DE3346882C2

DE3346882C2 - Verwendung einer Aluminiumlegierung für Konstruktionen mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand

Info

Publication number: DE3346882C2
Application number: DE3346882A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Baba; Teruo Uno; Hideo Yoshida
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2003-12-24
Also published as: JPS6139388B2; FR2538412A1; JPS59118848A; US4851192A; GB2134925B; DE3346882A1; GB8333885D0; GB2134925A; FR2538412B1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Al-Legierungen (Aluminiumlegierungen) für Konstruktionen bzw. Bauwerke mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand.

Al-Legierungen sind als Legierungen bekannt, die einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand, d. h., eine ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, haben, und sie sind infolgedessen als Materialien für elektrische Leitungen bzw. Leitungsdrähte usw. verwendet worden. In den letzten Jahren bestand jedoch eine Nachfrage nach einer Al-Legierung mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand für neue Anwendungen einer solchen Legierung als Baustoff auf dem Gebiet der Technologie von Linearmotorfahrzeugen, Kernfusionsreaktoren, wie z. B. Tokamak, usw., weil diese Baustoffe einem ferromagnetischen Feld ausgesetzt sind.

Es ist bekannt, daß die Verwendung einer Al-Legierung in einem ferromagnetischen Feld die Erzeugung eines Induktionsstroms verursacht. Die Größe dieses Induktionsstroms steigt proportional zu der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Al-Legierungsmaterials an. Wenn beispielsweise ein feststehendes, säulenförmiges, elektrisch leitfähiges Bauteil mit einer ausreichenden Länge in seiner Längsrichtung entlang seiner Mittelachse gleichmäßig einem Magnetfeld H ausgesetzt wird, wobei das Magnetfeld H mit einer Geschwindigkeit von dH/dt verstärkt wird, wird die Dichte J eines durch das leitfähige Bauteil in dessen Umfangsrichtung hindurchfließenden Stroms durch die folgende Formel erhalten:

worin

μ = magnetische Permeabilität,
σ = spezifische elektrische Leitfähigkeit und
r = Radius des säulenförmigen leitfähigen Bauteils.

Unterdessen ist das leitfähige Material, in dem infolge des äußeren Magnetfelds ein Strom induziert wird, einer relativ großen Magnetkraft in der durch die Linkehandregel festgelegten Richtung ausgesetzt. Zur Verminderung dieser Kraft wird infolgedessen eine Al-Legierung mit einem möglichst hohen spezifischen elektrischen Widerstand benötigt.

In der DE-AS 11 26 625 ist eine Aluminiumlegierung mit den zusätzlichen Bestandteilen Lithium, Titan, Kupfer, Silicium, Zink, Magnesium, Eisen, Mangan, Nickel, Niob und Bor beschrieben, mit der eine wärmebehandlungsfähige, insbesondere eine alterungshärtbare Legierung bereitgestellt werden soll, die einen möglichst niedrigen Natriumgehalt hat. Jedoch läßt sich dieser Druckschrift kein Hinweis auf Aluminiumlegierungen mit erhöhtem spezifischem Widerstand entnehmen.

In der DE-OS 23 05 248 ist eine Aluminiumlegierung beschrieben, die bis zu 10 Gew.-% Lithium enthält. Wahlweise kann die Legierung noch Kupfer, Silicium, Eisen, Mangan, Magnesium, Zink, Chrom, Titan, Zirkonium, Niob und Tantal enthalten. Damit soll ein Verfahren zum Schweißen oder Gießen von Aluminium oder einem Mittel aus der Gruppe von Aluminiumlegierungen, die gewöhnliche Zusatzelemente enthalten, verbessert werden. Hierbei geht es in erster Linie darum, die Porenbildung während des Schweißens oder Gießens auszuschalten. Auch dieser Druckschrift kann kein Hinweis bezüglich eines erhöhten spezifischen Widerstandes der dort beschriebenen Aluminiumlegierung entnommen werden.

Aus D. Altenpohl, "Aluminium und Aluminiumlegierungen", Springer- Verlag, 1965, Seiten 526 ff., kann entnommen werden, daß durch Zusatz von Lithium zu Aluminium der Widerstand erhöht werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Verwendung einer Al-Legierung für Konstruktionen mit einem erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand zu ermöglichen.

