DE2607511A1

DE2607511A1 - Ausscheidungshaertbare, nitridierte aluminiumlegierungen und nitridierte mutterlegierungen dafuer

Info

Publication number: DE2607511A1
Application number: DE19762607511
Authority: DE
Inventors: Mituhiro Goto; Isao Hashimoto; Koji Itabashi; Shugo Watanabe
Original assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Current assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Priority date: 1975-02-26
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1976-09-09
Also published as: CA1097522A; US4060411A; DE2607511C2

Description

Die Erfindung betrifft ausscheidungshärtbare Aluminiumlegierungen und insbesondere nitridierte Aluminiumlegierungen mit einer hohen Zugfestigkeit und großen Härte sowie Mutterlegierungen dafür und ein Verfahren zur Herstellung dieser Legierungen.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von ausscheidungshärtbaren nitridierten Aluminiumlegierungen, bei dem bisher bekannte nitridierte Aluminiumlegierungen, die zu ihrer Herstellung eine Temperatur von 900⁰C und darüber erforderten, aufgrund der Zugabe von nitridierten Mutterlegierungen so hergestellt werden, daß die Verwendung von gewöhnlichen Schmelzofen für Aluminiumlegierungen, die nur bis zu einer Temperatur von etwa 800 ⁰C hitzebeständig sind, sowie die Gewinnung von ausscheidungshärtbaren nitridierten Aluminiumlegie-

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rungen mit weiter verbesserten Eigenschaften und einheitlicher Zusammensetzung ermöglicht wird.

Wenngleich aufgrund der Erfindung nicht nur die Eigenschaften von nitridierten Legierungen auf der Grundlage von Aluminium verbessert werden können, sondern auch die nitridierten Legierungen auf der Grundlage anderer Metalle als Aluminium, so eignet sich das erfindungsgemäße Vorgehen insbesondere im Falle von nitridierten Legierungen auf der Grundlage von Aluminium, weshalb die Erfindung im folgenden im wesentlichen mit Bezug auf die Aluminiumlegierungen näher beschrieben wird.

Aluminium zeichnet sich insbesondere durch ein niedriges spezifisches Gewicht, eine starke Antikorrosionswirkung, hohe anodische Oxydierbarkeit und große Formbarkeit aus, besitzt jedoch auch einige Nachteile,- wenn es als Baumaterial verwendet wird, wie beispielsweise eine niedrige Zugfestigkeit und geringe Härte sowie eine geringe Abriebfestigkeit.

Zur Ausnutzung der oben beschriebenen Vorteile des Aluminiums und Beseitigung der aufgeführten Nachteile ist eine Reihe ausscheidungshärtbarer Legierungen, die in den Vereinigten Staaten von Amerika als "Duralumin" oder "17S".·bekannt sind, entwickelt worden, beispielsweise Al/Cu/Mg-Legierungen (JIS*Nr. 2000 und darüber), Al/Mg/Si-Legierungen (JIS Nr. 6000 und darüber) oder Al/Zn/Mg/Cu-Legierungen (JIS Nr. 7000 und darüber), in den Vereinigten Staaten von Amerika als "Extra Super Duralumin" oder "75S" bezeichnet. Bei. all diesen Legierungen kann man die Guali-· tat verbessern, indem man lediglich dem metallischen Aluminium geeignete Zusatzelemente beigibt, und eine verbes-

* JIS: Japanese Industrial Standards

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serte Zugfestigkeit sowie eine verbesserte Härte, die im wesentlichen mit denjenigen von kohlenstoffarmem Stahl vergleichbar ist, kann durch anschließende Wärmebehandlung oder Erhitzen und Abschrecken erzielt werden. So besitzt ein Duralumin wie JIS 7075 - Tg eine Zugfestigkeit, die der von Kohlenstoffbaustahl der Bezeichnung JIS S 3OC nahekommt.

Die physikalischen Eigenschaften einiger im Handel erhältlicher Alüminiumlegi erungen mit den jeweils dazugehörigen Industrienormen verschiedener Länder sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt. Zum Vergleich sind die entsprechenden Werte für die Legierungen, die gemäß den folgenden Beispielen 1 und 2 gemäß der Erfindung erhalten worden sind, ebenfalls in Tabelle I aufgeführt.

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Tabelle I

	Zug festig keit ₂ kg/mm	Streck grenze kg/mm^	Deh nung %	Härte HmV	23Ö
JIS* 7075 T₆** (Aluminiumlegierung]	57	51	7	ca. 180"	23Q
JIS S 30c (Kohlenstoffstahl)	55	34	23
JIS S 4OC (Kohlenstoffstahl)	58	40	22	—
ISO* AlZnöMgCu	55,5	50,0	7	-
AA* 7075 - T₆**	58,5	51,5	11	-
DIN* AlZnMgCu 0,5 AlZnMgCu 1,5	50 53	43 47	7 7
CSA* ZG 62 - T₆	57	51,5	7	-
Beispiel 1	70	-	10
Beispiel 2	65,5	-	10,7

Anmerkungen:

* JIS: Japanese Industrial Standards

ISO: International

AA: U.S.A.

DIN: Deutschland

CSA: Kanada

** Die T₆-Behandlung umfaßt Lösungsglühen und Ausscheidungsbehandlung zum Erzielen einer maximalen Festigkeit, wie in American Aluminum Association, Aluminum Standars und Data 1972 - 1973, Seite 9 angegeben, wobei insbesondere das Lösungsglühen bei etwa 450 ⁰C und die Ausscheidungsbehandlung bei etwa 120 ⁰C durchgeführt wurden.

Die Zusammensetzungen der in Tabelle I aufgeführten Aluminiumlegierungen' sind in der folgenden Tabelle Ia in % angegeben.

