DE2810188A1

DE2810188A1 - Verfahren zur weiterbehandlung von aus einer aluminium-mangan-legierung hergestellten blechen und baendern

Info

Publication number: DE2810188A1
Application number: DE19782810188
Authority: DE
Inventors: Heinz Juergen Dipl Ing Althoff
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1979-09-13

Description

Verfahren zur Weiterbehandlung von aus einer Aluminium-Mangan-Le-
gierung hergestellten Blechen und Bändern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Weiterbehandlung von durch kontinuierliches Gießen und Walzen mittels einer Bandgießmaschine aus einer Aluminiumlegierung mit 0,5 bis 3,0 Gew% Mangan, die noch bis zu 0,5 Gew% Zirkonium, 0,1 bis 1,0 Gew% Eisen, 0,1 bis 0, 6 Gew% Silizium, bis 0,3 Gew% Kupfer, bis 3 Gew% Magnesium, bis 0,2 Gew% Chrom einzeln oder zu mehreren enthalten kann, hergestellten Blechen und Bändern.
Bleche und Bänder aus Aluminium bzw. dessen Legierungen müssen ein möglichst feinkörniges Gefüge aufweisen, damit für die Umformung zum Fertigprodukt eine optimale Duktilität erreicht und gleichzeitig die Entstehung korngrößenbedingter Oberflächenfehler, wie z. B. die Bildung einer sogenannten "Orangenhaut", vermieden wird. So sind z.B, bei den nach DIN 1725 genormten Aluminium-Mangan-Legierungen und Aluminium-Mangan-Kupfer-Legierungen mittlere Korndurchme s se r von weniger als 50 µm zu erreichen. Voraussetzung hierfür ist eine vor dem Warmwalzen durchzuführende Homogenisierungsglühung der Gußbarren bei Temperaturen > ca. 5600C über mehrere, vorzugsweise mehr als 5 Stunden. Ist dagegen ein Zusatz von 0,1 bis 0,3 Gew% Zirkonium vorhanden, so ist die Homogenisierungsglühung durch eine 8 bis 15 stündige Heterogenisierungsglühung bei einer Temperatur von 454 - 4820C zu ersetzen (DT-AS 1 248 309).
Neben der konventionellen Herstellung von Blechen und Bändern aus gegossenen Formaten, die einer Glühung unterworfen und anschließend warmgewalzt und dann auf Fertigmaß kaltgewalzt werden. gewinnt neuerdings das kontinuierliche Gießen und Walzen mittels Bandgießmaschinen, insbesondere unter Verwendung mitlaufender Kokillen, zunehmende Bedeutung. Dabei werden aus dem schmelzflüssigen Zustand.unmittelbar Bänder von ca. 6 bis 30 mm Dicke gegossen, die dann ggf.
noch in der Gießwärme auf ca. 3 bis 10 mm abgewalzt und zu Ringen aufgewickelt werden. Werden Aluminium- Mangan-Legierungen über derartige Bandgießmaschinen verarbeitet5 so zeichnen sich die daraus gefertigten Bleche und Bänder gegenüber konventionell hergestellten Blechen und Bändern durch eine Reihe besonders günstiger Eigenschaften aus: - höhere Festigkeit im Ausgangs zustand und nach Kaltverfestigung - größere Warmfestigkeit (Erhöhung der Rekristallisationstempe ratur um bis zu 1500C); - günstiges Entfestigungsverhalten (flacher Verlauf der Entfe stigun gs -kurve, gute Dehnungswerte in zwischenharten Zuständen) A. Odok und G. Thym, ALUMINIUM 50 (1974) S. 454.
Dem stehen jedoch eine Reihe beachtlicher Nachteile gegenüber, die einer praktischen Verwendung von auf Bandgießmaschinen gegossenen, aus einer Aluminium-Mangang-Legierung bestehenden Blechen und Bändern bislang enge Grenzen gesetzt haben. So ist die gegenüber konventionell hergestellten Blechen und Bändern erhöhte Festigkeit bei Raumtemperatur wie auch bei erhöhten Temperaturen nur vor der ersten Rekristallisation vorhanden. Ist erst einmal eine Weichglühung erfolgt, wie sie für die Mehrzahl der in Frage kommenden Blechumformoperationen wie Tiefziehen, Streckziehen, Drücken etc. zur Erzielung einer hinreichenden Duktilität unerläßlich ist, so sind die genannten günstigen Eigenschaften nicht mehr vorhanden. Wird z. B. aus einer aus einem Band ausgestanzten weichgeglühten Ronde durch Tiefziehen oder Drücken ein Topf hergestellt, so wird die bei der Umformung erreichte Kaltverfestigung praktisch vollständig wieder abgebaut, wenn der Topf anschließend emailliert wird Die Rekristallisation führt darüberhinaus zu einem extrem grobkörnigen Gefüge, das eine Weiterverwendung der Bänder und Bleche praktisch ausschließt. Da die Grobkornbildung bereits in der Anfangsphase der Rekristallisation eintritt, läßt sich der flache Verlauf der Entfestigungskurve tatsächlich nur iii. sehr geringem Maße ausllutzenG Die Entstehung von Grobkorn bei der Rekristallisation läßt sich bekanntlich vermeiden, wenn das Blech oder Band im Guß zustand bzw. bei einer Zwischendicke einer Homogenisierungsglühung bei Temperaturen > 5400C unterzogen wird. Dies hat jedoch zur Folge, daß die oben beschriebene erhöhte Festigkeit bzw Warmfestigkeit irreversibel abgebaut wird. Entsprechendes gilt auch für Heterogenisierungsglühungen im Temperaturbereich von 454 - 4820C, und zwar unabhängig von der Höhe eines eventuellen Zirkoniumgehaltes.