DE2402351A1

DE2402351A1 - ALUMINUM ALLOY AND PROCESS FOR MANUFACTURING SEMI-FINISHED THEREOF

Info

Publication number: DE2402351A1
Application number: DE2402351A
Authority: DE
Inventors: Edward Frederick Emley; Roger Grimes; Michael James Stowell; Brian Michael Watts
Original assignee: British Aluminum Co Ltd; TI Group Services Ltd
Current assignee: British Aluminum Co Ltd
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: CH594738A5; BE809910A; FR2214755B1; ATA41974A; JPS49103814A; NL172567B; NO138096B; IT1006923B; CA1043134A; FR2214755A1; SE403301B; NO138096C; ES422655A1; NL7400642A; DE2402351C2; AT339620B; NL172567C; NO740134L; ES445207A1; AU6465774A

Description

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

8827 OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEFON (0611) «JBä* · KABEL EWOPAT8827 OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEPHONE (0611) «JBä * · CABLE EWOPAT

17. Januar 197417th January 1974

Op/efOp / ef

37/1937/19

The British Aluminium Company Limited Norfolk House, St. James's Square, London,"S.W.1, EnglandThe British Aluminum Company Limited Norfolk House, St. James's Square, London, "S.W.1, England

undand

T. I. (Group Services) Limited T. I. House, Five Ways, Edgbaston, Birmingham, EnglandT. I. (Group Services) Limited T. I. House, Five Ways, Edgbaston, Birmingham, England

Aluminiumlegierung und Verfahren zur Herstellung vonAluminum alloy and process for making

Halbzeug darausSemi-finished product from it

Die Erfindung bezieht sich auf Aluminiumlegierungen, insbesondere auf solche Aluminiumlegierungen,"die sich durch superplastische Verformung zu Gegenständen formen oder verformen lassen, und auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeug aus derartigen Legierungen.The invention relates to aluminum alloys, in particular to those aluminum alloys "which are distinguished by superplastic deformation to form objects or to have them deformed, and to a process for the production of Semi-finished products made from such alloys.

A09830/0871A09830 / 0871

Es ist bekannt, daß bestimmte Legierungen unter bestimmten Bedingungen ohne Bruch um sehr große Beträge verformt .werden können. Dieses Phänomen ist unter dem Namen Superplastizität bekannt und wird charakterisiert durch einen hohen Empfindlichkeitsindex der Dehnungsgeschwindigkeit (high strain rate sensitivity index) des Materials, als dessen Ergebnis die normale Tendenz einer gespannten Probe, vorzugsweise lokale Deformationen zu erleiden (Einschnürung) , unterdrückt wird. Derart starke Verformungen sind darüber hinaus bei relativ geringen Spannungen möglich, so daß die Formung oder Verformung der superplastischen Legierungen einfacher und billiger durchgeführt werden kann als es selbst bei hoch-duktilen Materialien möglich ist, die dieses Phänomen nicht aufweisen. Als geeignetes numerisches Kriterium für das Vorliegen von Superplastizität kann zugrundegelegt werden, daß ein superplastisches Material eine Dehnungsgeschwindigkeitsempfindlichkeit ("m"-Wert) von mindestens 0.3 und eine einachsige Zugdehnung von mindestens 200 % bei erhöhten Temperaturen aufweist. Der "m"-Wert ist durch die Bezie-It is known that certain alloys, under certain conditions, can be deformed by very large amounts without fracture. This phenomenon is known under the name of superplasticity and is characterized by a high strain rate sensitivity index of the material, as a result of which the normal tendency of a strained sample, preferably to suffer local deformations (necking), is suppressed. Such large deformations are also possible at relatively low stresses, so that the shaping or deformation of the superplastic alloys can be carried out more easily and cheaply than is possible even with highly ductile materials which do not have this phenomenon. A suitable numerical criterion for the presence of superplasticity can be based on the fact that a superplastic material has a strain rate sensitivity ("m" value) of at least 0.3 and a uniaxial tensile strain of at least 200 % at elevated temperatures. The "m" value is given by the relationship

• m " ■• m "■

hung ο = n^l definiert, wobei ο die Spannung, η eine Konstante, £ die Dehnungsgeschwindigkeit und m den Empfindlichkeitsindex der Dehnungsgeschwindigkeit bedeutet.hung ο = n ^ l, where ο is the voltage, η is a constant, £ is the rate of stretching and m is the sensitivity index of the rate of stretching.