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Tabelle la

CX) CO

	Vorlieg. Erfindg.	Jap. PS. 728 024**	5,	JIS 7075	1	• ISO AlZn6MgCu	5	AA 7075	1	AlZnMgCuI	1 -6,1	d: ,5	...	3	- 5,2	CSA ZG62	1
Zn	3,2 -8,0	3,2 -8,0	2,	1 -6,	9	5,	2	,1 -6,	9	5,	1 -2,9		6	- 3,6	5,1 -6,	9
Mg	1,2 -4,5	1,2 -4,5	1,	1 -2,	0	2,	1	,1 -2,	0	2,	2 -2,0		5	- 1,0	2,1 -2,	0
Cu	0,1 -1,0	0,3 -1,5	o,	2 -2,	35	1	0	,2 -2,	35	1,	18-0,3		1	- 0,3	1,2 -2,	35
Cr	0,1 -0,5	0,1 -0,5		18-0,		O₁		,18-0,		o,	0,2			0,2	0,18-0,
Zr o. Ti	0,01-1,2	Zr 0,05-1,2		Ti 0,2		,1-6,4		0,2			0,5			0,5	0,2
Fe	-	0,2 -1,2		0,5		,1-2,9		0,5			0,5			0,5	0,5
Si	-	0,05-0,85		0,4		2-2,0		0,4			-			_	0,4
Ni o. Co	0,2 -1,2	0,2 -1,2		_.		,1-0,35		-							_
						Ti + Zn 0,3					-0,3			- 0,4
Mn	-	0,1 -1,2		0,3				0,3		0					0,3
Be	0,02-1,0	0,02-1,0		-
B	0,005-0,2	0,005-0,2	-
		0,5		EN AlZnMgCuO,5
0,4
Ni 0,1	2,
Mn + Cr	o,
	o,


0,5


	0

* JIS: Japanese Industrial Standards

ISO: International

AA: U.S.A.

DIN: Deutschland

CSA: Kanada

** Japanisches Patent 728 024, das weiter unten erwähnt wird,

VJl I

N5 CO CD

cn

Mit der weiteren industriellen Entwicklung wuchs jedoch das Bedürfnis nach einer Aluminiumlegierung mit höherer Festigkeit und niedrigem spezifischen Gewicht, weshalb verschiedene "Versuche zur Befriedigung dieses Bedürfnisses durchgeführt wurden. Beispielsweise wurde kürzlich ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen mit hoher Zugfestigkeit und hoher Härte durch Anwendung e-.nes Nitridierungsverfahrens bei hoher Temperatur entwickelt, wie in den japanischen Patentschriften 621 486 und 728 028 beschrieben.

Diese Aluminiumlegierungen mit hoher Zugfestigkeit und hoher Härte, die im folgenden als frühere nitridierte Aluminiumlegierungen bezeichnet werden, besitzen eine Zugfestigkeit von über 70 kg/mm sowie eine Vickers-Härte von über 220, jedoch nachteiligerweise nur eine geringe Duktilität (im folgenden als Extrudierbarkeit bezeichnet) sowie nur eine niedrige anodische Oxydierbarkeit.

Da weiterhin das Nitridierungsverfahren bei der Herstellung der früheren nitridierten Aluminiumlegierungen durch Einblasen von Stickstoff oder Ammoniak in die Schmelze durchgeführt wird, d.h. in die gesamte zu nitridierende Menge, die sich auf einer Temperatur von 900 bis 1300 ⁰C befindet, übersteigt der dabei erforderliche Temperaturbereich die normale Wärmefestigkeitstemperatur von 800 ⁰C für normale Schmelzofen für Aluminiumlegierungen. Demzufolge kann das Verfahren zur Herstellung der früheren nitridierten Aluminiumlegierungen nicht in gewöhnlichen metallurgischen Anlagen durchgeführt werden. Das Nitridieren von großen Mengen an Legierungen in besonderen, großdimensionierten und kostspieligen für hohe Temperatur geeigneten Öfen erfordert eine sehr sorgfältige Verfahrenssteuerung und Ofenunterhaltung sowie große Brennstoffmengen und führt damit zu erhöhten Herstellungskosten für die zu erzeugende Legierung.

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Es wurde nun gefunden, daß die genannten Nachteile beseitigt und eine ausscheidungshärtbare nitridierte Aluminiumlegierung hergestellt werden kann, die beträchtlich bessere Eigenschaften als die früheren nitridierten Aluminiumlegierungen besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von nitridierten Aluminiumlegierungen von hoher Zugfestigkeit, hoher Härte, ausgezeichneter Extrudierbarkeit und ausgezeichneter anodischer Oxydierbarkeit sowie einer nitridierten Mutterlegierung für diese Legierungen.

Aufgabe der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der genannten nitridierten Aluminiumlegierungen, bei dem Herstellungskosten und Heizenergie eingespart werden können und das sich zur Massenherstellung eignet, weil nur eine geringe Menge nitridierter Mutterlegierung in einem Nitridierofen mit hoher Wärmefestigkeit hergestellt und anschließend durch Behandeln der so erhaltenen Mutterlegierung die gewünschte nitridierte Aluminiumlegierung in normalen Aluminiumschmelzöfen hergestellt wird. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, eine nitridierte Aluminiumlegierung von hoher Qualität herzustellen, die keine Seigerungserscheinungen aufweist, sondern eine gleichmäßige Zusammensetzung und aufgrund wiederholter Schmelzschritte eine feine Struktur besitzt.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden -Beschreibung.

Gegenstand der Erfindung ist eine Mutterlegierung, enthaltend mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium, wobei das Metall, die Gesamtheit der Metalle

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oder ein Teil der Metalle mit einem Nitridierungsmittel bei eine:
den ist.

bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C nitridiert wor-

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung, enthaltend neben Aluminium und ggf. Zusatzstoffen eine Mutterlegierung, enthaltend mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium, wobei das Metall, die Gesamtheit der Metalle oder ein Teil der Metalle mit einem Nitridierungsmittel bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C nitridiert worden ist.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung nitridierter Mutterlegierungen für ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium schmilzt und in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende Schmelze ein Nitridierungsmittel einbringt.

Gegenstand der Erfindung ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man metallisches Aluminium bei einer Temperatur bis zu 800 ⁰C mit einer Mutterlegierung legiert, die durch Schmelzen mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium und Einbringen eines Nitridierungsmittels in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende Schmelze hergestellt worden ist.

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Eine "bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgeiaäßen Legierung besteht darin, daß die Mutterlegierung im wesentlichen mindestens eines der Metalle a) Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor oder Aluminium, wobei das Metall bei 800 bis 1200 ⁰C im geschmolzenen Zustand nitridiert worden ist, und mindestens eines der Metalle b) Kupfer, Magnesium, Zink, Silicium oder Aluminium enthält, wobei das Metall der Gruppe b) bei einer Temperatur unter der Nitridiertemperatur, vorzugsweise unter 800 ⁰C, mit der Komponente a) legiert worden ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Legierung besteht darin, daß die nitridierte Mutterlegierung im wesentlichen eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor oder Aluminium enthält, wobei das Metall im geschmolzenen Zustand bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C nitridiert worden ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung besteht darin; daß sie neben einer Mutterlegierung aus mindestens einem der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor oder Aluminium, das im geschmolzenen Zustand bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C nitridiert worden ist, mindestens eines der Metalle Kupfer, Magnesium, Zink, Silicium., oder Aluminium und ggf. weitere Zusatzstoffe enthält.

