DE2446828B2

DE2446828B2 - Verfahren zum warmaushaerten eines gegenstandes aus einer aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE2446828B2
Application number: DE19742446828
Authority: DE
Inventors: Melvin Henry Leechburg Pa. Brown (V.St.A.)
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1977-12-29
Also published as: JPS5073809A; IT1023359B; FR2249175B1; IL45570A0; SE7410779L; SE414192B; DE2446828A1; CA1047901A; FR2249175A1; AU7089074A; GB1476942A; IL45570A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmaus- jo härten eines Gegenstandes aus einer Aluminiumlegierung aus 4 bis 8% Zink, 1,5 bis 3,5% Magnesium, 0,05 bis 0,3% Chrom, 0,1 bis 0,5% Mangan, I bis 2,5% Kupfer, 0,05 bis 0,3% Zirkonium, Rest Aluminium.

Zunächst seien die nachfolgend genannten Zustände einer Al-Legierung näher umrissen.

Der Zustand T 6 einer Aluminiumlegierung 7075 (lösungsgeglüht, abgeschreckt und während 24 Stunden bei 121°C warmausgelagert) ergibt keine ausreichende Beständigkeit gegen Korrosion unter bestimmten Verwendungsbedingungen. Der T73-Zustand (er wird erreicht, wenn das Material im T 6-Zustand zusätzlich während 8 Stunden bei 177°C warmausgelagert wird) verbessert die Beständigkeit einer ausscheidungsgehärteten 7075-Legierung gegen Spannungskorrosionsriß. Das Verfahren, welches zum Erzielen eines T 73-Zustandes erforderlich ist, erhöht beträchtlich die Zeit, welche zum Wärmebehandeln der 7075-Legierung erforderlich ist.

Ein W51-Zustand wird erreicht, wenn das Material zwecks Entspannens auf 1,5—3% bleibende Dehnung gestreckt ist (Aluminium Standards and Data, 1976, S. 54 und 55).

Aus der DT-OS 14 58 530 ist ein Verfahren zum Wärmebehandeln von Gegenständen aus einer Alumini- « umlegierung bekanntgeworden, bei welchem das relativ lange Zeitintervall für die zweite Auslagerung von 4 bis 20 Stunden angegeben worden ist.

In der DT-AS 12 89 996 und der DTPS 9 76 898 sind Legierungssysteme beschrieben, die höchstens 0,3% w) Kupfer (DT-AS 12 89 996) oder kein Kupfer (DT-PS 9 76 898) enthalten. Der Fachmann sah das Aluminium-Magnesium-Zink-System als vielversprechend im Hinblick uuf die guten Ergebnisse bei üllernicrenden Eiintauchspannungsversuchcn an, entdeckte jedoch 1,5 dann, daß es atmosphärischen Korrosionsvcrsuchcn, beispielsweise in einer industriellen Atmosphäre, nicht tun siundhielt. Andererseits war es bekannt, daß Aluminium- iink-Magnesium-Kupfer-Systeme sehr empfindlich gegen Spannungskorrosion sind

Die Erfindung schafft nun ein Verfahren zum Verbessern dieser Situation für das System Alumini-Lim-Zink-Magnesium-Kupfer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gegenstand bei einer Temperatur von 224 bis 271°C während einer Dauer von 10 Sekunden bis 10 Minuten warmausgelagert wird, um die Korrosionsbeständigkeit der Legierung über ihre Beständigkeit in dem Zustand zu erhöhen, in welchem der Gegenstand vorliegt, wenn das lösungsgeglühte Material während 24 Stunden bei 121°C warmausgelagert worden ist.

Zweckmäßig wird im Falle einer zweistufigen Warmauslagerung das erste Warmauslagern bei 80 bis 163° C durchgeführt.

Vorteilhaft wird das zweite Warmauslagern in geschmolzenem Metall bei 243°C während 18 Sekunden durchgeführt, worauf sich ein Abkühlen an der Luft anschließt.