Keine bekannte Aluminiumlegierung, mit Ausnahme des eutektischen Al-Cu-Gemischs, das 33 % Kupfer enthält und weder die niedrige Dichte noch die guten Korrosionsfestigkeits-Eigenschaften der Aluminiumlegierungen aufweist, kann superplastisch verformt werden.No known aluminum alloy, with the exception of the eutectic Al-Cu mixture, which contains 33 % copper and has neither the low density nor the good corrosion resistance properties of aluminum alloys, can be superplastically deformed.

In der älteren DT-OS 2 235 168 werden Aluminiumlegierungen beschrieben, die superplastisch verformt werden können. Diese umfassen nicht-vergütbare Legierungen, die mindestensIn the older DT-OS 2 235 168 aluminum alloys described that can be superplastically deformed. These include non-heat treatable alloys that are at least

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5 % Magnesium oder mindestens 1 % Zink enthalten, zusammen mit zumindest einem Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Gesamtmenge von mindestens 0,3, wobei diese Bestandteile im wesentlichen in fester Lösung vorliegen.Contain 5% magnesium or at least 1 % zinc, together with at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in a total amount of at least 0.3, these constituents being essentially in solid solution.

Es war bisher selbst bei Einbau beträchtlicher Zirkonmengen in geeigneter Form nicht möglich, superplastisches Verhalten in Reinaluminium, Al-Legierungen mit 1 1/4 % Mn oder in Al-Mg-Legierungen, die als einzigen Zusatz einige Prozent Magnesium enthalten, zu induzieren, obgleich es sich bei den genannten um die billigsten und am häufigsten für die Herstellung von Formteilen eingesetzten Typen von Aluminiumlegierungen handelt. Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, derartige, superplastisch verformbare Aluminiumlegierungen und ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeug daraus anzugeben.Up to now, even with the incorporation of considerable amounts of zircon in a suitable form, it has not been possible to achieve superplastic behavior in pure aluminum, Al alloys with 1 1/4% Mn or in Al-Mg alloys, which contain a few percent magnesium as the only additive, although it is the types of aluminum alloys mentioned are the cheapest and most commonly used for the production of molded parts acts. The invention is accordingly based on the object of such, superplastically deformable Specify aluminum alloys and a process for the production of semi-finished products from them.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht eine superplastisch verformbare Aluminiumlegierung aus einem nicht vergütbaren Grundmaterial, ausgewählt aus der Gruppe:According to the present invention, a superplastically deformable aluminum alloy is made of a non remunerable base material, selected from the group:

1. Aluminium normaler handelsüblicher Reinheit1. Aluminum of normal commercial purity

2. Aluminium mit 0,75 bis 2,5 % Mangan2. Aluminum with 0.75 to 2.5 % manganese

3. Aluminium mit 0,25 bis 0,75 % Mangan und3. Aluminum with 0.25 to 0.75 % manganese and

4. Aluminium mit 1 bis 4 % Magnesium,4. aluminum with 1 to 4 % magnesium,

zusammen mit die dynamische Rekristallisation dieser Materialien modifizierenden bzw. ein feinkörniges Gefüge erzeugenden Zusätze, bestehend aus:together with the dynamic recrystallization of these materials modifying or a fine-grain structure generating additives, consisting of:

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1. 0,4 bis 2 % Eisen und 0,4 bis 2 % Silizium1. 0.4 to 2 % iron and 0.4 to 2 % silicon

2. 0,4 bis 1 % Eisen2. 0.4 to 1 % iron

3. Kein Zusatz3. No addition

4. 0,25 bis 0,75 % Mangan4. 0.25 to 0.75 % manganese

und zumindest einem Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % , wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen vorliegen und ihre Gesamtmenge 1 % nicht überschreiten soll, während der Rest aus den üblichen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht. Von den aufgeführten Elementen wird Zr bevorzugt, wobei sein Anteil vorteilhaft nicht mehr als 0,8 % und vorzugsweise 0,4 bis 0,7 % beträgt.and at least one element from the group of Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , all of these elements being essentially mixed crystals and their total amount not to exceed 1% , while the remainder is made up of the usual impurities and known secondary elements. Of the elements listed, Zr is preferred, its proportion advantageously not being more than 0.8 % and preferably 0.4 to 0.7 % .