Im vorliegenden Zusammenhang ist unter dem Ausdruck "Metall" auch eine Legierung mehrerer der aufgeführten Metalle zu verstehen. Außerdem wird Silicium im vorliegenden Falle unter die Metalle gerechnet.

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Erfindungsgemäß v/erden also zunächst Mutterlegierungen hergestellt und diese anschließend mit Aluminium zu den ausscheidungshärfbaren, nitridierten Legierungen legiert.

Die ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung, die. durch Einbringen von nitridierten Mutterlegierungen "nitridiert" worden sind, besitzen eire verbesserte Duktilität oder Extrudierbarkeit bei einem Kupfergehalt von nur 0,5% im Vergleich zu den üblichen Kupfergehalten von 1,5% für die früheren nitridierten Aluminiumlegierungen und besitzen wegen des niedrigeren Kupfergehaltes eine verbesserte anodische Oxydierbarkeit. Die nitridierten Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung besitzen außerdem eine verbesserte Zugfestigkeit.

Die nitridierten Mutterlegierungen gemäß der Erfindung lassen sich in drei Klassen einteilen.

Die erste Klasse von Legierungen, die in einem einstufigen Verfahren hergestellt werden, ist vorzugsweise eine sog. Ein-Paket-Mutterlegierung, da sämtliche in die ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung einzubringenden Komponenten in der Mutterlegierung enthalten sind und diese daher mit Aluminium in einem herkömmlichen Legierungsofen für Aluminium bei maximalen Temperaturen von etwa 800 ⁰C legiert werden kann. Die zweite Klasse von Mutterlegierungen ist ebenfalls eine Ein-Paket-Legierung, obwohl ihre Herstellung in zwei Stufen durchgeführt wird. Beide Legierungsklassen umfassen jedoch nicht notwendigerweise nur Ein-Paket-Legierungen und jeder Vertreter der beiden Klassen kann auch nur eine der oben aufgeführten Komponenten enthalten.

Die dritte Klasse stellt keine Ein-Paket-Legierung dar, da einige zusätzliche Komponenten, nämlich mindestens

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eines der Metalle Kupfer, Zink, Magnesium, Silicium oder Aluminium, erforderlich ist, um eine ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung herzustellen.

Jede der Mutterlegierungen enthält vorzugsweise Aluminium, da sie schließlich in ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierungen eingebracht wird.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der nitridierten Mutterlegierungen gemäß der Erfindung näher beschrieben. Eines oder mehrere der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium (sämtlich Übergangsmetalle) sowie Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium wird bzw. werden als elementares Metall oder als Legierung geschmolzen, und während die Schmelze bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C gehalten wird, wird in die Schmelze ein Nitridierungsmittel, vorzugsweise ein gasförmiges Nitridierungsmittel, wie molekularer Stickstoff oder eine leicht zersetzbare gasförmige Stickstoffverbindung, insbesondere eine nicht oxydierbare Stickstoffverbindung, wie beispielsweise Ammoniak, oder ein Gemisch daraus, mittels eines Blaserohrs aus feuerfestem Material eingeführt. Die Nitridierbehandlung wird somit unter der Rührwirkung des in Blasen aufsteigenden Nitridiermitteis durchgeführt, um so die gewünschte nitridierte Mutterlegierung zu erhalten. Die Menge an während der Behandlung einzuführendem Stickstoff liegt im Bereich von 0,5 bis 5 1, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 1 und beträgt insbesondere etwa 2 1 je Kilogramm Schmelze, während die Einführungszeit für den Stickstoff 0,5 bis 5 Stunden, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden und insbesondere etwa 2 Stunden beträgt.

Wenngleich vorzugsweise ein gasförmiges Nitridierungsmittel verwendet wird, insbesondere ein solches, das nicht oxydiert, können auch Nitridierungsmittel, die nicht

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im gasförmigen Zustand vorliegen, verwendet werden, wie beispielsweise anorganische Salze, wie Ammoniumsalze und Nitrate. Außerdem können organische stickstoffhaltige Verbindungen, wie Amine, verwendet werden.

Die auf diese Weise erhaltene nitridierte Mutterlegierung wird im folgenden als Mutterlegierung A bezeichnet. Die Mutterlegierung A kann, muß aber nicht, Kupfer, Zink, Magnesium, Silicium und bzw. oder Aluminium enthalten; diese Elemente können auch zur Herstellung der nitridierten Mutterlegierung B zugesetzt werden. Normalerweise enthält die Mutterlegierung A diese Elemente nicht.

Die nitridierte Mutterlegierung A kann so, wie sie ist, in den Handel gebracht werden, oder sie kann zusammen mit Kupfer, Zink, Magnesium, Silicium und Aluminium oder einem Teil dieser Elemente dem metallischen Aluminium zur Erzielung der ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen zugesetzt werden. Alternativ kann die nitridierte Mutterlegierung A unterhalb der oben erwähnten Nitridierungstemperatur gehalten werden, wonach mindestens eines der Elemente Kupfer, Zink, Magnesium, Silicium oder Aluminium unter Ausbildung der nitridierten Mutterlegierung B zugesetzt oder damit verschmolzen wird.

Jede der beschriebenen nitridierten Mutterlegierungen A oder B kann zu Blöcken vergossen werden, die ihrerseits in den Handel gebracht werden können.

In den metallurgischen Betrieben können beispielsweise die Elemente Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium und bzw. oder Aluminium zusammen mit der nitridierten Mutterlegierung A der· Alurainiummetallschmelze zugesetzt und das Ganze bei einer normalen Temperatur für metallurgische Behandlungen gehalten werden, wobei die Menge der zugesetzten Metalle ausreichend ist, um in der erhaltenen Aluminiumlegierung einen derartigen Endgehalt zu erzielen, daß

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Blöcke gegossen werden können. Es ist auch möglich, nur die nitridierte Mutterlegierung B dem Aluminiummetall in einer solchen Menge zuzusetzen, die ausreicht, um einen entsprechenden Endgehalt im Produkt zu erhalten, und das Produkt zu schmelzen und bei normalen Legierungsteraperaturen, beispielsweise bis zu 750 ⁰C oder 700 ⁰C zu halten, um eine Schmelze zu erzielen und Blöcke zu gießen.

