DE3245656A1 - Verfahren zur verbesserung der betriebseigenschaften der blei enthaltenden "a-gs"-legierungen und danach hergestellte erzeugnisse - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der betriebseigenschaften der blei enthaltenden "a-gs"-legierungen und danach hergestellte erzeugnisse

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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions

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Description

Societe de Vente de 1'ALUMINIUM PECHINEY Paris, Frankreich
Verfahren zur Verbesserung der Betriebseigenschaften der Blei enthaltenden "A-GS"-Legierungen und danach hergestellte Erzeugnisse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Kriechfestigkeit der Pb enthaltenden Aluminiumlegierungen des Typs "A-GS" und auf danach hergestellte neue Erzeugnisse. "A-GS" enthält (Gew.%) maximal 0,6 Si, 0,3 Fe, 0,1 Cu, 0,1 Mn, 0,6 Mg, 0,05 Cr, 0,15 Zn, 0,1 Ti, 0,15 sonstige, Rest Al.
Ec ist seit kurzem bekannt, daß die Gegenwart von Pb, auch in sehr geringer Menge, für die Aluminiumlegierungen zu einer großen interkristallinen Sprödigkeit führt (siehe z. B. die Veröffentlichung von R. Guttmann in "Advances in the mechanics and physics of surfaces" Vol. 1, 1981, herausgegeben von R.M. LATANISION und R.J. COÜRTEL).
ORIGINAL
Insbesondere wird die mit der Zeit bis zum Bruch beurteilte Kriechfestigkeit durch die Gegenwart von Pb, auch in geringen Mengen, sehr stark beeinflußt, wie
das folgende Beispiel bezüglich einer Legierung des Typs "6063" ((in Gew.%) 0,2-0,6 Si, 0,35 Fe, 0,1 Cu, 0,1 Mn, 0,45 - 0,9 Mg, 0,1 Cr, 0,1 Zn, 0,1 Ti, max. 0,05 jedes sonstige Element, max. 0,15 alle sonstigen Elemente zusammen, Rest Al) im "T61"-Zustand zeigt, die einer Belastung von 17O MPa bei 100 °C unterworfen wurde:
Pb-Gehalt (ppm) ^ 10 34 72 158 Lebensdauer
(in h) 2000 900 200 40
Diese von der Anmelderin festgestellten Ergebnisse werden auch durch die neueren Literaturangaben bestätigt (siehe die genannte Veröffentlichung, S. 92).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Kriechfestigkeit der Blei enthaltenden Aluminiumlegierungen der Serie "6000" nach den Aluminum Association Normen zu entwickeln, bei dem der ungünstige Einfluß des Bleis im wesentlichen ausgeschaltet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man
a) eine wenigstens 0,10 Gew.-% eines oder mehrerer der Elemente Fe, Cr, Mn, Zr enthaltende Legierung gießt,
b) das Gußprodukt in einem Temperaturbereich von 300 bis 500 C derart homogenisiert, daß wenigstens eines der obigen Elemente enthaltende Ausscheidungen erhalten werden, deren Abmessung unter 150 nm ist, und
BAD ORIGINAL
c) es nach derjherkönun lichen Verfahren zu Halbzeug und/oder Endprodukten umformt, wobei man jeden verlängerten Aufenthalt (> 5 h) oberhalb der maximalen im Schritt b) erreichten Temperatur vermeidet.
Der. so erzielte Effekt einer verbesserten Kriechfestigkeit ist bereits für sehr geringe Pb-Gehalte über 5 ppm (Gewicht) bemerkenswert, und es wurde gezeigt, • daß das Verfahren für Behandlungen über 500 0C (wahrscheinlich aufgrund des übermäßigen Zusammenwachsens der Ausscheidungen der Al-Fe-Si-Phase) und auch unterhalb von 300 C (Schwelle der Nichtausscheidung der Elemente Fe, Zr, usw. ... in einer vernünftigen Zeit) unwirksam ist.