Weitere superplastisch verformbare Aluminiumverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen aus Aluminium normaler handelsüblicher Reinheit, 0,4 bis 2 % Eisen, 0,4 bis 2 % Silizium und wenigstens einem Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % , wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen vorliegen und ihre Gesamtnmge 1 % nicht überschreiten soll, während der Rest aus den üblichen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht. Der Gesamtgehalt an Eisen und Silizium soll vorzugsweise 0,7 bis 2 % betragen, beide sollen vorzugsweise zu gleichen Gewichtsteilen vorliegen.Further superplastically deformable aluminum compounds according to the present invention consist of aluminum of normal commercial purity, 0.4 to 2 % iron, 0.4 to 2 % silicon and at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0 , 3 % , all of these elements being essentially mixed crystals and their total amount should not exceed 1% , while the remainder consists of the usual impurities and known secondary elements. The total iron and silicon content should preferably be 0.7 to 2 % , both should preferably be present in equal parts by weight.

Weitere superplastisch verformbare Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung bestehen aus nicht vergütbaren Aluminiumlegierungen, die 0,75 bis 2,5 % Mangan, 0,4 bis 1 % Eisen und wenigstens ein Element aus der Gruppe Zr, Nb,Further superplastically deformable aluminum alloys according to the invention consist of non-heat treatable aluminum alloys, which contain 0.75 to 2.5 % manganese, 0.4 to 1 % iron and at least one element from the group Zr, Nb,

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Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % enthalten, wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen vorliegen und ihre Gesamtmenge 1 % nicht überschreiten soll, während der Rest aus normalen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht. Der Manganzusatz soll bei einem Eisengiialt-von mindestens 0,6 % vorzugsweise zwischen 1 und 2 % liegen.Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , all of these elements being present essentially in mixed crystals and their total amount should not exceed 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements. With an iron content of at least 0.6 %, the manganese addition should preferably be between 1 and 2 % .

Weitere superplastisch verformbare Aluminiumlegierungen gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen aus nicht vergütbaren Aluminiumlegierungen, die 0,25 bis 0,75 % Mangan und wenigstens ein Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % enthalten, wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen vorliegen und ihre Gesamtmenge 1 % nicht überschreiten soll, während der Rest aus normalen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht.Further superplastically deformable aluminum alloys according to the present invention consist of non-heat treatable aluminum alloys which contain 0.25 to 0.75% manganese and at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , where all of these elements are essentially present in mixed crystals and their total amount should not exceed 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements.

Weitere superplastisch verformbare Aluminiumlegierungen gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen aus nicht vergütbaren Aluminiumlegierungen, die 1 bis 4 % Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Mangan und wenigstens ein Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % enthalten, wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen vorliegen und ihre Gesamtmenge 1 % nicht überschreiten soll, während der Rest aus normalen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht. Der Mangangehalt liegt vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,5 %. Further superplastically deformable aluminum alloys according to the present invention consist of non-heat treatable aluminum alloys which contain 1 to 4 % magnesium, 0.25 to 0.75 % manganese and at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0 , 3 % , all of these elements being present essentially in mixed crystals and their total amount should not exceed 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements. The manganese content is preferably between 0.3 and 0.5 %.