Ferner soll durch die Erfindung die Verwendung eines aus einer Al-Legierung bestehenden Baustoffs, der eine hohe Zugfestigkeit sowie einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand hat, insbesondere an Standorten, die unter der Einwirkung eines ferromagnetischen Feldes stehen, ermöglicht werden.

Die Erfinder haben überraschenderweise festgestellt, daß eine geeignete Kombination von Legierungselementen zu einer Al-Legierung führt, die einen erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand, der geeigneterweise nicht kleiner als 6,9 μΩ · cm und insbesondere nicht kleiner als 8,6 μΩ · cm ist, und eine verbesserte Zugfestigkeit, eine bei Baustoffen erforderliche Eigenschaft, hat.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Verwendung einer Aluminiumlegierung gelöst aus 1,0 bis 5,0 Gew.-% Lithium, einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe bis 0,20 Gew.-% Titan, 0,05 bis 0,40 Gew.-% Chrom, 0,05 bis 0,30 Gew.-% Zirkonium, 0,05 bis 0,35 Gew.-% Vanadium und 0,05 bis 0,30 Gew.-% Wolfram sowie Aluminium mit unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest für Bauteile mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand von mindestens 6,9 μΩ · cm.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Al-Legierung verwendet, die ferner 0 bis 5,0 Gew.-% Mangan (Mn) enthalten kann. Die Al-Legierung zeigt einen spezifischen elektrischen Widerstand, der nicht kleiner als 6,9 μΩ · cm (entsprechend einem Wert von nicht mehr als 25% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS) ist und sogar 8,6 μΩ · cm oder mehr (entsprechend einem Wert von nicht mehr als 20% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS) betragen kann, und eine Zugfestigkeit σ_B, die nicht kleiner als 147,1 N/mm² ist und sogar 196,2 N/mm² oder mehr betragen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Al-Legierung verwendet, die anstelle des vorstehend angegebenen, zusätzlichen Elements Mn 0,05 bis 5,0 Gew.-% Kupfer (Cu) und/oder 0,05 bis 8,0 Gew.-% Magnesium (Mg) enthalten kann.

Im Rahmen der Erfindung können die Eigenschaften der verwendeten Al-Legierung weiter verbessert werden, indem zusätzlich zu Mangan festgelegte Mengen von Kupfer (Cu) und/oder Magnesium (Mg) zugegeben werden. Im einzelnen kann eine verwendete Al-Legierung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen aus: 1,0 bis 5,0 Gew.-% Li und 0,05 bis 5,0 Gew.-% Cu und/oder 0,05 bis 8,0 Gew.-% Mg, einem oder mehr als einem aus 0,05 bis 0,20 Gew.-% Ti, 0,05 bis 0,40 Gew.-% Cr, 0,05 bis 0,30 Gew.-% Zr, 0,05 bis 0,35 Gew.-% V und 0,05 bis 0,30 Gew.-% W ausgewählten Element; nicht mehr als 5,0 Gew.-% Mn sowie Al und unvermeidlichen Verunreinigungen, die in der Legierung enthalten sind, als Rest bestehen. In diesem Fall zeigt die betreffende Al-Legierung einen spezifischen elektrischen Widerstand, der nicht kleiner als 6,9 μΩ · cm ist und sogar 8,6 μΩ · cm oder mehr betragen kann und eine Zugfestigkeit σ_B, die nicht kleiner als 196,2 N/mm² ist und insbesondere 294,2 N/mm² oder mehr und sogar 343,2 N/mm² oder mehr betragen kann.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert.

