming. However, excessive grain growth is what is called the so-called Can make orange peel noticeable and is particularly visible on very smooth surfaces, undesirable. Many fine-grained or with grain-refining agents provided copper alloys namely the undesirable property that any attempt to increase the grain size by adding grain refining
bo gegebene stabile Niveau hinaus zu vergrößern, zu einer unkontrollierten Mischkorngröße führt, die aus sehr kleinen und außergewöhnlich großen Körnern besteht. Dieses ungleichmäßige Kornwachstum wird durch Effekte wie sekundäre Rekristallisation verursacht, die eine unmittelbare Folge der Wirkung der Zweitphasen-Teilchen auf die Matrix während der Kaltverformung und des nachfolgenden Glühens sind. Material, in dem ungleichmäßiges bzw. unregelmäßiges Kornwachstumbo given stable level addition to enlarge, to a uncontrolled mixed grain size, which consists of very small and exceptionally large grains. This uneven grain growth is caused by effects such as secondary recrystallization that a direct consequence of the action of the second phase particles on the matrix during cold working and the subsequent glow. Material in which uneven or irregular grain growth
stattgefunden hat, ist zur Herstellung von Teilen nicht geeignet, die glatte Oberflächen für eine Glanzbehandlung, das Polieren und/oder das Elektroplattieren bzw. Galvanisieren benötigen. Außerdem entstehen ungleichmäßige mechanische Eigenschaften.has taken place is not suitable for the production of parts that have smooth surfaces for a gloss treatment, need polishing and / or electroplating or electroplating. In addition, irregular ones are created mechanical properties.
Demgegenüber führt das erfindungsgemäße Verfahren zu hoher, gleichmäßiger Duktilität, zu hoher Dehnung und zu einer kontrollierten Korngröße. Es ist eine kleine sowie eine gleichmäßig bzw. regelmäßig vergrößerte Korngröße erreichbar. Insbesondere wird ungleichmäßiges Kornwachstum vermieden.In contrast, the method according to the invention leads to high, uniform ductility, too high Elongation and a controlled grain size. It is a small one as well as an even or regular one increased grain size achievable. In particular, uneven grain growth is avoided.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10. Besonders betont sei eine in Weiterbildung der Erfindung ermöglichte Verfahrensführung mit einer Folge abnehmender Kaltverformungen mit eingeschobenen Hochtemperaturglühungen. Preferred developments of the invention emerge from claims 2 to 10. It should be particularly emphasized a process management made possible in a further development of the invention with a decreasing sequence Cold deformation with inserted high-temperature annealing.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger konkreterer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert:The invention is explained in more detail below with the aid of some more specific exemplary embodiments:
Besonders günstig läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Legierung anwenden, die 2,5 bis 3,1% Aluminium, !,5 bis 2,1% Silizium, 0,25 bis 0,55% Kobalt und Rest Kupfer enthält (CDA-Legierung 638). Es läßt sich verbesserte Duktilität im weiterverarbeiteten Zustand, beispielsweise mindestens 40% Dehnung im Fall der CDA-Legierung 638, schaffen, ohne ungleichmäßiges bzw. unregelmäßiges Kornwachstum.The method according to the invention can be used particularly favorably with an alloy that is 2.5 to Contains 3.1% aluminum,!, 5 to 2.1% silicon, 0.25 to 0.55% cobalt and the remainder copper (CDA alloy 638). There can be improved ductility in the further processed state, for example at least 40% elongation in the case of CDA alloy 638, without uneven grain growth.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Legierung innerhalb der oben angegebenen Zusammensetzungsbereiche im geglühten Zustand hergestellt, wobei die Legierung bei einer Temperatur von unter 6000C geglüht worden ist. Die geglühte Legierung wird dann einer End-Kaltverformung von etwa 8 bis etwa 22%, vorzugsweise von etwa 10 bis 20%, unterworfen. Die kaltverformte Legierung wird dann einer End-Glühung bei einer Temperatur von etwa 550 bis etwa 715° C, vorzugsweise von etwa 650 bis etwa 700° C unterworfen.In a first embodiment of the invention, an alloy is produced within the above composition ranges in the annealed condition, said alloy having been annealed at a temperature below 600 0C. The annealed alloy is then subjected to a final cold working of from about 8 to about 22%, preferably from about 10 to 20%. The cold worked alloy is then subjected to a final anneal at a temperature of from about 550 to about 715 ° C, preferably from about 650 to about 700 ° C.