Nach der Wärmebehandlung zum Homogenisieren des Blockes bei etwa 450 ⁰C, dem heißen Bearbeiten, wie beispielsweise Extrudieren, Walzen oder Ziehen bei etwa 300 bis 400 ⁰C, und dem kalten Bearbeiten, wie beispielsweise Ziehen, Walzen oder Gesenkschmieden bei Raumtemperatur wird die so erhaltene Aluminiumlegierung der sog. T6-Behandlung unterzogen, die, wie in Tabelle I dargestellt, aus Erwärmen und Abschrecken sowie Härten durch künstliche Alterung besteht, um so eine nitridierte Legierung auf Aluminiumgrundlage zu erzielen, die die für die praktische Verwendung erwünschte Festigkeit und Härte besitzt. Zur weiteren Information über Aluminiumlegierungsbehandlungen siehe Kirk and Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Band 1, Seiten 968 bis 971, 2.Auflage, John Wiley and Sons, Inc. 1963.

Der Gehalt an den Bestandteilen außer dem Aluminium, die in den Mutterlegierungen gemäß der Erfindung enthalten sind, ist 2 bis 10mal, vorzugsweise 2 bis 5mal so hoch wie der Gehalt an den entsprechenden Bestandteilen in den ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen, die durch Einführen der Mutterlegierungen hergestellt werden.

Der vorzugsweise gewählte Gehalt an den entsprechenden Bestandteilen in den ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung ist in der folgenden Tabelle II angegeben:

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Tabelle II	Zink	3,2 - 8,0%
Magnesium	1,2 - 4,5
-Kupfer	0,1 - 1,5
Nickel oder Kobalt	0,2 - 1,2
Chrom	0,1 - 0,5
Zirkon und/oder Titan	0,01 - 1,2
Beryllium	0,02 - 1,0
Mangan	0,1 - 1,2
Vanadin	0,01 - 1,2
Molybdän	0,01 - 1,2
Bor	0,005 - 0,2
Aluminium	Rest
Beispiel 1

Eine Aluminiumlegierung innerhalb des Zusammensetzungsbereiches der oben erwähnten Legierung und mit einer Endzusammensetzung, wie in der folgenden Tabelle III dargestellt, wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wie folgt hergestellt:

Tabelle III

Endzusammensetzung {%)

Zn Mg Cu Cr Ni Zr Be B Al 5,6 2,8 1,5 0,2 0,25 0,55 0,025 0,02 Rest

0,4 kg Mutterlegierung Al/Cr mit einem Chromgehalt von 3%, 0,66 kg Mutterlegierung Al/Zr mit einem Zirkongehalt von 5%, 0,03 kg Mutterlegierung Al/Be mit einem Berylliumgehalt von 5%_t 0,04 kg Mutterlegierung Al/B mit einem Borgehalt von 3% und 0,15 kg Mutterlegierung Al/Ni mit einem Nickelgehalt von 10% werden in einem Tiegel aus feuerfestem Graphit zusammen geschmolzen, und die Temperatur der erhaltenen Schmelze wird bei 800 bis 1200 ⁰C

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gehalten. Danach wird Stickstoff aus der Gasflasche mittels eines Blasrohres aus feuerfestem Material in einer Menge von 2 1 je kg Schmelze in die Schmelze geblasen, und das Nitridieren wird etwa 2 Stunden unter Rühren, das durch das Einblasen des Stickstoffs verursacht wird, durchgeführt, wonach man eine nitridierte Mutterlegierung A für nitridierte Legierungen auf Aluminiumgrundlage erhält.

Während die nitridierte Mutterlegierung A bei einer Temperatur im Bereich von 800- bis 1200 ⁰C gehalten wird, werden anschließend 0,27 kg einer Mutterlegierung Al/Cu mit einem Kupfergehalt von 33% zugesetzt und damit verschmolzen, wonach die Temperatur der erhaltenen Schmelze auf 800 ⁰C gesenkt wird. Danach werden 0,336 kg 100%iges Zink und 0,168 kg 100%iges Magnesium zugesetzt und mit dem Rest verschmolzen, wobei man eine nitridierte Mutterlegierung B für nitridierte Legierungen auf Aluminiumgrundlage erhält.

Die so erhaltene Mutterlegierung B besitzt die Zusammensetzung, wie in der folgenden Tabelle IV angegeben, gemäß der der Gehalt der entsprechenden Zusatzmetalle etwa dreimal größer ist als in der oben erwähnten vorzugsweise angestrebten Endzusammensetzung.

Tabelle IV

Zn Mg Cu Cr Ni Zr Be B 16,4 8,18 4,34 0,58 0,73 1,61 0,073 0,058 {%)

Die Herstellung der nitridierten Legierung auf Aluminiumgrundlage mit der oben erwähnten vorzugsweise angestrebten Endzusammensetzung durch Verwendung der nitridierten Mutterlegierung B wird durchgeführt, indem man 3,946 kg 99,9%iges Aluminium bei 750 ⁰C schmilzt und 2,054 kg der Mutterlegierung B in die erhaltene Aluminiumschmelze hinzugibt, um sie mit dem Aluminium zu verschmelzen und die so

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erhaltene Schmelze in einen Block zu gießen.

Wenn die nitridierte Legierung auf Aluminiumgrundlage gemäß diesem Beispiel einer T6-Behandlung (vgl. Tabelle I) unterworfen worden ist, besitzt das erhaltene Produkt eine Zugfestigkeit von 70 kg/mm , eine Dehnung von 10% und eine Härte von 230 Hmv, d.h., daß es eine um etwa 20% höhere Zugfestigkeit, eine um etwa 25% höhere Härte und eine etwa 40% höhere Dehnung besitzt, als die Legierung auf Aluminiumgrundlage mit der Bezeichnung JIS 7075 - Τ6. Somit wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eine nitridierte Legierung auf Aluminiumgrundlage erhalten, die ausgezeichnete Eigenschaften für ein Baumaterial besitzt, die den Eigenschaften vergleichbar sind, die Kohlenstoffstahl der Bezeichnung JIS S 40 C (vgl. Tabelle I) besitzt.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf stärker bevorzugte Ausführungsformen erläutert.