Der so behandelte Gegenstand weist eine Korrosionsbeständigkeit oberhalb derjenigen seines T 6-Zu-Standes auf, mit einem Lösungspotential im Bereich von 830 bis -935 Millivolt, einer Streckgrenze in dein Bereich von 3230 bis 5060 kg/cm (46 bis 72 ksi) und mit einer Versetzungsdichte oberhalb derjenigen, welche die 7075-Legierung in dem T73-Zustand aufweist, und bloßgelegten Korngrenzenbereichen und einer Korngrenzenausscheidung.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 7 Elektronen-Mikroaufnahmen von Abschnitten einer Platte einer Aluminiumlegierung-7075. Der Abstand, welcher 0,1 Mikron äquivalent ist, ist in den Aufnahmen eingezeichnet. Die Metalloberflächen, welche in den Aufnahmen wiedergegeben sind, verlaufen rechtwinklig zu der Walzrichtung der Platte;

F i g. 1 zeigt einen bekannten lösungsgeglühten und spannungsfreien Zustand, der als W51-Zustand bezeichnet wird,

F i g. 2 die Legierung im warmausgehärteten Zustand,

F i g. 3 einen bekannten, gegen Spannungskorrosionsrisse beständigen Zustand, der als T 73-Zustand bezeichnet wird,

F i g. 4 und 5 eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig.6 und 7 eine zweite Ausführungsform gemäß Erfindung,

F i g. 8 ein Diagramm der Daten aus den Beispielen 31 bis 42 gemäß Erfindung,

Fig. 9 ein Diagramm, in welchem zusätzliche Eigenschaften der Erfindung gezeigt sind.

Die erfindungsgemäß wärmebehandelten Legierungen haben eine Zusammensetzung, welche 4—8% Zink, 1,5 — 3,5% Magnesium, 1 —2,5% Kupfer und wenigstens 1 Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Chrom von 0,05-0,3%, Mangan von 0,1 -0,5% und Zirkon von 0,05-0,3% besteht. Der Rest der Zusammensetzung ist im wesentlichen Aluminium.

Die von dor Aluminiumindustrie mit 7075 bezeichneten Legierungen sind für die Erfindung bevorzugt und haben eine Zusammensetzung von 5,1 bis 6,1% Zink, 2,1 bis 2,9% Magnesium, 1,2 bis 2,0% Kupfer, 0,18 bis 0,35% Chrom, maximal 0,10% Mangan, maximal 0,40% Silizium, maximal 0,50% F.isen, maximal 0,20% Titan, ande^re je maximal 0,05% und insgesamt maximal 0,15%, Rest Aluminium.

Die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen

<önnen ebenfalls eine oder mehrere der Gruppen <ornverfeinernder Elemente einschließlich Titan von 301-0,2% und Bor von 0,0005—0,002% enthalten. Diese Elemente dienen dazu, eine feine Korngrüße in dem Gußgefüge der Legierung zu schaffen, üies ist im ·-> allgemeinen für die mechanischen Eigenschaften von Vorteil.

Zusätzlich kann es nützlich sein, 0,001—0,005% Beryllium zum Zwerke der Herabsetzung der Oxidation auf ein Minimum zu Zeiten zuzusetzen, wenn die iu Legierung geschmolzen ist.

Eisen und Silizium sind als Verunreinigungen vorhanden. Bis zu 0,5% Eisen kann toleriert werden, und der Siliziumgehalt soll 0,4% nicht übersteigen, um die Ausbildung einer wesentlichen Menge der intermetalli- r> sehen Verbindung Mg₂Si zu verhindern.

Eine bevorzugte Wärmebehandlung gemäß Erfindung zum Erzielen einer verbesserten SpannungSKorrosionsbeständigkeit besteht darin, die Legierung, wie sie oben definiert ist, in dem ausscheidungsgehärteten T6-Zustand in ein geschmolzenes Metall bei 224 bis 260°C während 1 bis 7 Minuten einzutauchen.

Im weiteren Sinne kann der T 6-Zustand durch das Ausscheidungshärten einer lösungsgeglühten Legierung bei 80 bis 163°C erhalten werden. Typische Bedingungen können sein:

a) für Legierungen, welche weniger als 7,5% Zink enthalten, Erhitzen eines lösungsgeglühten Gegenstandes auf 93—135°C und Auslagern während einer Zeitdauer von 5—30 Stunden; j<\

b) für Legierungen, welche mehr als 7,5% Zink enthalten, Erwärmen eines lösungsgeglühten Gegenstandes auf 80—135°C und Halten während einer Zeitdauer von 3—30 Stunden.