Die optimalen Eigenschaften entsprechen einer Abmessung der Ausscheidungen im Bereich von 20 - 100 nm, wobei ihre Dichte an der Oberfläche im Mikroskopschnitt relativ homogen ist und im Durchschnitt zwischen
2
2 und 10 Teilchen/.um liegt.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Erzeugnisse auf Basis von Aluminium der Serie "6000" mit Gehalten von mehr als 5 ppm Pb und wenigstens O,1O Gew.-% eines oder mehrerer der Elemente Cr, Mn, Fe, ^r7 mit dem Kennzeichen, daß die ein oder mehrere dieser letzteren Elemente enthaltenden Ausscheidungen eine Abmessung unter 150 nm aufweisen.
Vorzugsweise liegt die Abmessung der Ausscheidungen im Bereich von 20 bis 100 nm.
Die Dichte der Ausscheidungsteilchen im Mikroskopschnitt liegt vorteilhaft im Durchschnitt zwischen 2 und 10 Teilchen/.um2.
BAD ORIGINAL
— 6 —
Die Schritte des Verfahrens und die Eigenschaften der erhaltenen Erzeugnisse werden im folgenden Beispiel erläutert:
Fig. 1 zeigt die Kriechlebensdauern als Funktion des .Pb-Gehalts.
Man stelle drei Barren von 123 mm Durchmesser aus Al-Legierungen mit den folgenden Zusammensetzungen her:
Guß % Fe % Si % Mg Pb (ppm)
A 0,28 0,42 0,45 8
B 0,28 0,41 0,45 92
C 0,26 0,42 0,45 264
Bei jedem dieser Güsse wurden die Barren in herkömmlicher Weise (1), d. h. 8 h bei 580 °Cf oder gemäß der Erfindung (2), d. h. 12 h bei 450 °C, homogenisiert.
Die Erzeugnisse wurden anschließend auf 400 C vorgeheizt, zu Stangen von 25 nun Durchmesser stranggepreßt, auf 20,1 mm Durchmesser kaltgezogen, 40 min bei 530 0C lösungsgeglüht, in Wasser abgeschreckt und 16 h bei 135 ( angelassen.
Die mechanischen Zugeigenschaften (Zugfestigkeit R, Elastizitätsgrenze Ro,2 und Dehnung A) sowie die Kriechlebensdauern (t) unter 200 MPa bei 100 0C an glatten zylindrischen Proben sind in der folgenden Tabelle aufgeführt und graphisch in Fig. 1 dargestellt.
BAD ORIGINAL
Guß - "
Wärmebe-
handlungs-		 Ro, 2 Zustand 61 R A % t (h)
art 121 202 29,6 2294
A 1 111 185 26,3 2728
2 127 205 27, 1 620
B 1 112 188 26,2 266 2
2 120 201 27,9 77
C 1 111 188 27,9 2598
2
Man kann feststellen, daß die Kriechfestigkeit erfindungsgemäß praktisch unabhängig vom Pb-Gehalt ist.
Die im Elektronenmikroskop durchgeführten Untersuchungen zeigten, daß die AlFeSi-Ausscheidungen nach der herkömmlichen Behandlung (1) eine von 30 bis 500 nm variierende Abmessung haben, wobei ihre Verteilung heterogen ist, während deren Abmessung nach der Behandlung gemäß der Erfindung (2) im wesentlichen zwischen 50 und 60 nm liegt und sie in homogener Weise im Gefüge verteilt sind. Außerdem wurde beobachtet, daß die Kriechbrüche im Fall der Behandlung (1) im wesentlichen interkristallin sind, wogegen die Kriechbrüche nach der Behandlung (2) im wesentlichen intrakristallin sind.
BAD ORfGlNAi
Sicher sind industriell die erhöhten Pb-Gehalte, wenn auch unterhalb der durch die Norm akzeptierten Grenze, allgemein zufälliger Art und stammen aus verschiedenen Verunreinigungen, insbesondere vom Rücklauf von Schrott. Das beanspruchte Verfahren ermöglicht also die Wiedergewinnung solcher verunreinigten Gußprodukte, die nach den bekannten Verfahren minderwertig wären.
BAD ORIGINAL