Im allgemeinen besitzen die ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen, die gemäß der Erfindung erhalten werden, die hohe Festigkeit und die große Härte, die den früheren nitridierten Aluminiumlegierungen gemäß den japanischen Patenten 621 486 und 728 028 zu eigen sind, während sie gleichzeitig deren geringe Extrudierbarkeit sowie deren geringe Anodisierbarkeit nicht aufweisen. Dieses Merkmal der ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung wird besonders bemerkenswert, wenn die Legierungen eine besondere Zusammensetzung besitzen.

Diese besondere Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle V zusammen mit den Zusammensetzungen einer früheren nitridierten Aluminiumlegierung (japanisches Patent 728 024), der Aluminiumlegierung gemäß JIS 7075 sowie der ISO AlZn^MgCu Legierung dargestellt:

Tabelle V

	Vorliegende Erfindung	8,0%	Japanisches Patent 728 024	JIS 7075	6,1%	ISO AlZn^MgCu	- 6,4%
Zn	3,2 -	4,5	3,2 - 8,0%	5,1 -	2,9	5,1	- 2,9
Mg	1,2 -	1,0	1,2 - 4,5	2,1 -	2,0	2,1	- 2,0
Cu	0,1 -	0,5	0,3 - 1,5	1,2 -	- 0,35	1,2	- 0,35
Cr	0,1 -	- 1,2	0,1 - 0,5	0,18		0,1
Zr und/ oder Ti	0,01		Zr 0,05 - 1,2 Ti	0,20		0,3
Fe			0,2 - 1,2	0,50		0,5
Si		1,2	0,05 - 0,85	0,40	-	0,4
^Ni oder Co ° ^er	0,2 -		0,2 - 1,2	—		0,1
Mn		- 1,0	0,1 - 1,2	0,30	-	0,3
Be	0,02	- 0,2	0,02 - 1,0	—	-
B ■	0,005	0,005 - 0,2

Der Grund, warum der Gehalt an den entsprechenden Komponenten der bevorzugten Legierungen gemäß der Erfindung innerhalb der Grenzen, wie sie in der obigen Tabelle V dargestellt sind, beschränkt ist, wird im folgenden beschrieben.

Das Einhalten des Bereichs von 3,2 - 8,0% für Zn und von 1,2 - 4,5% für Mg kann die Halterungshärtungseffekte beschleunigen und zufolge der Bildung von MgZ^ ^zu einer Festigkeitserhöhung beitragen. Unter den Untergrenzen der entsprechenden Bereiche werden das Alterungshärten sowie die Verbesserung der Festigkeit unzureichend, während oberhalb der Obergrenzen der entsprechenden Bereiche die Bearbeitbarkeit und die Korrosionsfestigkeit abnehmen. Das Einhalten des Bereiches von 0,1 - 1,0% für Cu trägt zum Alterungshärten und zur Erhöhung der Festigkeit bei, oberhalb der Obergrenze jedoch wird die Korrosionsfestigkeit der Legierungen beträchtlich vermindert, und gleichzeitig wird die Eignung für Oberflächenbehandlungen, wie beispielsweise anodische Oxydation, merklich verschlechtert.

Die Zugabe von Nickel und bzw. oder Kobalt,' Übergangsmetallinder 4.Periode, in einer Menge von 0,2 - 1,2% trägt zur Verfestigung der Korngrenzen sowie zur Erhöhung der Verfestigung bei, weil die Löslichkeit dieser Komponenten in Aluminium gering ist und intermetallische Verbindungen gebildet werden, die in der Nachbarschaft der Korngrenze konzentriert werden, so daß die Übergangsdichte ansteigt. Oberhalb der Obergrenze von 1,2% jedoch.wird die Bearbeitbarkeit der Legierungen verringert, während unterhalb der Untergrenze von 0,2% die erwünschten Wirkungen des Zusatzes dieser Metalle nicht voll zur Geltung kommen. Die Verwendung von Zirkon und bzw. oder Titan in einer Menge von O»O1 - 1»2% und die von Bor in einer Menge von 0,005 - 0,2% dient zur Bildung von Nitriden der Metalle durch das Nitridierungsverfahren, und die auf diese Weise erzeugten Nitride, die fein in der Legierung verteilt sind, verhindern die Verschiebung der Übergangslinie aufgrund von Gleitdeformationen, was zur Ver-

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festigung der Dispersion führt und das Kristallkorn feiner macht sowie Risse verhütet. Zirkon und die Metalle seiner Gruppe besitzen jedoch keine Wirkung unterhalb der Untergrenze des oben erwähnten Zusatzbereiches und vermindern die Bearbeitbarkeit der Legierungen oder verursachen Sprödigkeit.

Chrom, ebenfalls ein Übergangsmetall der 4.Periode, dient dazu, die Sprödigkeit in der Korngrenze zu verhüten und die Korrosionsbeständigkeit durch Bildung sehr feiner Kristallkörner zu erhöhen. Dieses Metall verhütet Korngrenzenkorrosion und Korrosion unter Beanspruchung, wenn es in einer Menge von 0,1%, vorhanden ist, führt jedoch in Mengen über 0,5% zu einer verminderten Bearbeitbarkeit.

Analog wie bei.Zirkon oder Bor dient die Einhaltung eines Berylliumgehaltbereichs von 0,02 - 1,0% der Bildung von Nitriden davon und trägt zur Erhöhung der Härte und Festigkeit bei.

Obwohl die Einbringung von Eisen und Silicium in die Legierungen auf Aluminiumgrundlage die Verfestigung erhöht, führt sie zur Verringerung der Bearbeitbarkeit und der Eignung zur Oberflächenbehandlung, wobei gleichzeitig die Oberflächenhaut des Endproduktes beeinträchtigt wird. Mangan verursacht bedeutende Nachteile für die maschinelle Bearbeitbarkeit. Demzufolge sind diese Metalle in der oben erwähnten bevorzugten Zusammensetzung nicht enthalten.