Superplastisch verformbare Aluminiumlegierungengemäß der vorliegenden Erfindung bestehen- aus nicht vergütbaren Aluminiumlegierungen, die während der Warmverformung dynamisch zu einem feinkörnigen Gefüge rekristallisLeren kön-Superplastically deformable aluminum alloys according to of the present invention consist of non-heat treatable aluminum alloys that are dynamic during hot deformation to a fine-grain structure can be recrystallized

409830/08 7 1409830/08 7 1

- ο —- ο -

nen, und die wenigstens ein Element aus der Gruppe Zr, Nb, Ta und Ni in einer Menge von mindestens 0,3 % enthalten, wobei alle diese Elemente im wesentlichen in Mischkristallen- vorliegen und ihre Gesamtmenge 1,0% nicht überschreiten soll, während der Rest aus normalen Verunreinigungen und bekannten Nebenelementen besteht. Die Basislegierung kann aus Aluminium normaler handelsüblicher Reinheit bestehen, das 0,4 bis 2 I Fe und 0,4 bis 2 % Si enthält. Die Legierung enthält vorzugsweise Eisen und Silizium in einer Gesamtmenge zwischen 0,75 und 2 1, gleiche Gewichtsanteile an Fe und Si sind als ideal anzusehen.nen, and which contain at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , all of these elements being present essentially in mixed crystals and their total amount should not exceed 1.0%, while the rest consists of normal impurities and known minor elements. The base alloy can consist of aluminum of normal commercial purity, which contains 0.4 to 2 l Fe and 0.4 to 2% Si. The alloy preferably contains iron and silicon in a total amount between 0.75 and 2 liters, equal proportions by weight of Fe and Si are to be regarded as ideal.

Die Basislegierung kann aus Aluminium bestehen, das 0,75 bis 2,5 % Mn und 0,4 bis 1 % Fe, vorzugsweise 1 bis 2 % Mn und mindestens 0,6 % Fe, enthält.The base alloy can consist of aluminum which contains 0.75 to 2.5 % Mn and 0.4 to 1% Fe, preferably 1 to 2 % Mn and at least 0.6 % Fe.

Die Basis legierung kann aus Aluminium bestehen, das 0,25 bis 0,75 % Mn, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 % Mn, enthält. Zusätzlich kann die Basislegierung 1 bis 4 % Mg enthalten. Der Gesamtgehalt an Zr, Nb, Ta und Ni soll vorzugsweise 0,8 % nicht überschreiten und liegt im Idealfall zwischen 0,4 und 0,7 %.The base alloy can consist of aluminum containing 0.25 to 0.75 % Mn, preferably 0.3 to 0.5 % Mn. In addition, the base alloy can contain 1 to 4% Mg. The total content of Zr, Nb, Ta and Ni should preferably not exceed 0.8% and is ideally between 0.4 and 0.7%.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus superplastisch verformbaren Aluminiumlegierungen ist dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Legierung mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Eünf unmittelbar vorangehenden Absätze bei einer Temperatur von wenigstens 775 , vorzugsweise oberhalb 800', vergossen wird, so daß in der gegossenen Legierung eine "Zellengröße" nicht über 30 μηι erzeugt wird, und daß die gegossene Legierung dt-.r plastischeil Verformung bei Temperaturen unterworfen wird, die 550 nicht wesentlich übersteigen.The method according to the invention for the production of semi-finished products from superplastically deformable aluminum alloys is characterized in that a liquid alloy having a composition according to one of the Five immediately preceding paragraphs at a temperature of at least 775, preferably above 800 ', is cast, so that in the cast alloy a "cell size" is not generated over 30 μm, and that the cast alloy dt-.r is subjected to plastic deformation at temperatures that are not significant exceed.

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— π —- π -

Den erfindungsgemäßen Legierungen können zusätzlich zu den normalen Verunreinigungen, wie z. B. dem Silizium, wo es nicht als spezieller Legierungsbestandteil benötigt wird, die üblichen Nebe'nelemente, z. B. Beryllium, Titan und Bor, zur Erzielung der bekannten Effekte zugesetzt werden, z. B. zur Regelung der Oxydation, oder um im Gußgefüge eine Kornverfeinerung zu erzielen.The alloys according to the invention can in addition to the normal impurities, such as. B. the silicon, where it is not required as a special alloy component, the usual secondary elements, e.g. B. beryllium, titanium and boron, can be added to achieve the known effects, e.g. B. to regulate the oxidation, or to im Cast structure to achieve a grain refinement.

Unter "Zellengröße" versteht man hierbei den Astabstand sekundärer Dendriten (secondary dendrite arm spacing). Alle in dieser Anmeldung wiedergegebenen Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente."Cell size" is understood here to mean the branch spacing of secondary dendrites (secondary dendrite arm spacing). All percentages given in this application relate to percentages by weight.