Es hat sich herausgestellt, daß die Dehnung mit steigender Temperatur der End-Glühung zunimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt eine Knetlegierung mit im wesentlichen einheitlicher Korngröße von weniger als 0,025 mm, einer Zugfestigkeit von mindestens 49,2 kp/mm2, einer 0,2%-Streckgrenze von mindestens 21,1 kp/mm2 und einer Dehnung von mindestens 40%. Es war möglich, mit der CDA-Legierung 638 Dehnungen von etwa 45% bei einer Zugfestigkeit von etwa 52 kp/mm2 und einer 0,2%-Streckgrenze von etwa 28,1 kp/mm2 zu erzeugen.It has been found that the elongation increases as the temperature of the final anneal increases. The inventive method results in a wrought alloy with a substantially uniform grain size of less than 0.025 mm, a tensile strength of at least 49.2 kp / mm 2 , a 0.2% yield strength of at least 21.1 kp / mm 2 and an elongation of at least 40%. It was possible with the CDA alloy 638 elongations of about 45% mm at a tensile strength of about 52 kgf / 2 and a 0.2% yield strength of about 28.1 kgf / mm to produce the second
In Übereinstimmung mit bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung wird das Verfahren mit einer Reihe von Kaltverformungen ausgeführt, zwischen die jeweils Glühungen bei relativ hoher Temperatur eingeschoben werden.In accordance with preferred developments of the invention, the method is carried out with a series executed by cold deformation, inserted between each annealing at a relatively high temperature will.
Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb der vorgenannten Bereiche einer Kaltverformung unterworfen, die ausreicht, um eine Rekristallisation bei einer Temperatur von unterhalb etwa 600° C sicherzustellen. Im allgemeinen kommt hierfür eine Kaltverformung der Legierung von mindestens 10% und vorzugsweise von mindestens 30% in Frage. Der höchste Betrag der Kaltverformung ist dabei durch die erforderlichen (End-) Abmessungen der Legierung gegeben. Dann wird die kaltverformte Legierung einer Zwischenglühung bei einer Temperatur von etwa 400 bis etwa 600°C, vorzugsweise von etwa 450 bis etwa 575°C, unterworfen. Die zwischengeglühte LegierungAccording to a second embodiment of the invention, an alloy having a composition subject to cold deformation within the aforementioned ranges which is sufficient to cause recrystallization ensure at a temperature below about 600 ° C. Generally there is one for this Cold working of the alloy of at least 10% and preferably of at least 30% in question. Of the The highest amount of cold deformation is due to the required (final) dimensions of the alloy given. Then the cold worked alloy undergoes an intermediate anneal at a temperature of about 400 to about 600 ° C, preferably from about 450 to about 575 ° C. The intermediate annealed alloy
wird dann einer End-Kaltverformung von etwa 8 bis etwa 22%, vorzugsweise von etwa 10 bis 20% unterworfen. Die abschließend kaltverformte Legierung wird dann einer End-Glühung bei einer Temperatur von etwa 550 bis etwa 7150C, vorzugsweise von etwa 650 bis etwa 700°C, unterzogen.is then subjected to a final cold working of from about 8 to about 22%, preferably from about 10 to 20%. The final cold-worked alloy is then to about 715 0 C, preferably, subjected to a final annealing at a temperature of about 550 of about 650 to about 700 ° C.