Claims (4)

BEETZ & PARTNER :..: ": * Pitentänwält.e #:V Steinsdorfstr. 10 · D-8000 München >2 European Patent Attorneys Telefon (0Θ9, 227201 - 227244 - 295910 R ßEETZTelex 5 22 048 - Telegramm Allpat München _. . ° „^p__. 5o3-34.4 88P Dr.-Ing. W. TIMPE Dipl.-lng. J. SIEGFRIED Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN Dipl.-lng. K. UMPRECHT11981 9 . Dez. I982 Patentansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung der Kriechfestigkeit der Blei enthaltenden Aluminiumlegierungen der Serie "6000" (nach den Aluminum Association-Normen), dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine wenigstens 0,10 Gew.-% eines oder mehrerer der Elemente Fef Cr, Mn, Zr enthaltende Legierung gießt,
b) das Gußprodukt in einem Temperaturbereich von
300 bis 500 C derart homogenisiert, daß wenigstens eines der obigen Elemente enthaltende Ausscheidungen erhalten werden, deren Abmessung unter 150 nm ist, und
c) es nach den herkömmlichen Verfahren zu Halbzeug und/oder Endprodukten umformt, wobei man jeden verlängerten Aufenthalt (- 5 h) oberhalb der maximalen im Schritt b) erreichten Temperatur vermeidet.
2. Erzeugnisse auf Basis von Aluminium der Serie '"6000" mit Gehalten von mehr als 5 ppm Pb und wenigstens O,10 Gew.-% eines oder mehrerer der Elemente Cr, Mn, Fe, Zr, dadurch gekennzeichnet, daß die ein oder mehrere dieser letzteren Elemente enthaltenden Ausscheidungen eine Abmessung unter 150 nm aufweisen.
503-(BR 2299)-TSl
BAD ORIGINAL
3. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Ausscheidungen im Bereich von 20 bis 100 nm ist.
4. Erzeugnis nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Ausscheidungsteilchen im Mikroskop-
schnitt im Durchschnitt zwischen 2 und 10 Teilchen/ um liegt.
BAD ORIGINAL
DE3245656A 1981-12-15 1982-12-09 Verfahren zur Verbesserung der Kriechfestigkeit der Blei enthaltenden Aluminiumlegierungen der Serie 6000 (nach den Aluminium Association-Normen) Expired DE3245656C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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FR8123889A FR2518121A1 (fr) 1981-12-15 1981-12-15 Procede pour ameliorer les proprietes de service des alliages type a-gs contenant du plomb et produits ainsi obtenus

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DE3245656A1 true DE3245656A1 (de) 1983-07-14
DE3245656C2 DE3245656C2 (de) 1985-09-26

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DE3245656A Expired DE3245656C2 (de) 1981-12-15 1982-12-09 Verfahren zur Verbesserung der Kriechfestigkeit der Blei enthaltenden Aluminiumlegierungen der Serie 6000 (nach den Aluminium Association-Normen)

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IT (1) IT1154635B (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1297621A (fr) * 1961-08-17 1962-06-29 Aluminum Co Of America Alliage à base d'aluminium contenant du magnésium et du silicium
JPS548327B2 (de) * 1974-03-29 1979-04-14
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Non-Patent Citations (3)

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Title
Aluminium-Taschenbuch, 1974, S.961,963,964 *
D. Altenpohl, "Aluminium und Aluminium- legierungen", 1965, S.756,760 *
D. Altenpohl, "Aluminium von innen betrachtet", 1970, Anhang, S.100 *

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IT8224670A0 (it) 1982-12-10
DE3245656C2 (de) 1985-09-26
IT1154635B (it) 1987-01-21
FR2518121B1 (de) 1984-01-27
IT8224670A1 (it) 1984-06-10
FR2518121A1 (fr) 1983-06-17

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