Untersuchungen des Mechanismus, nach dem superplastisches Verhalten in den Legierungen der älteren DT-OS 2 235 168 erzielt wurde, haben aufgezeigt, daß im Verlauf der superplastischen Verformung eine gewisse dynamische Rekristallisation stattfindet. Dagegen zeigten Legierungen, die vor der Warmverformung rekristallisiert wurden und solche, die nach der Warmverformung nicht rekristallisierbar waren, keine Superplastizität. Aufgrund dieser Erkenntnis wurden weitere Elemente gefunden, die durch Herabsetzung der hohen Stapelfehlerenergie des Aluminiums die Rekristallisation fördern und im Falle des Reinaluminiums und der Al-Mn-Legierung mit 1 1/4 % Mn eine gewisse dynamische Rekristallisation zu einem feinkörnigen Gefüge während der Warmverformung ermöglichen sollten. In gleicher Weise wurden im Falle der niedriglegierten Al-Mg-Legierungen Zusätze gefunden, die die Rekristallisation zu einem feinkörnigen Gefüge verzögern. Wurden diese die Rekristallisation regelnden Zusätze zu den drei genannten mit Zirkonzusätzen allein vorher nicht in den superplastischen Zustand überführbaren Legierungstypen gemacht,Investigations of the mechanism by which superplastic behavior was achieved in the alloys of the older DT-OS 2 235 168 have shown that a certain dynamic recrystallization takes place in the course of the superplastic deformation. In contrast, alloys that were recrystallized before hot working and those that were not recrystallizable after hot working showed no superplasticity. On the basis of this knowledge, further elements were found that promote recrystallization by reducing the high stacking fault energy of aluminum and, in the case of pure aluminum and the Al-Mn alloy with 1 1/4 % Mn, enable a certain dynamic recrystallization to a fine-grain structure during hot forming should. In the same way, additives were found in the case of the low-alloy Al-Mg alloys, which delay recrystallization to a fine-grain structure. If these additives, which regulate the recrystallization, were made in addition to the three types of alloy mentioned, which cannot be converted into the superplastic state with zirconium additives alone,

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so konnten alle drei Werkstoffe, wie die in der Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnisse zeigen, superplastisch verformt werden.Thus, as the results shown in Table 1 show, all three materials could be superplastically deformed will.

TABLE 1

L egie-
rungstypLeg
tion type Zusätze zur Modifizierung
der dynamischen Rekristal
lisationAdditives for modification
the dynamic recrystalline
lization durch Verzö
gern der Re
kristallisa
tionby delay
like the Re
crystallisa
tion Dehnung (I) unter optimalen
TemperaturbedingungenElongation (I) below optimal
Temperature conditions 440440 durch Fördern
der Rekri
stallisationby promoting
the recri
stallization -- ohne die RekriH mit die Re-
stallisation kristallisa-
regelnde Zu- tion regeln-
sätze [ den Zusätzenwithout the record with the re-
crystallization
regulating to regulate-
sentences [the additions 448448 Rein-Al
(+0,5 %
Zr)Rein-Al
(+ 0.5 %
Zr) 0,8IFe+
0,8ISi0.8IFe +
0.8ISi -- 172172 300300 Al-1.1/4
I Mn
( +0,5IZr)Al-1.1 / 4
I Mn
(+ 0.5IZr) 0,6 I Fe0.6 I Fe 0,3 % 0.3 % <200<200 Al-21 Mg
(+0,5IZr)Al-21 Mg
(+ 0.5IZr) -- ^: 170
i ^: 170
i

Alternativ konnte im Falle der Al-Mn-Legierungen die dynamische Rekristallisation durch Reduzierung des Mangangehalts gefördert werden, wodurch sich der Zusatz anderer Elemente als Zirkon erübrigt. Diese Legierungen mit niedrigem Mangangehalt konnten dann, wie die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, superplastisch verformt werden.Alternatively, in the case of the Al-Mn alloys, the dynamic Recrystallization can be promoted by reducing the manganese content, thereby reducing the addition of others Elements other than zircon are unnecessary. These low manganese alloys could then, as the results in the table 2 show being superplastically deformed.