Wie bei dem Verfahren gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, nimmt die Dehnung mit der Temperatur der End-Glühung zu. Es werden ähnliche Eigenschaften wie die bei dem Verfahren gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel angegebenen erreicht. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Temperatur der Zwischenglühung von entscheidendem Einfluß ist insofern, als daß Temperaturen oberhalb von etwa 600° C zu ungleichmäßigem Korn wachstum in der Legierung führen, falls die Legierung vorher um mehr als etwa 22% kaltverformt wurde.As in the method according to the previous exemplary embodiment, the elongation increases with the Final annealing temperature. Properties similar to those in the method according to the previous embodiment specified achieved. However, it was found that the temperature the intermediate annealing is of decisive influence insofar as temperatures above about 600 ° C lead to uneven grain growth in the alloy, if the alloy has previously increased by more when about 22% was cold worked.
Nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb der oben angegebenen Bereiche um mindestens 10% vorzugsweise um mindestens 30% abhängig von den gewünschten (End-) Abmessungen kaJtverformt. Die kaltverformte Legierung wird dann bei einer Temperatur von etwa 400 bis etwa 6000C, vorzugsweise etwa 450 bis etwa 575°C, zwischengeglüht.According to a third exemplary embodiment of the invention, an alloy with a composition within the ranges given above is deformed by at least 10%, preferably by at least 30%, depending on the desired (final) dimensions. The cold-worked alloy is then at a temperature of about 400 to about 600 0 C, preferably about 450 to about 575 ° C, intermediately.
Die zwischengeglühte Legierung wird anschließend zwischen etwa 25 und etwa 40% kaltverformt und darauf bei einer Temperatur von etwa 400 bis etwa 600° C, vorzugsweise von etwa 450 bis etwa 575° C, zwischengegiüht. Die so zwischengeglühte Legierung wird dann einer End-Kaltverformung zwischen etwa 8 und etwa 22%, vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa 20%, unterworfen. Die abschließend kaltverformte Legierung wird dann bei einer Temperatur von etwa 550 bis etwa 715°C, vorzugsweise von etwa 650 bis etwa 700°C, endgeglüht. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht größere Flexibilität, auf erfindungsgemäße 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 then cold worked between about 25 and about 40% and then at a temperature of about 400 to about 600 ° C, preferably from about 450 to about 575 ° C, intermediate annealed. The alloy that has been annealed in this way is then subjected to a final cold working between approximately 8 and about 22%, preferably between about 10 and about 20%. The finally cold-formed Alloy is then at a temperature of about 550 to about 715 ° C, preferably from about 650 to about 700 ° C, finally annealed. This embodiment of the invention allows greater flexibility on inventive Way to achieve the required final dimensions; it also generally gives one more uniform recrystallization of the alloy and more uniform or more uniform properties.
Wie auch bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind hier die Zwischenglühtemperaturen von wesentlichem Einfluß, falls die Legierung vorher eine Kaltverformung von mehr als 22% durchgemacht hat.As in the previous embodiment, the intermediate annealing temperatures are essential here Influence if the alloy has previously undergone cold deformation of more than 22%.
Bei allen diskutierten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Verfahrensschritte der End-Kaltverformung und der End-Glühung kritisch, um eine weiterverarbeitete Legierung bzw. eine Knetlegierung mit verbesserter Dehnung ohne ungleichmäßiges Kornwachstum zu erhalten. Die durch die Erfindung ermöglichten Verfahren schaffen eine gleichmäßige Kornvergröberung und im wesentlichen einheitliche Korngrößen von unterhalb 0,025 mm. Wenn die obere Grenze für die erfindungsgemäße End-Glühtemperatur überschritten wird, zeigt sich in der Legierung ungleichmäßiges bzw. unregelmäßiges Kornwachstum. Ähnliches gilt auch bezüglich des Verfahrensschritts der End-Kaltverformung, da eine Verformung oberhalb von 22% den Beginn ungleichmäßigen Kornwachstums nach sich zieht.In all of the discussed exemplary embodiments of the invention, the process steps are final cold forming and the final annealing is critical to a further processed alloy or a wrought alloy with improved elongation without uneven grain growth. The by the invention The methods made possible create a uniform grain coarsening and essentially uniform Grain sizes below 0.025 mm. If the upper limit for the final annealing temperature according to the invention is exceeded, the alloy shows uneven or irregular grain growth. The same applies to the process step of the final cold deformation, since a deformation above 22% results in the onset of uneven grain growth.