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Kombination der Eigens chaften a) erhöhte Rekristallisations.temperatur bei der Weichglühung b) feines Korngefüge (< 50 lum) nach der Weichglühung c) erhöhte Rekristallisationsschwelle nach Weichglühung und erneuter Kaltve rfe sti gung nicht realisierbar ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung3 die vorstehend aufgeführte Eigenschaftskombination bei den aus der eingangs genannten Aluminium-Mangan-Legierung durch kontinuierliches Gießen und Walzen mittels einer Bandgießmaschine mit umlaufender Kokille hergestellten Blechen und Bändern zu erreichen und damit den Anwendungsbereich dieser Produkte zu vergrößern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Wärmebehandlung der gegossenen Aluminium-Mangan-Legierung von < 5 Min. bis 24 h Dauer im Temperaturbereich von 300 bis 454°C. Diese Lösung ist überraschend, da gegen Heterogenisierungsglühungen von Aluminium--Mangan-Legierungen im angegebenen Temperaturbereich ein allgemeines Vorurteil be steht, das mit der extrem geringen Diffusionsgeschwindigkeit des Mangans im Aluminium begründet wird (vgl. z. B. Do Altenpohlv "Aluminium und Aluminiumlegierungen, T' Berlin 1965, So 690 ff), Die Wärmebehandlung wird durchgeführt am gegossenen Band vor dem Abwalzen.
Es ist auch möglich, die Wärmebehandlung unmittelbar nachdem das Band gegossen und anschließend waremgewalzt ist, vorzunehmen.
Ferner kann die Wärmebehandlung am gegossenen und anschließend kaltgewalzten Band vorgenommen werden.
Die Wärmebehandlung wird in manchen Fällen am gegossenen, erst warm- und dann kaltgewalzten Band durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren vist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es wurde jeweils von einem gegossenen und in der Gießwärme um ca.
70 % Querschnittsabnahme warmgewalztes Band mit folgender Zusammensetzung 1,55 %Mangan 0,25 So Zirkonium 0, 51 % Eisen 0,13 %Silizium 0,08 % Kupfer 0, 01 % Magnesium 0,01 % Chrom Rest Aluminium ausgegangen, die jeweils folgenden Versuch.sbedingungen unterworfen wurden.
A: Das Band wurde kaltgewalzt bei einer Querschnittsabnahme von ca.
70 % und einer 2-stündigen Weichglühung bei 500°C unterworfen.
B: Das Band wurde einer Wärmebehandlung von 10 h bei 460°C und anschließend einer Kaltwalzung bei ca. 70 % Querschnittsabnahme und einer 2-stündigen Weichglühung bei 500°C unterworfen.
C: Das Band wurde einer Wärmebehandlung von 6 h bei 350°C und anschließend einer Kaltwalzung bei ca. 70°C Querschnittabnahme und einer 2-stündigen Weichglühung bei 500°C unterworfen.
Der Weichglühung schließt sich jeweils eine Kaltwalzung mit einer Querschnittsabnahme von 17 go und eine Email-Einbrennglühung von 5 min Dauer bei 5500C an.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt: A B C I. Zustand "weich" Streck- Rp 0,2 (N/mm²) 60 70 63 grenze Zugfestig- R (N/mm ) 130 135 132 keit m Dehnung A10 ( % ) 24 20 25 Korn-# (µm) 180 45 25 II. Anschließende Kaltabwalzung um 17 % und Glühung 5 min 550°C Streck- Rp 0,2 (N/mm²) 106 54 116 grenze Zugfestig-R (N/mm ) 149 129 149 keit m Dehnung A10 (%) 14 23 16 Man erkennt, daß die Forderungen nach einer Korngröße # 50 µm im weichen Zustand sowie einer Streckgrenze 100 N/mm nach erneuter 17 %-Kaltverfestigung und Email-Einbrennglühung gleichzeitig m1r bei den erfindungsgemäß behandelten Band C erfüllt werden.

Claims

Patentansprüche t , Verfahren zur Weiterbehandlung von durch kontinuierliches Gießen und Walzen mittels einer Bandgießmaschine aus einer Aluminiumlegierung mit 0, 5 bis 3 0 Gew% Mangan, die noch bis zu 0,5 Gew% Zirkonium, 0,1 bis 1, 0 Gew% Eisen, 0,1 bis 0, 6 Gew% Silizium, bis 0, 3 Gew% Kupfer, bis 3 Gew% Magnesium, bis 0, 2 Gew% Chrom einzeln oder zu mehreren enthalten kann, hergestellten Blechen und Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß eine 5 min bis 24 h dauernde R\reiterbehandlung bei einer Temperatur von 300 bis 4540C durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterbehandlung am gegossenen Band vor dem Abwalzen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterbehandlung am gegossenen und warmgewalzten Band erfolgt.
4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterbehandlung am gegossenen und anschließend kaltgewalzten Band erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterbehandlung am gegossenen, dann warmgewalzten und anschließend kaltgewalzten Band erfolgt.