DE2429082B2 - Aluminium-Knetlegierung - Google Patents

Description

Die Erfordernisse der modernen Industrie, vor allem im Bereich des Flugzeug- und Kraftfahrzeugbaues, bewirken, daß jegliche Verbesserung des Verhältnisses von mechanischer Festigkeit zum Gewicht, auch wenn dieses Verhältnis nur klein ist, beträchtliche Folgerungen nach sich zieht entweder hinsichtlich der Sicherheit oder des Betriebsverhaltens.

Mit den erfindungsgemäßen Legierungen wird gegenüber bekannten Aluminiumlegierungen gleicher Art eine erhebliche Verbesserung der Streckgrenze und der Bruchfestigkeit ohne Verringerung der Bruchdehnung erreicht.

Man kennt bereits Hochleistungs-Legierungen, die 3 bis 6% Kupfer, 2 bis 5% Zink, 0,2 bis 1,5% Magnesium, 0,2 bis 0,6% Mangan und 0,005 bis 0,4% Titan enthalten (FR-PS 15 99 739) oder ähnliche Zusammensetzungen aufweisen (FR-PS 14 96 950). Aus der FR-PS 15 99 739 sind Aluminium-Gußlegierungen, enthaltend 3 bis 6% Cu, 2 bis 5% Zn, 0,2 bis 1,5% Mg, 0,2 bis 0,6% Mn, 0,005 bis 0,4% Ti und Begleitelemente bekannt, die sich nach einer speziellen Wärmebehandlung durch gute Korrosionsbeständigkeit auszeichnen sollen. Bei allen diesen Legierungen handelt es sich aber um Gußlegierungen.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß sich die mechanischen Eigenschaften von Knetlegierungen, die sich bei einem Zinkgehalt unterhalb 4,5 % nur wenig ändern, jedoch sehr deutlich verbessert sind bei einem Gehalt von 6 bis 8% Zink.

Die erfindungsgemäßen Legierungen bestehen aus 6 bis 8% Zink, 5,5 bis 6,5% Kupfer, 0,25 bis 0,5% Magnesium, 0,2 bis 0,3% Mangan und 0,1 bis 0,2% Titan, Rest Aluminium sowie gegebenenfalls als Begleitelemente Eisen bis zu 1%, Nickel und Kobalt mit der Maßgabe, daß das Verhältnis des Gehalts an Eisen zu der Summe der Gehalte an Nickel und Kobalt gleich i ±0,3% ist, Silizium <[0,5%, Cadmium < 0,1% Germanium <0,75%, Zirkonium <0,5%, Zinn <0,5%, Antimon <0,5%, Beryllium <0,l%.

Es wurden beispielhaft die folgenden mit A, B, C und D bezeichneten Legierungen hergestellt und den nachfolgend beschriebenen Behandlungen unterworfen.

Zn	0	3,0	6,12	8,0
Cu	5,95	5,95	5,95	6
Mg	0,32	0,31	0,31	0,34
Mn	0,26	0,26	0,26	0,26
Fe	0,21	0,21	0,21	0,18
Si	0,18	0,18	0,18	0,19
Ti	0,10	0,10	0,10	0.09
Rest Al

Jede dieser Logierungen wurde halb-kontinuierlich zu einer Platte mit dem Querschnitt 120 X 380 mm gegossen, zur Entspannung allmählich auf 400° C erwärmt und in 18 Stunden abgekühlt, zur Homogenisierung 24 Stunden auf 500° C gehalten und nach dem Schälen von 100 mm auf 12 mm bei einer Temperatur von 420° C abgewalzt. Dkse Bleche wurden nun 4 Stunden lösungsgeglüht, und zwar Legierung A bei 527° C, Legierung B bei 520° C, Legierung C bei 512° C und Legierung D bei 506° C; anschließend wurde mit Wasser von 20° C abgeschreckt.

Von jeder Legierung wurden 2 Gruppen von Prüfkörpern hergestellt; die eine Gruppe wurde warm ausgelagert, die andere Gruppe wurde in den 2 Stunden nach dem Abschrecken und vor dem Warmauslagern kalt umgeformt bzw. gereckt, und zwar durch Zug um 2%. Die Prüfkörper wurden senkrecht zur Walzrichtung geschnitten, alle 5 bis 40 Stunden warm oder kalt ausgelagert, und zwar bei Temperaturen von 155 bis 185° C, um die Bedingungen für optimale mechanische Eigenschaften zu ermitteln.

Ein Zusatz von 3 % Zink verbessert leicht die mechanischen Zugeigenschaften, während bei einem Zinkgehalt von 6,12% und von 8% die Erhöhung der Streckgrenze und der Zugfestigkeit beträchtlich sind und die Bruchdehnung nur wenig verändert wird.

Die Tabelle zeigt weiterhin, daß die Bedingungen zum Warmauslagern für optimale mechanische Eigenschäften vom Zinkgehalt abhängen. Wird der Zinkgehalt erhöht, so steigt die optimale Temperatur.

Prüfkörper	Zusatz	Zustand	Optimale	Bedingungen	Temperatur	Streckgrenze	Zugfestigkeit	Bruchdehnung
			für Warmauslagern	0C	(0,2 Vo)		5,65 ]'T
			Zeit	175
	VoZn		(Stunden)	165	kp/mm*	kp/mm!	Vo
Al	0	abgeschreckt	20		44	50,2	9,7
Bl	3	warmaus	20	165	45,5	51,4	9,7
		gelagert		155
Cl	6,12		10	175	49	54	9,7
Dl	8,0		10	165	51,5	56	9,5
A2	0	abgeschreckt	20	155	42,2	49,0	10,0
B2	3,0	kaltgereckt	20		42,7	49,6	7,5
C2	6,12	warmaus	10	45,6	52,4	8,0
		gelagert

8,0

10

46,8

•53,4

7,7

Claims (1)

1. Patenanspruch:

   Aluminium-Knetlegieriing, bestehend aus 6 bis 8 »/ο Zink, 5,5 bis 6,5 % Kupfer, 0,25 bis 0,5 °/o Magnesium, 0,20 bis 0,30% Mangan, 0,10 bis 0,20 °/o Titan und Rest Aluminium mit bis zu 0,5 °/o Silicium, weniger als 0,1% Cadium, weniger als 0,75 % Germanium, weniger als 0,5 °/o Zirkonium, weniger als 0,5% Zinn, weniger als 0,5 °/o Antimon, weniger als 0,1% Beryllium, bis zu 1 % Eisen sowie Kobalt und Nickel mit der Maßgabe, daß das Verhältnis des Gehaltes an Eisen zu der Summe der Gehalte an Nickel und Kobalt gleich 1 ± 0,3% ist.