Wenn auch die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, so ist es doch möglich, zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten weitere Verfahrensschritte durchzuführen, solange die Grenzen der Zwischenglühtemperatur der End-Kaltverformung und der End-Glü hung eingehalten werden.Even though the invention has been explained in more detail with reference to specific exemplary embodiments, it is nevertheless possible to use further process steps in addition to the process steps according to the invention perform as long as the limits of the intermediate annealing temperature of the final cold forming and the final annealing hung are complied with.
Die Haltezeiten bei der entsprechenden Temperatur sowie die Aufheiz- und die Abkühlgeschwindigkeit bei den erfindungsgemäßen Glüh-Verfahrensschritten sind nicht von entscheidenem Einfluß und können in Übereinstimmung mit der herkömmlichen Praxis für die verwendeten Legierungstypen beliebig festgesetzt werden. The holding times at the corresponding temperature and the heating and cooling speeds at the annealing process steps according to the invention are not of decisive influence and can be used in In accordance with conventional practice, the types of alloys used can be arbitrarily set.
Die folgende Diskussion soll die Mechanismen auseinandersetzen, die der entscheidenden Natur der erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen zugrundeliegen. Die erklärten Mechanismen sollen in keiner Weise die Erfindung beschränken.The following discussion is intended to expound the mechanisms that make up the crucial nature of the process measures according to the invention are based. The explained mechanisms should not be used in any Way to limit the invention.
Die Legierungen mit niedriger Stapelfehlerenergie, die verteilte Teilchen einer zweiten Phase enthalten, wie z. B. die CDA Legierung 638, führt eine Kaltverformung um 50% zu einer ausgeprägten {110} [112] Verformungstextur oder bevorzugten Orientierung. Wenn die CDA-Legierung 638 bei 500 bis 6000C rekristallisiert wird, enthält sie neugebildete, unverformte, rekristallisierte Körner sehr kleiner Größe. Der starke Korngrenzenverankerungseffekt von feinverteilten CoSi-Teilchen einer zweiten Phase sichert die Beibehaltung eines feinen Korns. Bei höheren Glühtemperaturen oberhalb von 6000C verringert sich die Verankerungskraft, da die CoSi-Teilchen sich zusammenlagern und/oder wieder in Lösung gehen. Unter diesen Bedingungen wachsen neue rekristallisierte Körner mit einer (110) [112] Glühtextur bzw. bevorzugten Orientierung vorzugsweise in die ■[110} [112] Textur der noch verformten Bereiche. Bevorzugtes Kornwachstum setzt sich auch noch nach der Rekristallisation fort, da die größeren Körner der bevorzugten Orientierung höhere Wachstumsgf.schwindigkeiten als ihre kleineren Nachbarn davon unterschiedlicher Orientierungen haben. Dieses bevorzugte Kornwachstum führt zu dem unerwünschten, unregelmäßigen Kornwachstum und ergibt eine Duplex-Mikrostruktur. The low stacking fault energy alloys containing dispersed particles of a second phase, e.g. B. the CDA alloy 638, cold deformation by 50% leads to a pronounced {110} [112] deformation texture or preferred orientation. When the CDA alloy 638 is recrystallized at 500 to 600 ° C., it contains newly formed, undeformed, recrystallized grains of very small size. The strong grain boundary anchoring effect of finely divided CoSi particles of a second phase ensures the retention of a fine grain. At higher annealing temperatures above 600 0 C, the anchoring force is reduced because the CoSi particles agglomerate and / or go back into solution. Under these conditions, new recrystallized grains with a (110) [112] annealing texture or preferred orientation grow preferentially into the ■ [110} [112] texture of the areas that are still deformed. Preferred grain growth continues even after recrystallization, since the larger grains of the preferred orientation may have higher growth rates than their smaller neighbors of different orientations. This preferred grain growth leads to the undesirable, irregular grain growth and results in a duplex microstructure.