Das in der erfindungsgemäß verwendeten Legierung enthaltene Element ist ein Bestandteil, der wegen seines erhöhten spezifischen elektrischen Widerstandes für die Legierung wesentlich ist. Für die Erzielung einer ausreichenden Wirkung des Elements Li auf die Al-Legierung muß der Li-Gehalt mindestens 1,0 Gew.-% betragen. (Die nachstehend in Prozent angegebenen Gehaltswerte sind alle auf das Gewicht bezogen.) Wenn der Li-Gehalt unterhalb dieser Untergrenze liegt, wird die Festigkeit der erhaltenen Al-Legierung vermindert, und der spezifische elektrische Widerstand der Legierung kann nicht in der gewünschten Weise erhöht werden. Andererseits führt ein übermäßiger Li-Gehalt dazu, daß eine Ausfällung der zugehörigen Li-Verbindungen an den Korngrenzen hervorgerufen wird, wodurch die Möglichkeit einer Verminderung der Zähigkeit der Legierung und das Problem herbeigeführt wird, daß beim Walzen des erhaltenen Legierungsmaterials Schwierigkeiten auftreten. Aus diesem Grund werden als Obergrenze des Li-Gehalts 5,0% festgelegt. Der Bereich des Li-Gehalts wird vorzugsweise zwischen 1,0% und 3,0% gehalten, damit die Aufgabe der Erfindung besser gelöst wird.

Die anderen Legierungselemente Ti, Cr, Zr, V und W werden als Bestandteile für die Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands der Legierung und für die Gefügeverfeinerung der Legierung, d. h., für die Verminderung ihrer Korngröße, eingesetzt, was dazu führt, daß ein Gußblock, der aus einer gegossenen Metallschmelze des erfindungsgemäß verwendeten Al-Legierungsmaterials erhalten wird, ein metallurgisches Gefügebild aus feinen Teilchen aufweist. Diese Kornverfeinerung der Legierungszusammensetzung verleiht der Al-Legierung die Eigenschaften, die bei Baustoffen erwünscht sind. Die Anteile dieser Legierungselemente müssen jedoch innerhalb der folgenden Bereiche gehalten werden: Ti = nicht mehr als 0,20%, vorzugsweise nicht mehr als 0,06%; Cr = 0,05 bis 0,40%, vorzugsweise 0,05 bis 0,20%; Zr = 0,05 bis 030%, vorzugsweise 0,05 bis 0,20%; V = 0,05 bis 0,35%, vorzugsweise 0,05 bis 0,20% und W = 0,05 bis 030%, vorzugsweise 0,05 bis 0,15%. Die Verwendung dieser Elemente in Anteilen, die die vorstehend angegebenen Obergrenzen überschreiten, führen zur Bildung von intermetallischen Verbindungen, die aus der Legierung auskristallisieren, wodurch die Zähigkeit der Legierung beeinflußt wird. Wie vorstehend angegeben wurde, können diese fünf Legierungselemente allein oder in Kombination von zwei oder mehr als zwei der fünf Elemente eingesetzt werden.

Die vorstehend beschriebene Al-Legierung kann 0,01 bis 0,3 Gew.-% Wismut (Bi) zur Verbesserung der Warmumformbarkeit der Legierung und/oder 0,0001 bis 0,01 Gew.-% (1 bis 100 Gewichts- ppm) Beryllium (Be) zur Verhinderung der Oxidation der Metallschmelze während des Gießens und zur Verbesserung der Gießbarkeit der Al-Legierung enthalten.

Ein anderes Legierungselement, Mn, dient nicht nur wie die vorstehend erwähnten fünf Elemente Ti, Cr usw. zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstandes der Legierung und zur Verminderung ihrer Korngröße, sondern auch zur Vergrößerung der Festigkeit der Legierung. Das Legierungselement Mn wird vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 2,0% verwendet. Es ist auch anzumerken, daß der Einsatz von Mn in einem Anteil von mehr als 2,0% zu einer Beeinträchtigung der Zähigkeit der erhaltenen Legierung führen kann.

Wenn die erfindungsgemäß zu verwendende Al-Legierung jedoch als Material für Konstruktionen wie z. B. Kernfusionsreaktoren, bei denen eine Restradioaktivität Probleme bereitet, eingesetzt wird, darf die Legierung das Element Mn im Hinblick auf die erkannte nachteilige Wirkung von Mn auf die Menge der Restradioaktivität nicht enthalten, d. h., im Hinblick darauf, daß die Aufnahme von 1% Mn in die Al-Legierung ein Jahr nach einer Deuterium- Tritium-Kernfusionsreaktion eine Äquivalentdosisleistung von 1,0 µJ/(kg · h) verursacht und daß diese Äquivalentdosisleistung auch nach Ablauf von 5 Jahren seit der Deuterium-Tritium-Kernfusionsreaktion nur auf etwa ein Zehntel dieses Wertes vermindert wird.