40 98 30/08 7140 98 30/08 71

TABLE 2

Legierungalloy -0,5-0.5 % Zr % Zr Dehnung (I) unter optimalen
TemperaturbedingungenElongation (I) below optimal
Temperature conditions Al-0,6 % Mh -Al-0.6% Mh - 0,5 % 0.5 % ZrZr 400400 Al-O,3 % Mn -Al-O, 3% Mn - 356
r356
r

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sollen bei Temperaturen von mindestens 77.5°, vorzugsweise oberhalb 800⁰C, gegossen werden, damit in den gegossenen Legierungen eine Zellengröße entsteht, die 30 pm nicht übersteigt. Die gegossene Legierung kann der plastischen Verformung bei Temperaturen unterworfen werden, die nicht wesentlich über 550 ⁰C liegen. The compounds of the invention are at temperatures of at least 77.5 °, preferably above 800 ⁰ C, cast, thereby acquiring a cell size in the cast alloys 30 pm does not exceed. The cast alloy may be subjected to plastic deformation at temperatures that are not significantly above 550 ⁰ C.

Erfindungsgemäß werden superplastisch verformbare Aluminiumlegierungen bereitgestellt, die abgesehen von ihrer Superplastizität nicht nur preiswerten Legierungstypen angehören, sondern auch solchen, die den Herstellern konventioneller Formteile im allgemeinen vertraut sind.According to the invention, superplastically deformable aluminum alloys are used provided which, apart from their superplasticity, do not only belong to inexpensive types of alloys, but also those with which the manufacturers of conventional molded parts are generally familiar.

Falls erwünscht, können die Legierungen vor oder nach der superplastischen Verformung einem konventionellen Kaltverfοrmungsverfahren unterworfen werden.If desired, the alloys can be subjected to a conventional cold working process before or after superplastic working be subjected.

Obgleich vorstehend nur der Zusatz von Zr näher behandelt wurde, versteht es sich von selbst, daß sich die Erfindung auch auf den Einsatz von Nb, Ta und Ni, wie in der DT-OS 2 235 168 offenbart, erstreckt.Although only the addition of Zr has been dealt with in more detail above, it goes without saying that the invention also extends to the use of Nb, Ta and Ni, as disclosed in DT-OS 2 235 168.

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Es ist auch klar, daß sich der in Mischkristallen verbleibende prozentuale Anteil an Zr, Nb, Ta und Ni ändern kann, wenn die gegossene Legierung anschließend gewalzt· oder anderweitig verformt wird.It is also clear that the percentage of Zr, Nb, Ta and Ni remaining in mixed crystals can change, if the cast alloy is subsequently rolled or otherwise is deformed.

Ob die gevaLzte oder anderweitig verformte Legierung superplastisch bleibt, hängt sowohl von der in den Mischkristallen verbleibenden Menge Zr, Nb, Ta und Ni ab, als auch von dem Grad der Kornverfeinerung, der durch einen Teil des sich aus den Mischkristallen ausscheidenden Zr, Nb, Ta und Ni erzeugt wird.Whether the alloyed or otherwise deformed alloy is superplastic remains depends on both the amount of Zr, Nb, Ta and Ni remaining in the mixed crystals, and on the degree of grain refinement, which is caused by part of the Zr, Nb, Ta which precipitates from the mixed crystals and Ni is generated.

Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Gußlegierung durch die verschiedensten Verfahren teilverformt werden und trotzdem ihre superplastischen Eigenschaften behalten.In this way, a cast alloy according to the invention be partially deformed by a wide variety of processes and still retain their superplastic properties.

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- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

1. Superplastically deformable aluminum alloy., Consisting of a non-heat treatable base material from the Group:

1. Aluminum of normal commercial purity

2. Aluminum with 0.75 to 2.5 % manganese

3.- aluminum with 0.25 to 0.75 % manganese and 4. aluminum with 1 to 4 % magnesium together with additives from the group that modify the dynamic recrystallization of these materials or create a fine-grain structure:

1. 0.4 to 2 % iron and 0.4 to 2 % silicon

2. 0.4 to 1 % iron

3. no addition

4. 0.25 to 0.75 % manganese

and at least one element from the group consisting of Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , all of these elements being essentially mixed crystals and their total amount not exceeding 1% , while the remainder is made up of normal impurities and known Minor elements.