Es wurde festgestellt, daß die Textur vom Typ (110) [112] die stabile End-Textur in kaltgewalzten Legierungen mit niedriger Stapelfehlerenergie, z. B. der CDA-Legierung 638, ist. Ungleichmäßiges KornwachstumIt was found that the texture of the type (110) [112] the stable final texture in cold-rolled alloys with low stacking fault energy, e.g. B. the CDA alloy 638 is. Uneven grain growth
führt zu einer Glühtextur vom Typ (110) [112]. Man nimmt an, daß die Entwicklung des ungleichmäßigen Kornwachstums und die |110) [112] Glühtextur mit dem Vorhandensein eines kritischen Ausmaßes der |110| [112] Verformungstextur vor der End-Rekristallisationsglühung zusammenhängen.leads to an annealing texture of the type (110) [112]. It is believed that the development of the uneven Grain growth and the | 110) [112] glow texture with the Presence of a critical extent of | 110 | [112] Deformation texture before final recrystallization annealing related.
Die in dem vorliegenden Text verwendeten Begriffe Textur oder bevorzugte Orientierung beziehen sich auf die Ebenen der Körner, die parallel zu der Oberfläche des Metallstreifens liegen.The terms texture or preferred orientation used in the present text refer to the planes of the grains that are parallel to the surface of the metal strip.
Es wurde im Zusammenhang mit der Erfindung herausgefunden, daß dann, wenn der Schritt der End-Kaltverformung innerhalb der vorgenannten Verformungsgradbereiche liegt, das Ausmaß der (110) [112] Verformungstextur unterhalb des kritischen Niveaus bleibt, so daß während der End-Glühung innerhalb der angegebenen Temperaturbereiche kein ungleichmäßiges Kornwachstum auftritt. Deshalb wird mit den erfindungsgemäßen Verfahren gleichmäßige Kornvergröberung ohne Duplex-Struktur oder ungleichmäßiges Kornwachstum erreicht.It has been found in connection with the invention that when the step of Final cold deformation within the aforementioned degree of deformation ranges lies, the extent of (110) [112] Deformation texture remains below the critical level, so that during the final annealing within the specified temperature ranges no uneven grain growth occurs. Therefore, with the Method according to the invention uniform grain coarsening without duplex structure or uneven Grain growth achieved.
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden im folgenden anhand weiterer detaillierter Beispiele näher erläutert. Bei den Beispielen wurden die Proben bei allen End-Glühungen und Zwischenglühungen eine Stunde lang auf der entsprechenden Temperatur gehalten. Der Begriff Glühtemperatur bezieht sich im Rahmen des vorliegenden Textes eher auf die Metalltemperatur als auf die Ofentemperatur.The processes according to the invention are described in more detail below with the aid of further detailed examples explained. In the examples, the samples became one on all of the final anneals and intermediate anneals Maintained at the appropriate temperature for an hour. The term annealing temperature refers to In the context of the present text, the metal temperature rather than the furnace temperature.
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 mm hergestellt. Die Proben werden dann entsprechend den in der folgenden Tabelle angegebenen Verfahrensschritten behandelt. Die mechanischen Eigenschaften und Korngrößen der Proben sind in der Tabelle aufgeführt:Samples of CDA alloy 638 with a composition of 1.98% silicon, 2.5% aluminum, 0.42% cobalt, the remainder copper, are removed using standard equipment with a thickness of 2.29 mm manufactured. The samples are then treated according to the procedural steps given in the table below. The mechanical properties and grain sizes of the samples are listed in the table:
WV = Walzverformung; Gl = Glühung.WV = rolling deformation; Gl = annealing.