Zur Herstellung der Mutterlegierung (im folgenden als A^! bezeichnet), die sich zur Herstellung der oben erwähnten bevorzugten Aluminiumlegierungen mit hoher Zugfestigkeit eignet, werden Chrom, Zirkon und bzw. oder Titan, Nickel oder Kobalt, Beryllium, Bor und Aluminium oder alternativ Chrom, Zirkon und bzw. oder Titan, Nickel oder Kobalt, Beryllium, Bor und Aluminium und mindestens eines der Metalle Zink, Magnesium und Kupfer unter Bildung einer Schmelze zusammenlegiert, wobei die Menge der Metalle außer Aluminium 2 bis

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1Omal so groß ist wie diejenige der Endzusammensetzung und die Temperatur der Schmelze bei 800 bis 1200 ⁰C gehalten wird. Danach wird Stickstoff aus der Stahlflasche oder stickstoffhaltiges Gas mittels eines Blasrohres aus feuerfestem Material in einem Verhältnis von 2 1 Gas je kg Schmelze in die Schmelze eingeführt. Nach der Nitridierungsbehandlung unter der aufwirbelnden Wirkung des eingeleiteten Nitridierungsgases wird die Schmelze zu Blöcken der Mutterlegierung A' vergossen. Diese Mutterlegierung A¹ kann ebenso wie die oben erwähnte Mutterlegierung A in dieser Form in den Handel gebracht werden.

Der Block der oben erwähnten Mutterlegierung A¹ kann geschmolzen und bei einer Temperatur von 800 ⁰C gehalten werden, wobei mindestens eines der Metalle Kupfer, Zink.oder Magnesium in einer Menge zugesetzt wird, die das 2 bis 10-fache der Menge ausmacht, die in der gewünschten Endzusammensetzung vorhanden ist; diese Schmelze kann als Mutterlegierung B' zur Herstellung von Aluminiumlegierungen mit hoher Zugfestigkeit verwendet werden. Die Mutterlegierung B¹ kann auch unmittelbar aus der Mutterlegierung A¹ ohne vorherige Bildung von Blöcken der Mutterlegierung A¹ hergestellt v/erden.

Bei der Herstellung der Aluminiumlegierung mit hoher Zugfestigkeit gemäß der Erfindung wird eine Aluminiummenge verwendet, die dem Aluminiumgehalt im Endprodukt entspricht, und geschmolzen und bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 800 ⁰C gehalten. Kupfer, Zink oder Magnesium werden analog in den Mengen eingesetzt, die ihrem entsprechenden Gehalt im Endprodukt entsprechen, und werden der, wie oben beschrieben, erhaltenen Aluminiumschmelze zusammen mit der oben erwähnten Mutterlegierung A¹ zugesetzt, wonach die erhaltene Schmelze zu Blöcken vergossen wird. In analoger Weise kann eine andere Aluminiummenge verwendet werden, die dem Aluminiumgehalt im Endprodukt entspricht und geschmolzen und bei einer Temperatur von 750 C gehalten werden, wonach

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die oben erwähnte Mutterlegierung B¹ der Schmelze zugesetzt und die Schmelze zu Blöcken vergossen wird.

Die auf diese Weise erhaltene Aluminiumlegierung mit hoher Zugfestigkeit wird dann etwa 20 Stunden lang einer Dauerglühung bei etwa 450 ⁰C und nach dem heißen und kalten Bearbeiten der sog. T6-Behandlung (vgl. Tabelle I), die aus Lösungsglühen bei 450 bis 490 ⁰C, Abschrecken sowie einer Hochtemperaturalterungshärtung bei 85 bis 130 ⁰C besteht, unterworfen, wodurch Legierungen erhalten werden, die für den praktischen Gebrauch fertig sind.

Beispiel 2

Zur Herstellung der bevorzugten ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung werden zunächst 0,174 kg 99,9%iges Aluminium geschmolzen und die Schmelze mit 0,047 kg Mutterlegierung Al/Be mit einem Berylliumgehalt von 5%, 0,060 kg Mutterlegierung Al/B mit einem Borgehalt von 3%, 0,989 kg Mutterlegierung Al/Zr mit einem Zirkongehalt von 5%, 0,225 kg Mutterlegierung Al/Ni mit einem Nickelgehalt von 10% und 0,598 kg Mutterlegierung Al/Cr mit einem Chromgehalt von 3% versetzt und bei 850 bis 1100 ⁰C gehalten. Mittels eines Blaserohres aus feuerfestem Material wird daraufhin 2 Stunden lang Stickstoff im Verhältnis von 2 1 Stickstoff je kg Schmelze eingeblasen. Diese Nitridierungsbehandlung wird unter der aufwirbelnden Wirkung des einströmenden Stickstoffs durchgeführt, und man erhält Mutterlegierung A'. Während die Temperatur der Mutterlegierung A¹ bei 800 ⁰C gehalten wird, werden 0,133 kg Mutterlegierung Al/Cu mit einem Kupfergehalt von 33%, 0,508 kg 1OO?oiges Zink sowie 0,252 kg 100%iges Magnesium unter Ausbildung der Mutterlegierung B^! in die Schmelze eingeführt und die erhaltene Schmelze zu Blöcken vergossen.

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Im vorliegenden Beispiel sind die metallischen Bestandteile außer Kupfer, Zink, Magnesium und Aluminium in der Mutterlegierung A^! in Mengen vorhanden, die etwa 3mal größer sind als die entsprechenden Mengen in der Endzusammensetzung, während die metallischen Bestandteile außer Aluminium in der Mutterlegierung B¹ in Mengen vorhanden sind, die etwa 3mal größer sind als die entsprechender Mengen in der Endzusammensetzung.

Danach wird eine Menge 99,9%iges Aluminium geschmolzen und die erhaltene Schmelze bei einer Temperatur von 750 ⁰C gehalten. Die Blöcke der oben erwähnten Mutterlegierung B¹ werden in Stücke geschnitten und der Schmelze zugesetzt, wonach die erhaltene Schmelze zu einem Block vergossen wird. Nach T6-Behandlung des zuletzt genannten Blockes werden 7,8 kg Aluminium mit hoher Zugfestigkeit und der in der folgenden Tabelle VI angegebenen prozentualen Zusammensetzung erhalten.

Tabelle VI

Zn Mg Cu Cr Ni Zr Be B 5,6 2,8 0,5 0,2 0,25 0,55 0,025 0,02

Die nach der T6-Behandlung erhaltene endgültige Legierung besaß eine Zugfestigkeit von 65,5 kg/mm , eine Dehnung von 10,7% und eine Härte von 230 Hmv, d.h. die Zugfestigkeit war um etwa 15%, die Dehnung um etwa 50% und die Härte um etwa 25% größer als die entsprechenden Werte der in Tabelle I angegebenen Legierung JIS 7075. Die Zugfestigkeit ist vergleichbar derjenigen von hochfestem Kohlenstoffstahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt. Die Legierung besaß außerdem eine gute Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie eine

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ausgezeichnete Abriebfestigkeit. Wie sich aus einem Vergleich der Werte der Tabelle IV mit denen der Tabelle VI ergibt, unterscheidet sich die Legierung gemäß Beispiel 2 von derjenigen gemäß Beispiel 1 durch ihren niedrigeren Kupfergehalt. Der niedrigere Kupfergehalt führt zu einer verbesserten anodischen Oxydierbarkeit der Legierung gemäß Beispiel 2.