Vorzugsweise wird der T 6-Zustand erhalten, indem s j eine Probe während 24 Stunden bei 121°C in einem Luftumwälzofen erwärmt wird.

Der Artikel von J. T. Staley: »Heat Treating Characteristics of High Strength Al-Zn-Mg-Cn-Alloys with and without Silver Additions« auf Seiten 191 bis 199 in der Ausgabe Januar 72 von »Metallurgical Transactions«, veröffentlicht von ASM/A1ME, zeigt, daß die Geschwindigkeit von Erwärmen und Abschrekken, der Zeitverlauf zwischen dem Erwärmen und Abschrecken und dem Beginn des Erhitzens für das Ausscheidungshärten und die Erhitzungsgeschwindigkeit für das Ausscheidungshärten die maximale Streckgrenze beeinflussen können, welche in einer 7075-Aluminiumlegierung erzielbar ist. Es ist beabsichtigt, daß innerhalb des Konzeptes der vorliegenden Erfindung die Lehren von Staley verwendet werden, um die Ergebnisse zu optimieren. Somit kann es vorteilhaft sein, um die Festigkeit zu erhöhen, Proben, deren Lösungsglüh-Abschreck-Behandlung beispielsweise VIi Jahre zurückliegt, in geschmolzenes Woodmetall γ-, gemäß der Erfindung einzutauchen.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 bis 7 sind Elektronenmikroaufnahmen verschiedener Mikrostrukturen gezeigt, welche zwecks Erläuterung der Erfindung wesentlich sind. Alle Fig. 1 bis 7 wurden von einer t>o 6,3 mm dicken 7075-Aluminiumlegierungsplatte genommen. Fig. 1 bis 3 sind Mikroaufnahmen bekannter Zustände einer 7075-Legierung. In F i g. 1 ist ein Beispiel des W 51-Ziistandes gegeben. Eine W 51-lösungsgegliihte Mikrostruktur wird bei einer 7075-Aluininiumie- b> gicrungsplatte durch Erwärmen auf 482"C und dann Abschrecken in Wasser bei Raumtemperatur erhalten, rv.i«: Phiitonmaterial wird dann auf 1,5 — 3% bleibende Dehnung zwecks Spannungsentlastung gestreckt. Dies ergibt die Mikrostruktur, weiche in Fig. 1 gezeigt ist, mit E-Phasenpartikeln eines Al-Mg-Cr-Präzipates, Matrixregione.i R, eines einphasigen Aluriiiniummaterials fester Lösung, Korngrenzen Sund Versetzungen D. Der Aderungseffekt, der in dem Matrixbereich in Fig. 1 vorhanden ist, ist eine Erscheinung der Wirkung der Verdünnungslösung, welche bei der Zubereitung von verdünntem Material für die Elektronen-Übermikroskopie verwendet ist. Die Probe nach F i g. 1 wurde von der gleichen 7075-Legierungsplatie genommen, die in den Beispielen 1 bis 29 verwendet ist.

In F i g. 2 ist das 7075-Aluminiummaterial nach F i g. 1 gezeigt, nachdem es in den T 6-, insbesondere den T 651-Zustand, gebracht worden ist, indem W 51-Material in einem Luftumwälzofen während 24 Stunden bei "i21°C erwärmt ist. Die Ε-Phase verbleibt im wesentlichen unverändert. Es sind Versetzungen D und eine Korngrenze 3 gezeigt. Hier erscheinen in der Matrix viele kleine schwarze Stellen; diese werden als G.P.-Zonen bezeichnet und sind Anhäufungen von Magnesium- und Zinkatomen im allgemeinen im Verhältnis von 2 Zinkatomen pro Magnesiumatom.