Dieses Beispiel zeigt, daß ein Bereich der Dehnung, der Festigkeitseigenschaften und der einheitlichen Kornvergröberung, die zu einer geeigneten kleinen Korngröße führt, mit den erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden kann.This example shows that there is a range of elongation, strength properties and uniformity Grain coarsening, which leads to a suitable small grain size, with the method according to the invention can be reached.
Die Behandlungsfolge A entspricht der herkömmlichen Behandlung bei dieser Legierung und fällt nicht in den Bereich des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie wird zu Vergleichszwecken aufgeführt.The treatment sequence A corresponds to the conventional treatment for this alloy and does not fall under the scope of the method according to the invention. It is listed for comparison purposes.
Die Behandlungsfolgen B und C verdeutlichen, daßThe treatment sequences B and C make it clear that
dann, wenn der Schritt der End-Kaltverformung innerhalb des erfindungsgemäßen Reduktionsbereichs liegt, gleichmäßige Kornvergröberung sowie erhebliche Verbesserungen bei der Dehnung nach einer End-Glühung in einem Bereich von Glühtemperaturen erzielbar sind.when the step of final cold working is within the reduction range according to the invention is, even grain coarsening as well as considerable improvements in the elongation after a final annealing can be achieved in a range of annealing temperatures.
Proben der CDA-Legierung 638 mit einer Zusammensetzung von 1,98% Silicium, 2,5% Aluminium,Samples of CDA alloy 638 with a composition of 1.98% silicon, 2.5% aluminum,
0,42% Kobalt, Rest Kupfer werden mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 2,03 nun") hergestellt. Die Proben werden unterschiedlichen End-Kaltverformungen unterworfen und bei unterschiedlichen End-Glühtemperaturen geglüht. Es ergeben sich die unten aufgeführten Verhältnisse:0.42% cobalt, the remainder copper is now removed using standard equipment in a thickness of 2.03 ") manufactured. The samples are subjected to different final cold deformations and at different Annealed final annealing temperatures. The ratios listed below result:
1010
') Proben im geglühten Zustand, geglüht bei weniger als 600° C.') Samples in the annealed condition, annealed at less than 600 ° C.
-1 Duplex-Mikrostruktur.-1 duplex microstructure.
J) Korngröße nach Entstehung der Hochtemperatur-Kornwachstumtextur. J ) Grain size after the formation of the high-temperature grain growth texture.
Dieses Beispiel verdeutlicht den entscheidenden Einfluß der End-Kaltverformung und der oberen Grenze für die End-Glühtemperatur. Weiter zeigen die Ergebnisse dieses Beispiels, daß bei einer End-Kaltverformung von 15% End-Glühtemperaturen bis hinauf zu 7003C Verwendung finden können, ohne daß ungleichmäßiges Kornwachstum beginnt. Bei einer End-Kaltverformung von 50% beginnt allerdings ungleichmäßiges Komwachstum bei 65O0C.This example illustrates the decisive influence of the final cold deformation and the upper limit for the final annealing temperature. Furthermore, the results of this example show that with a final cold working of 15% final annealing temperatures up to 700 3 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 mm 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 1.98% silicon, 2.5% aluminum, 0.42% cobalt, the remainder copper are made using commercially available Devices manufactured in a thickness of 2.29 mm. The samples are made according to the treated in the following stages, the temperature of the intermediate annealing being varied. The results are in listed in the following table:
Behandlungsfolge:Treatment sequence:
Kaliwalzen um 45%, Glühen bei 575°C; Kaltwalzen um 30%, Zwischenglühung; Kaltwalzen um 15%, Glühung bei 700°C.Potash rolling by 45%, annealing at 575 ° C; Cold rolling by 30%, intermediate annealing; Cold rolling by 15%, annealing at 700 ° C.
4545
51,3
50,651.3
50.6
26,7
25,326.7
25.3
45 47,545 47.5
0,010 4)0.010 4)
5555
") Hauptsächlich 0,005- bis O.OIO-mm-Körncr; es werden jedoch 0,030-mm-Körner beobachtet, was auf ungewöhnlich vergrößertes Kornwachstum hindeutet.") Mainly 0.005 to 0.010 mm grains; there will be however, 0.030 mm grains were observed, indicating abnormally increased grain growth.