Wenngleich im vorliegenden Beispiel die Herstellung von nitridierten Aluminiumlegierungen mit acht Arten von Zusatzmetallen sowie die Herstellung der nitridierten Mutterlegierungen für die nitridierten Aluminiumlegierungen beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Verfahren beschränkt, sondern kann analog auf die Herstellung von nitridierten Legierungen angewandt v/erden, die Übergangsmetalle sowie eines oder mehrere Zusatzmetalle der Gruppe Beryllium, Bor, Silicium und Kupfer enthalten, sowie auf die Herstellung von nitridierten Mutterlegierungen, für diese nitridierten Legierungen.

Außerdem kann durch Verwendung der nitridierten Mutterlegierungen mit einem Gehalt von einigen der Komponenten, wie sie gemäß der Erfindung hergestellt werden, und durch Zusatz von mehreren anderen Metallen dazu, eine nitridierte Legierung erhalten werden, die eine große Anzahl von Zusatzmetallen enthält und die erwünschten Eigenschaften besitzt.

Erfindungsgemäß kann also durch Verwendung einer nitridierten Mutterlegierung, die in einem kleinen, für hohe Temperaturen ausgelegten Schmelzofen nitridiert worden ist, eine nitridierte Legierung bei niedrigen Temperaturen in einem metallurgischen Ofen für niedrige Temperaturen leicht hergestellt werden, und die auf diese Weise

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erhaltene nitridierte Legierung besitzt gegenüber früheren Legierungen überlegne Eigenschaften. So können Legierungen mit Hilfe von normalen Verfahren hergestellt werden, die nicht umständlich, sondern sehr wirtschaftlich sind, und es kann außerdem Energie eingespart werden. Selbst Industrien, die nur herkömmliche Öfen zur Verfügung haben, können die Aluminiumlegierungen mit hoher Zugfestigkeit gemäß der Erfindung leicht herstellen, da sie lediglich mit den Mutterlegierungen A oder B versorgt zu werden brauchen.

Im allgemeinen besitzen die nitridierten Legierungen die Eigenschaft, daß sie zu einer stark erhöhten Härte und Zugfestigkeit führen, was wahrscheinlich auf der verbesserten inneren Spannung beruht. Diese Eigenschaft führt jedoch auch zu einer leichteren Entmischung, und Gießlinge aus den genannten Legierungen neigten bisher zur Rißbildung, so daß es schwierig war, gute Produkte mit hoher Wirksamkeit zu erzeugen.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung jedoch werden einige Schmelzschritte nacheinander wiederholt, und durch das Einblasen von gasförmigem Stickstoff in die Schmelze wird ein wirksames Aufrühren verursacht, bzw. die Schmelzschritte werden bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt, so daß nicht nur die Entmischung auf ein Minimum herabgesetzt wird, sondern auch die Rißbildung beim Gießen verhindert wird. Auf diese Weise ist mit den erfindungsgemäßen Produkten ein kontinuierliches Gießen möglich geworden, das bisher schwierig durchzuführen war, und die erwünschte Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung und Feinstruktur, die erforderlich sind, um die nitridierten Legierungen mit den ausgezeichneten Eigenschaften zu liefern, werden erzielt.

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Claims

Patentansprüche

1. Mutterlegierung, enthaltend mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium, wobei das Metall, die Gesamtheit der Metalle oder ein Teil der Metalle mit; einem Nitridierungsmittel bei einer Temperatur von 800

bis 1200 ⁰C nitridiert worden ist.

2. Legierung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie mit molekularem Stickstoff, einer gasförmigen Stickstoffverbindung oder einem Gemisch daraus nitridiert worden ist.

3. Nitridierte Mutterlegierung zur Herstellung einer ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, bestehend aus im wesentlichen 3,2 bis 8,0% Zink, 1,2 bis 4,5% Magnesium, 0,1 bis 1,0% Kupfer, 0,1 bis 0,5% Chrom, 0,01 bis 1,2% Zirkon und bzw. oder Titan, 0,2 bis 1,2% Nickel oder Kobalt, 0,Ό2 bis 1,0% Beryllium, 0,005 bis 0,2% Bor, Rest Aluminium, wobei die Menge der Metalle außer Aluminium 2 bis 10mal größer ist als die entsprechende Menge in der Endzusammensetzung und die Mutterlegierung dadurch hergestellt worden ist, daß man Metalle der Gruppe (1) Chrom, Zirkon,und bzw. oder Titan, Nickel

oder Kobalt, Beryllium, Bor und Aluminium sowie (2) Chrom, Zirkon und bzw.oder Titan, Nickel oder Kobalt, Beryllium, Bor, Aluminium und mindestens eines der Metalle Zink, Magnesium und Kupfer, wobei die Menge der Metalle außer Aluminium 2 bis 10mal größer ist als ihre Menge in der Endzusammensetzung, legierte und ein Nitridierungsgas, bestehend aus molekularem Stickstoff, einer zersetzlichen gasförmigen Stickstoffverbindung oder einem Gemisch daraus, in die ge-

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schmolzene Legierung, die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C besitzt, einblies.

4. Legierung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß sie außerdem mit mindestens einem der Metalle Kupfer, Magnesium oder Zink, die in der Gruppe (1) oder (2) nicht vorhanden waren, legiert worden ist, wobei das Metall in der Mutterlegierung in Mengen vorhanden ist, die 2 bis 10mal größer sind als die Mengen in der Endzusammensetzung.

5. Ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung, enthaltend neben Aluminium und ggf. Zusatzstoffen eine Mutterlegierung, enthaltend mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium, wobei das Metall, die Gesamtheit der Metalle oder ein Teil der Metalle mit einem Nitridierungsmittel bei einer Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C nitridiert worden ist.

6. Aus scheidungshärtb.ar e, nitridierte Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß als Nitridierungsmittel molekularer Stickstoff, eine gasförmige Stickstoffverbindung oder ein Gemisch daraus, verwendet worden ist.

7. Ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung, bestehend im wesentlichen aus 3,2 bis 8,0% Zink, 1,2 bis 4,5% Magnesium, 0,1 bis 1,0% Kupfer, 0,1 bis 0,5% Chrom, 0,01 bis 1,2% Zirkon und bzw. oder Titan, 0,2 bis 1,2% Nickel oder Kobalt, 0,02 bis 1,0% Beryllium, 0,005 bis 0,2% Bor, Rest Aluminium, hergestellt durch Legieren von Aluminiummetall mit einer nitridierten Mutterlegierung

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gemäß Anspruch 3 und mindestens einem der Metalle Kupfer, Magnesium und Zink, die in der nitridierten Mutterlegierung nicht vorhanden sind.

8. Ausscheidungshärtbare, nitridierte Aluminiumlegierung, bestehend im wesentlichen aus 3,2 bis 8,0% Zink, 1,2 bis 4,5% Magnesium, 0,1 bis 1,0% Kupfer, 0,1 bis 0,5% Chrom, 0,01 bis 1,2% Zirkon und bzw. oder Titan, 0,2 bis 1,2% Nickel oder Kobalt, 0,02 bis 1,0% Beryllium, 0,005 bis 0,2% Bor, Rest Aluminium, hergestellt durch Legieren von metallischem Aluminium mit einer nitridierten Mutterlegierung gemäß Anspruch 4.

9. Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß man metallisches Aluminium bei einer Temperatur bis zu 800 ⁰C mit einer Mutterlegierung legiert, die durch Schmelzen mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor, Silicium, Kupfer, Zink, Magnesium oder Aluminium und · Einbringen eines Nitridierungsmittels in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende Schmelze hergestellt worden ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens Aluminium schmilzt und nitridiert.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß man eine Legierung schmilzt und nitridiert, die im wesentlichen aus Zink, Magnesium, Kupfer, Chrom, Nickel, ■ Zirkon und bzw. oder Titan, Beryllium, Bor und Aluminium besteht.

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12. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzei chnet,

daß man als Nitridierungsmittel molekularen Stickstoff, eine gasförmige Stickstoffverbindung oder ein Gemisch daraus verwendet.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß man als gasförmige Stickstoffverbindung Ammoniak verwendet.

14. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

daß man (a) mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor oder Aluminium schmilzt, (b) in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende Schmelze molekularen Stickstoff, eine gasförmige Stickstoffverbindung oder ein Gemisch daraus einbläst und (c) das erhaltene Metall mit mindestens einem der Metalle Kupfer, Magnesium, Zink, Silicium oder Aluminium bei einer Temperatur, die nicht höher als die Mtridierungstemperatur ist, legiert.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe (a) mindestens Aluminium schmilzt.

16. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß man in Stufe (c) das Metall mindestens mit Aluminium legiert.

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17. Verfahren gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe (a) im wesentlichen Chrom, Nickel, Zirkon und bzw. oder Titan, Beryllium, Bor und Aluminium schmilzt und in Stufe (c) das erhaltene Metall mit im wesentlichen Zink, Magnesium und Kupfer legiert.

18. Verfahren gemäß Anspruch 9, 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eines der Metalle Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zirkon, Molybdän, Hafnium, Beryllium, Bor oder Aluminium schmilzt und in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende Schmelze molekularen Stickstoff, eine gasförmige Stickstoffverbindung oder ein Gemisch daraus einbläst«

19. Verfahren gemäß Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,

daß man als Metall im wesentlichen Chrom, Nickel, Zirkon und bzw. oder Titan, Beryllium, Bor und Aluminium verwendet.

20. Verfahren zur Herstellung einer ausschädungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß man metallisches Aluminium bei einer Temperatur bis zu etwa 800 ⁰C mit einer Mutterlegierung legiert, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 19 hergestellt worden ist.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,

daß man bei dem Verfahren gemäß Anspruch 14 in Stufe (a) im wesentlichen Chrom, Nickel, Zirkon, Beryllium, Bor und Aluminium und in Stufe (c) im wesentlichen Zink, Magnesium, Kupfer und Aluminium verwendet.

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22. Verfahren zur Herstellung einer nitridierten. Mutterlegierung gemäß Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß man die in Anspruch 3 unter (1) und (2) aufgeführten Metalle' legiert, -wobei die Menge der Metalle außer Aluminium 2 bis 10mal größer ist als ihre Menge in der Endzusammensetzung, und ein Nitrierungsgas, bestehend aus molekularem Stickstoff, einer zersetzlichen gasförmigen Stickstoffverbindung oder einem Gemisch daraus in die eine Temperatur von 800 bis 1200 ⁰C aufweisende geschmolzene Legierung einbläst.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,

daß man mindestens eines der Metalle Kupfer, Magnesium oder Zink, die in der Mutterlegierung nicht vorhanden sind, mit der Mutterlegierung legiert, wobei das Metall in der Legierung in einer Menge von dem 2 bis lOfachen vorhanden ist als in der Endzusammensetzung.

24. Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, bestehend im wesentlichen aus 3,2 bis 8,0% Zink, 1,2 bis 4,5% Magnesium, 0,1 bis 1,0% Kupfer, 0,1 bis 0,5% Chrom, 0,01 bis 1,2% Zirkon und bzw. oder Titan, 0,2 bis 1,2% Nickel oder Kobalt, 0,02 bis 1,0% Beryllium, .0,005 bis 0,2% Bor, Rest Aluminium,

dadurch gekennzeichnet, daß man metallisches Aluminium mit einer nitridierten Mutterlegierung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 22, und mindestens eines der Metalle Kupfer, Magnesium und Zink, die in der nitridierten Mutterlegierung nicht vorhanden sind, zusammenlegiert.

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25. Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungshärtbaren, nitridierten Aluminiumlegierung, bestehend im wesentlichen aus 3,2 bis 8,0% Zink, 1,2 bis 4,5% Magnesium, 0,1 bis 1,0% Kupfer, 0,1 bis 0,5% Chrom, 0,01 bis 1,2?o Zirkon und bzw. oder Titan, 0,2 bis 1,2% Nickel oder Kobalt, 0,02 bis 1,0% Beryllium, 0,005 bis 0,2% Bor, Rest Aluminium,

dadurch gekennzeichnet, daß man metallisches Aluminium mit einer nitridierten Mutterlegierung zusammenlegiert, die nach dem Verfahren gemäß Anspruch 23 hergestellt worden ist.

Va/Gu

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