In F i g. 3 ist eine Probe gezeigt, die von der gleichen Platte nach Fig. 1 und 2 in dem T 73-Zustand entnommen worden ist, welcher aus W51-Material erzeugt ist, indem in einem Luftumwälzofen zunächst während 24 Stunden bei 121°C und dann 8 Stunden bei 177°C erwärmt wird. Es erscheint eine Korngrenzenausscheidung und die G.P.-Zonen sind größer gewachsen. Die G.P.-Zonen beginnen eine Kristallinität aufzuweisen, indem sie ein Röntgenstrahlen-Beugungsmuster ergeben; diese Zonen werden vom Fachmann als M'- und M-Phase bezeichnet. Lösungspotentialstudien zeigen, daß die M'- und M-Phasen einige Kupferatome enthalten. Es wird angenommen, daß die G.P.-Zonen zur Kristallinität hin fortschreiten, indem sie zunächst M'-Phase werden, welche noch teilweise mit der Kristallstruktur der Matrix zusammenhängend ist. Die M'-Phase ändert sich dann in die M-Phase, welche eine Kristallstruktur aufweist, die von der Matrix unterschiedlich ist. Es wird auch angenommen, daß das Fortschreiten curch die M'-Phase zu der M-Phase die ursprünglichen G.P.-Zonen zunehmend anodisch bezüglich der Matrix macht und daß dann die sich ergebenden anodischen Partikeln in der Matrix gegen Spannungskorrosionsrisse schützen.

Die Mikrostruktur gemäß Fig.4 wurde erhalten, indem eine 6,3x9,5 χ 101,6-mm-Probe des W 51-Materials nach F i g. 1 zunächst zu dem T 6-Zustand während 24 Stunden bei 121°C in einem Luftumwälzofen gealtert, und dann die Probe während 10 Minuten in Woodmetall getaucht wurde, das bis 254°C geschmolzen ist. Nach Entfernen aus dem geschmolzenen Woodmetall wurde die Probe an Luft gekühlt. In F i g. 4 sind G.P.-Zonen, eine Ε-Phase, Korngrenzenpräzipitäi 10 und entblößtes Korngrenzmaterial 12 (frei vor G.P.-Zonen) gezeigt. Wegen der besonderen Orientie rung der Körner in Fig. 4 zeigen sich keint Versetzungen. Sie sind jedoch vorhanden, wie die: deutlich aus der Gegenwart der Versetzungen D wird welche in F i g. 5 gezeigt sind, in welcher ein andere Korn in der gleichen Probe gezeigt ist, welche für Fig.· verwendet worden ist. Das Korn nach Fig. 5 κ günstige·»" als das nach Fig. 4 oneniiert. um Vcrsctzuii gen zu zeigen.

Fig. 6 zeigt eine Probe der gleichen Größe wi diejenige für F i g. 4 und 5, welche in der gleichen Weis

mit der Ausnahme wärmebehandelt ist, daß nach Entfernen aus dem Woodmetall die Probe in kaltem Wasser abgeschreckt wurde. Es sind wiederum Korngrenzenausscheidungen 13, entblößtes Korngrenzenmaterial 14, Ε-Phase und G.P.-Zonen gezeigt. Versetzungen D erscheinen in dem unteren, günstig orientierten Korn in F i g. 6; F i g. 7 zeigt ein anderes Korn in der gleichen Probe, wie sie für Fig.6 verwendet ist, um weiterhin die Versetzungsdichte zu zeigen.

Die Erfindung wird weiter an Beispielen erläutert. In den Beispielen 1 bis 29 wird als Ausgangsmaterial die gleiche Platte verwendet, die zum Erhalten von Fig. 1 bis 7 verwendet worden ist.

Beispiele 1 bis 3

Die Daten für Beispiele 1 bis 3 erscheinen in Tabelle 1. Die Beispiele 1 bis 3 stellen unterschiedliche bekannte Verfahren und Bedingungen für eine 7075-Aluminiumlegierung dar, eine Legierung, welche gemäß Erfindung verwendet werden kann. Die Legierungszusammensetzung ist wie in Tabelle Il für Legierung A angegeben. Die Daten wurden von Proben mit einer Abmessung von 6,3 χ 9,5 χ 101,6 mm gesammelt. Diese Proben wurden von einer 6,3 mm dicken Platte der Legierung A

10

15

20 in dem W 5 t-Zustand genommen. Die längste Abmessung der 101,6-mm-Proben war parallel zu der Längsrichtung der Platte, d. h. der Walzrichtung. Der T6-Zustand wurde erhalten, indem W51-Proben in einem Luftumwälzofen während 24 Stunden auf 121°C erhitzt wurden. Die T 73-Behandlung wurde ebenfalls in Luftumwälzöfen zunächst bei 121⁰C durchgeführt. Gemessen wurden das Lösungspotential, die Streckgrenze und der Abblätterungsgrad, wie dies in Tabelle I wiedergegeben ist.