Dieses Beispiel veranschaulicht deutlich den entscheidenden Einfluß der Zwischenglühtemperatur. Das Beispiel zeigt, daß dann, wenn die Zwischenglühtemperatur nach einer Kaltverformung um mindestens etwaThis example clearly illustrates the decisive influence of the intermediate annealing temperature. That Example shows that if the intermediate annealing temperature after cold working by at least about
b0 22% etwa 6000C übersteigt, der Beginn übertriebenen Kornwachstums erwartet werden kann. b0 22% exceeds about 600 0 C, the beginning of excessive grain growth can be expected.
Proben der CDA-Legierung 638 mit einer Zusammensetzung von 1,9% Silicium, 2,5% Aluminium, 0,42% Kobalt, Rest Kupfer werden mittels handelsüblicher Einrichtungen in einer Stärke von 203 mm5' hergestellt. Proben der Legierung werden dann auf vier verschiedene End-Verformungen, nämlich 15, 20, 25 und 30%, kaltgewalzt und dann bei drei Glühtemperaluren, nämlich 650, 700 und 7250C eine Stunde lang endgeglüht. Die Proben werden metallographisch ausgewertet, um herauszufinden, welche Verformungsgrad-Temperatur-Kombinationen gleichmäßige Kornvergröberungen 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% cobalt, the remainder copper are produced using commercially available equipment with a thickness of 203 mm 5 '. Samples of the alloy are then cold rolled to four different final deformations, namely 15, 20, 25 and 30% and then at three Glühtemperaluren, namely 650, 700 and 725 0 C annealed for an hour. The samples are evaluated metallographically in order to find out which deformation degree-temperature combinations produce uniform grain coarsening. The ratios listed in the following table resulted:
2020th
5) Proben im geglühten Zustand, geblüht bei weniger als 600° C. 5 ) Samples in the annealed state, bloomed at less than 600 ° C.
6) Nahezu vollständig gleichmäßige Struktur, ein oder zwei vereinzelte, große Körner. 6 ) Almost completely uniform structure, one or two scattered, large grains.
7) Duplex-Kornstruktur. 7 ) Duplex grain structure.
8) Gleichmäßige Kornstruktur. 8 ) Uniform grain structure.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, daß End-Verformungen innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche zu einer einheitlichen Kornstruktur führen, während Verformungen außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs, beispielsweise um 25% zu ungleichmäßigem Kornwachstum und einer sich daraus ergebenden Duplex-Kornstruktur 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.These results make it clear that final deformations within the ranges according to the invention result in a lead uniform grain structure, while deformations outside the range according to the invention, for example by 25% to uneven grain growth and a resulting duplex grain structure to lead. The results further make it clear that at final annealing temperatures outside of that in the Invention given range, d. H. above 715 ° C, a uniform grain structure at any one the listed degrees of cold deformation cannot be guaranteed.
Die Vorstehenden Beispiele verdeutlichen klar den entscheidenden Einfluß der Zwischenglühtemperatur, der End-Kaltverformung und der End-Glühtemperatur, wie sie durch die erfindungsgemäßen Verfahren angegeben werden.The above examples clearly illustrate the decisive influence of the intermediate annealing temperature, the final cold working and the final annealing temperature as determined by the method according to the invention can be specified.
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 Verwendung finden können, ohne daß es in der Legierung zu ungleichmäßigem Komwachstum kommt. Es gehört also auch eine Reihe von mehreren Verformungen und Glühungen innerhalb der Bereiche der End-Verformung und der End-Glühung zum Bereich der Erfindung.The invention has been accomplished through a single end cold working and a single end anneal described. It is understood, however, that a number of cold deformations and annealing within the areas of final cold working and final annealing can be used without it being used in the Alloy leads to uneven grain growth. So it also belongs to a number of several Deformations and anneals within the areas of the end deformation and the end annealing for Scope of the invention.
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