2. Alloy according to claim 1, characterized in that of the last-mentioned elements Zr is used, the proportion of which is not more than 0.8 % .

3. Alloy according to claim 2, characterized in that the zirconium content is between 0.4 and 0.7 % .

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4. Superplastically deformable aluminum alloy, characterized in that it consists of aluminum of normal commercial purity, 0.4 to 2 % iron and 0.4 to 2 l silicon, and at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in one Amount of at least 0.3 3, all of these elements being present essentially in mixed crystals and their total amount not exceeding 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements.

5. Alloy according to claim 4, characterized in that the total iron and silicon content is 0.75 to 2% .

6. Alloy according to claim 5, characterized in that iron and silicon are present in equal proportions by weight.

7. Superplastically deformable aluminum alloy, characterized in that it consists of a non-heat treatable aluminum alloy containing 0.75 to 2.5 % manganese, 0.4 to 1 % iron and at least one element from the group Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 % , all of these elements being present essentially in mixed crystals and their total amount not exceeding 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements.

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8. Alloy according to 'claim 7, characterized in that the addition of manganese is in the range 1 to 2% , while the iron content is at least 0.6 % .

9. Superplastically deformable aluminum alloy, characterized in that it consists of a non-heat treatable aluminum alloy containing 0.25 to 0.75 % manganese, and at least one element from the series Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0 .3%, all of these elements being essentially mixed crystals and their total amount not exceeding 1% , while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements.

10. Superplastically deformable aluminum alloy, characterized in that it consists of a non-heat treatable aluminum alloy which contains 1 to 4 % magnesium and 0.25 to 0.75% manganese, and at least one element from the series Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3 l, all of these elements being essentially mixed crystals and their total amount not exceeding 1% , while the remainder consists of impurities and known secondary elements.

11. Alloy according to claim 10, characterized in that the manganese content is 0.3 to 0.5 % .

12. Superplastically deformable aluminum alloy, characterized in that it consists of a non-heat treatable aluminum alloy, which during the hot deformation

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able to recrystallize dynamically to a fine-grain structure, and the at least one element from the series Contains Zr, Nb, Ta and Ni in an amount of at least 0.3%, all of these elements being essentially in Mixed crystals are present and their total amount does not exceed 1 l, while the remainder consists of normal impurities and known secondary elements.

13. Alloy according to claim 12, characterized in that the base alloy consists of aluminum of normal commercial purity "and contains 0.4 to 2 l Fe and 0.4 to 2% Si.

14. Alloy according to claim 13, characterized in that it contains a total amount of Fe and Si of 0.7 to 2 % .

15. Alloy according to claim 14, characterized in that it contains equal parts by weight of iron and silicon.

16. Alloy according to claim 12, characterized in that the base alloy consists of aluminum which contains 0.75 to 2.5 % Mn and 0.4 to 1 % Fe.

17. Alloy according to claim 16, characterized in that it contains 1 to 2 % Mn and at least 0.6% Fe.

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18. Alloy according to claim 12, characterized in that the base alloy consists of aluminum and 0.25 to 0.75 % Mn.

19. Alloy according to claim 18, characterized in that it contains 1 to 4 % Mg.

20. Alloy according to claim 19, characterized in that it contains 0.3 to 0.5 % Mn.

21. Alloy according to claim 1 to 20, characterized in that the total content of Zr, Nb, Ta and Ni does not exceed 0.8%.

22. Alloy according to claim 21, characterized in that said total content is 0.4 to 0.7 % .

23. Process for the production of semi-finished products from a superplastically deformable aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid alloy is poured at a temperature of at least 775 C, preferably above 800 C, with one cell size not exceeding in the cast alloy 30 jum is generated, and that plastically deformed the cast alloy at a temperature not exceeding 550 ⁰ C significantly.

24; Process according to Claim 23, characterized in that the semi-finished product retains the superplastic properties.

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