Bemerkungen

(1) 95% der Probenoberfläche wurde in ein Bad aus geschmolzenem Woodmetall während der vorgeschriebenen Zeit bei der Temperatur eingetaucht; wenn keir Woodmetall angegeben ist, erfolgte die Behandlung ir einem Luftumwälzofen.

(2) NaCl-H^-Lösungspotentiale wurden mit einei 0,10-Normal-Kalomelektrode bestimmt, wie dies aul Seite 3 von »Measurement of Irreversible Potentials a; Metallurgical Research Tool« von R. H. Brown veröffentlicht von »The American institute of Mining and Metallurgical Engineers« als technische Veröffentli chung 1234 und in »Metals Technology«, Okt. 1940 beschrieben ist.

Tabelle I

Lösungspotential, Streckgrenze und Beständigkeit gegen Abblättern der 7075 Legierungsplatte

Beispiel
Nr.

Wärmebehandlung (1)

NaCI- H2O2 (2) Streckgrenze
Potential

(mv) (kg/cm²)

Abblätterungsgrad im Alcan-Versuch (3)

1 W 51 -901 3720

2 T 6 -828 5190

3 T 73 -849 3640

4 T 6 + 10 see. bei 199° C(Woodmetall) + AC (4) -838 4970

5 T 6 4- 10 see. bei 199° C (Woodmetall) + CWQ (5) -840 5020

6 T 6 + 10 see. bei 230⁰C (Woodmetall) + AC -846 4750

7 T 6 + 10 see. bei 230⁰C (Woodmetall) + CWQ -857 4560

8 T 6 -I- 10 see. bei 254°C (Woodmetall) + AC -887 4620

9 T 6 + 10 see. bei 254⁰C (Woodmetall) + CWQ -926 4530

10 T 6 + 10 see. bei 271°C (Woodmetall) + AC -890 4050

11 T 6 + 10 see. bei 27 Γ C (Woodmetall) + CWQ -940 3905

12 T 6 + 20 see. bei 230⁰C (Woodmetall) + AC -856 4770

13 T 6 + 20 see. bei 23O⁰C (Woodmetall) + CWQ -890 4280

14 T 6 -+- 30 see. bei 230°C (Woodmetall) + AC -860 4800

15 T 6 -)- 30 see. bei 230°C (Woodmetall) + CWQ -902 4340

16 T 6 + 18 see. bei 243⁰C (Woodmetall) + AC -873 4990

17 T 6 + 18 see. bei 243⁰C (Woodmetall) + CWQ -902 4260

18 T 6 + 15 see. bei 254° C (Woodmetall) + AC -882 4700

19 T6 + 15 see. bei 254°C (Woodmetall) + CWQ -932 4255

20 T 6 + 20 see. bei 254⁰C (Woodmetall) + AC -886 4510

21 T 6 + 20 see. bei 254°C (Woodmetall) + CWQ -924 4220

22 W 51 + .12 Std. bei 177⁰C (Woodmetall) + AC -876 4330

23 W 51 + 10 see. bei 254° C (Woodmetall) + AC -895 3480

24 W 51 + 10 see. bei 254°C (Woodmetall) + CWQ -911 3470

25 W 51 + .12 Std. bei 177°C + AC + 10 see. bei -898 4380

254° C (Woodmetall) + AC

26 W 51 + .12 Std. bei 177°C + AC + 10 see. bei -919 3860

254° C (Woodmetall) + CWQ

27 W 51 + .53 Std. bei 163°C + AC + 10 see. bei -889 4200

254°C (Woodmetall) + AC

28 W 51 -(- .25 Std. bei 177°C + AC + 10 see. bei -892 4450

254°C (Woodmetall) -1- AC

29 W 51 + 15 see. bei 254°C (Woodmctal!) + AC -884 3280

EI

PI

Q Q Q Pi

PM

PI

PM

PI

PM

Pl

PM

PM PM PM PM

(3) Die Beständigkeit gegen Abblättern wurde durch Verwendung des 24-Stunden-»Alcan-Constant-lmmersion-Exfoliation-Tests« bestimmt, welcher aus einem Gesamteintauchen während 24 Stunden in einer 0,4-pH-Lösung von 4,0 NaCl, 0,5NHNOj in entionisiertem Wasser bei einem Verhältnis von Lösungsvolumen zu Probenoberflächenbereich von 50cmVin² besteht. Die folgenden Schlüssel zum Auswerten der Beständigkeit gegen Abblättern und Abfraß (Grübchenbildung) wurden verwendet:

N =	vernachlässigbar
PM =	Abfraß, mild
Pl =	Abfraß, mittelmäßig
PS =	Abfraß, ernsthaft
Q =	fraglich
EM =	Abblättern, mild
El =	Abblättern, mittelmäßig
ES =	Abblättern, ernsthaft

Tabelle Il

Zusammensetzung der Legierungen in Gew.-%

Element A

1,45	1,81
0,19	0,31
0,09	0,08
0,02	0,02
2,40	2,38
5,92	6,02
0,00	—
0,18	0,19
0,02	0,03
0,001	0,002

10

15

20

(4) AC = luftgekühlt; Unterschiede der Raumtemperatur verändern die Ergebnisse nicht bemerkenswert.

(5) CWQ = Abschrecken in kaltem Wasser; d. h. abgeschreckt in einem strömenden Wasserbad mit Leitungswasser; saisonbedingte Unterschiede der Kaltwassertemperatur beeinflussen die Ergebnisse nicht bemerkensweri.

30 17 bis 19, 21 bis 23, 25, 26 und 27 bis 29 hatten eine bessere Beständigkeit gegen Abblätterung als die Daten für den T 73^Zustand nach Beispiel 3. jedes der Beispiele 7 bis 22, 25, 26, 27, 28 hatte eine höhere Streckgrenze und ein anodischeres Lösungspoteritial (größerer negativerer Millivoltwert) als die entsprechenden Werte für den T 73-Zustand nach Beispiel 3. Das Lösungspotential, welches durch jede besondere Wärmebehandlung sofort von einem Abschrecken in kaltem Wasser erhalten wurde, war beträchtlich anodischer als dasjenige, das durch Abkühlen an der Luft erhalten wurde. Im allgemeinen steigt die Beständigkeit gegen Abblätterung und Abfraß an, wenn das Lösungspotential mehr anodisch wird, d.h. gegen einen größeren negativen Wert geht.

Beispiele 30 bis 35 Abschreckung in kaltem Wasser

Für jedes Beispiel wurden 4 Zugproben von 9,5x9,5x63,5 mm von einem Stück einer 63,5 mm dicken 7075-T 651-Legierungsplatte geschnitten (metallurgischer Verlauf wie für F i g. 2 beschrieben), so daß ihre Längen in Querrichtung waren, d. h. in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Platte. Die mechanischen Eigenschaften dieses Materials sind so, wie sie in Tabelle Hl wiedergegeben sind.

Tabelle III

Mechanische Eigenschaften der Platte, die für Beispiele 30 bis 41 verwendet wurden

35

40

45

50

55

Beispiele 4 bis 21

Proben wie in Beispiele 1 bis 3 wurden auf einen T6-Zustand während 24 Stunden bei 121⁰C warmausgelagert. Dann wurden sie mittels Dampf entfetlet und einer zusätzlichen Behandlung in geschmolzenem Woodmetall unterworfen, wie dies in Tabelle I angezeigt ist. Es wurden das Lösungspotential, die Streckgrenze und der Abblätterungsgrad gemessen.

Beispiele 22 bis 29

Proben wie im Beispiel 1 der Legierung A wurden verschiedenen Behandlungen in geschmolzenem Woodmetall unterworfen, ohne daß sie zunächst auf den T6-Zustand gebracht wurden. Es wurden das Lösungspotential, die Streckgrenze und der Abblättcrungsgrad t>o gemessen.

Ein Auftragen der Streckgrenze gegen das Lösungspotential für die Daten nach den Beispielen 1 bis 29 zeigt, daß die Daten für Beispiele 4 bis 29 in einem Bereich liegen, welcher nicht von den T6-Daten nach b^r> Beispiel 3 besetzt ist. Die Beispiele 7 bis 29 ergaben eine bessere Abblätterungsbcständigkcil als diejenigen für die T 651-Daten nach Beispiel 2. Beispiele 8,9,10 bis 15, Bruchfestigkeit
(kg/cm*)

Streck- Deh-

grenze nung

(kg/cm*) (%)

Längsrichtung Querrichtung 5630
5250

5030 4680

8,0 2,0

Die chemische Zusammensetzung der Legierung ist so, wie sie für Legierung B in Tabelle Il wiedergegeben ist. Die Zugproben wurden in ein geschmolzenes Woodmetall von 230⁰C der Zusammensetzung 50% Wismuth, 25% Blei, 12,5% Zinn und 12,5% Cadmium eingetaucht. Die Eintauchzeit für Beispiele 30 bis 35 waren entsprechend 30, 60, 90, 120, 240 und 420 see. Nach dem Eintauchen in das geschmolzene Woodmeiall wurden die Proben in kaltem Wasser aus der Leitung abgeschreckt Der Unterschied zwischen Kaltwassertemperatur im Sommer und im Winter beeinflußt die Ergebnisse nicht bemerkenswert. Zwei Zugprober wurden zu Zugstäben mit einem Durchmesser vor 3,18 mm gearbeitet, um sie einer S'^-tyo-Natriumchlo· ridlösiing durch abwechselndes Eintauchen bei BeIa stungsniveaus von 2950 und 2460 kg/cm² entsprechen einzutauchen gemäß »Military Specification MIL-A 22771 Β«. Die Proben wurden unter einem gegebener Belastungsniveau mit aufeinanderfolgenden Einlau chungcn während 10 Minuten in die Salzlösung unc 50 Minuten in Luft bis zum Bruch gehalten. Di< Beispiele 31 bis 35 blieben mehr als 30 Tage in eine solchen Behandlung und stimmen somit mit dei Bestimmungen der »Military Specification« überein. Dii verbleibenden beiden Proben eines jeden Beispiele wurden auf ihre Streckgrenze und Lösungspotcntia entsprechend untersucht. Die Streckgrenzen- um Lösungspotential-Datcn für Beispiele 30 bis 35 sind ii

F i g. 8 als Kurven dargestellt, die entsprechend von der Streckgrenze und dem Lösungspotential der Platte in dem T 651-Zustand ausgehen. Es sei hervorgehoben, daß die Daten der Streckgrenze durch ein Minimum im Beispiel 30 laufen, hier bezeichnet als »erstes Minimum«.

Die Messungen der Leitfähigkeit von Beispiel 30 bis 35 zeigen, daß eine Spannungskorrosionsbeständigkeit (gemessen durch den abwechselnden Eintauchversuch), welche lediglich bei einer Leitfähigkeit von 38% IACS mit dem T 73-Zustand erzielbar ist, bei 35-37% IACS gemäß vorliegender Erfindung erhalten ist. Die Leitfähigkeitsdaten erscheinen in Tabelle IV. (IACS ist eine Abkürzung von »International Annealed Copper Standard« und ist erläutert in Electrical Engineers Handbook, 14—143, dritte Ausgabe.)

Tabelle IV

Leitfähigkeit für Beispiele 30 bis 41

Eintauchzeit	Abschrecken in kaltem Wasser	elektrische
in Sekunden	Beispiel Nr.	Leitfähigkeit
		o/o IACS
		33,3
30	30	34,7
60	31	35,2
90	32	35,8
120	33	36,7
240	34	38,2
420	35
Eintauchzeit	Abkühlung an Luft	elektrische
in Sekunden	Beispiel Nr.	Leitfähigkeit
		% IACS

Beispiele 37 bi? 41, welche unterhalb des ersten Minimums bei Beispiel 36 in F i g. 8 in der Streckgrenzkurve liegen, durchliefen den 30-Tage-Versuch gemäß der Military Specification.

Zusätzliche Beispiele 42 bis 55

Die Versuche wurden wie für Beispiele 36 bis 41 durchgeführt, wobei zusätzliche Variationen der Zeit und Temperatur des Eintauchens in geschmolzenes

ίο Woodmetall verwendet wurden. Die Punkte für diese zusätzlichen Versuche (wie in Tabelle V dargestellt) plus die Versuche nach den Beispielen 36 bis 41 sind in F i g. 9 eingezeichnet. Oberhalb eines jeden Punktes in dieser Figur ist die mittlere Zeit bis zum Bruch bei dem Versuch des abwechselnden Eintauchens in wäßrige Salzlösung der Military Specification, wie dies in den Beispielen 30 bis 35 erwähnt ist, in Tagen angegeben. Unterhalb eines jeden Punktes ist die Streckgrenze angegeben, ausgedrückt in % der T 651-Streckgrenze.

Die Zeiten und Temperaturen des Eintauchens in Woodmetall gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung, wobei eine kombinierte hohe Streckgrenze und Beständigkeit gegen Spannungskorrosionsriß gezeigt ist, fallen in den Umfang des Vierecks BCDL in Fig. 9. Vorzugsweise liegen die Zeiten und Temperaturen in dem Umfang des Vierecks GHJK. Der Bereich oberhalb der Linie DJKL kombiniert hohe Beständigkeit gegen Spannungskorrosion mit noch annehmbarer Streckgrenze.

Tabelle V

Zeiten und Temperaturen in Woodmetall für Beispiele 42 bis 55 und die Koordinaten der Punkte A bis I.

30

35

30 36 34,2

60 37 35,2

90 38 36,4

120 39 36,7

240 40 37,7

420 41 38,8

Beispiele 36 bis 41
Luftgekühlt

Die Versuche wurden wie für Beispiele 30 bis 35 durchgeführt, wobei der einzige Unterschied darin bestand, daß die Proben nach dem Eintauchen mit Luft gekühlt wurden. Unterschiede der Raumtemperatur von Tag zu Tag oder Jahreszeit zu |ahres/.eit erzeugen keine bemerkenswerte Variation der Ergebnisse. Die Daten der Streckgrenze und des Lösungspotentials sind in F i g. 8 wiedergegeben. Hier durchliefen alle Beispiele 37 bis 41 das abwechselnde Eintauchen und den wäßrigen Salzlösungs-Versuch der »Military Specification«, wie dies in den Beispielen 30 bis 35 erwähnt ist.

Hier wurde ebenfalls festgestellt, daß cine Spannungskorrosionsbeständigkeit (gemessen mit dem Versuch des abwechselnden Eintauchens), welche lediglich bei einer Leitfähigkeit von 38% IACS in dem T 73-Zustand crzielbar ist, gemäß der vorliegenden Erfindung bei 35 — 37% IACS erhalten ist. Die Daten für die Leitfähigkeit sind in Tabelle IV wiedergegeben. Alle 40

₅₀

Beispiel Nr.
oder Punkt

Zeil
Min.

Temperatur °C

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

Il

0,5	260
0,75	260
1,0	260
1,5	260
2,0	260
0,5	246
1,0	246
0,5	204
1,0	204
1,5	204
2,0	204
4,0	204
6,0	204
7,0	191
3,0	199
0,2	260
1,0	260
10,0	226
10,0	199
4,0	210
0,67	246
1,05	246
8,0	204

Die folgenden Definitionen sind hier verwendet:

a) wenn Prozente angegeben sind, sind dies Gew.-¹ wenn nichts anderes erwähnt ist;

b) die Initialen »G.P.« stehen für »Guinicr-Prcslon«.

HIiUI Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Warmaushärten eines Gegenstandes aus einer Aluminiumlegierung aus 4 bis 8% Zink, 1,5 bis 3,5% Magnesium, 0,05 bis 03% Chrom, 0,1 bis 0,5% Mangan, 1 bis 2,5% Kupfer, 0,05 bis 0,3% Zirkonium, Rest Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand bei einer Temperatur von 224 bis 271⁰C während einer ι ο Dauer von 10 Sekunden bis 10 Minuten warmausgelagert wird, um die Korrosionsbeständigkeit der Legierung über ihre Beständigkeit in dem Zustand zu erhöhen, in welchem der Gegenstand vorliegt, wenn das lösungsgeglühte Material während i> 24 Stunden bei 121°C warmausgelagert worden ist.

2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer zweistufigen Warmauslagerung das erste Warmauslagern bei 80 bis 163°C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Warmauslagern in geschmolzenem Metall bei 243°C während 18 Sekunden durchgeführt wird, worauf sich ein Abkühlen an der Luft anschließt.