Die Legierungselemente Mg und/oder Cu, die zusätzlich zu den bisher erörterten anderen Legierungselementen ebenfalls enthalten sind, sind Elemente, die dazu dienen, den spezifischen elektrischen Widerstand der erfindungsgemäß zu verwendenden Al-Legierung wirksam zu erhöhen. Ein übermäßiger Gehalt solcher Elemente führt dazu, daß eine Bearbeitung der erhaltenen Al-Legierung durch Walzen oder Strangpressen schwierig wird. Die Anteile von Mg und Cu in der Al-Legierung werden infolgedessen innerhalb der angegebenen Bereiche gehalten. Das heißt, der Cu-Gehalt liegt zwischen 0,05 und 5,0%, vorzugsweise zwischen 0,15 und 4,5% und insbesondere zwischen 0,5 und 4,0%, während der Mg-Gehalt zwischen 0,05 und 8,0%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 6,5% und insbesondere zwischen 2,0 und 6,0% liegt. Es ist anzumerken, daß Mg die Verbesserung der Festigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Al- Legierung in höherem Maße fördert als Cu. Wenn die Al-Legierung Cu in dem angegebenen Gehaltsbereich, jedoch kein Mg enthält, beträgt die Zugfestigkeit σ_B der Legierung etwa 196,2 bis 294,2 N/mm², während die Zugfestigkeit der Legierung, die Mg in dem angegebenen Gehaltsbereich, jedoch kein Cu enthält, auf mindestens 343,2 N/mm² und ggf. auf bis 392,2 N/mm² oder sogar einen höheren Wert verbessert wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, werden diese Legierungselemente Cu und Mg allein oder in Kombination miteinander zugegeben, falls dies erforderlich ist.

Die erfindungsgemäß verwendete Al-Legierung, die die vorstehend erörterten Legierungselemente enthält, wird zuerst in Form einer geschmolzenen Aluminiumlegierung hergestellt, die dann durch ein bekanntes, übliches Stranggießverfahren unter Bildung eines gewünschten Gußblockes aus der Al-Legierung gegossen wird, der als Baustoff für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann.

Danach wird der Legierungsgußblock zum Homogenisieren des Gußgefüges (der Legierungselemente der Legierung) einer Wärmebehandlung, einer sogenannten Homogenisierbehandlung (Durchwärmungsbehandlung), unterzogen. Dann wird der Gußblock durch übliche Verfahren warm- und kaltgewalzt und ferner, falls erforderlich, bekannten Behandlungen wie z. B. einem Lösungsglühen und einer Auslagerung unterzogen. Der Gußblock wird auf diese Weise bearbeitet, um einen Baustoff herzustellen, der für die jeweilige Anordnung geeignet ist.

Falls ein Baustoff aus einer Al-Legierung in Pulverform, die mittels beschleunigter Abkühlung einer geschmolzenen Al-Legierung durch Verfahren wie z. B. Walzen, Zerstäuben durch Ultraschalldüsen oder Schleuderverfahren erzeugt wird, hergestellt wird, ist es möglich, daß einige Elemente wie z. B. Mn in der Al-Legierung in einer relativ großen Menge zwangsweise gelöst werden. Aus dem auf diese Weise durch das Verfahren der beschleunigten Abkühlung erhaltenen Pulver kann durch Preßverdichtung und anschließendes Entgasen und Strangpressen oder durch Schmieden oder Walzen ein pulvermetallurgischer Al-Legierungskörper gebildet werden. Der durch dieses Verfahren erhaltene Al-Legierungskörper ist wegen seines weiter erhöhten spezifischen elektrischen Widerstands vorteilhaft.

Die auf diese Weise erhaltene Al-Legierung weist einen in bedeutendem Maße erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand, der im einzelnen nicht kleiner als 6,9 μΩ · cm ist (einen Wert von nicht mehr als 25% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS hat) und insbesondere nicht kleiner als 8,6 μΩ · cm ist (einen Wert von nicht mehr als 20% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS hat), und eine erhöhte Zugfestigkeit σ_B von nicht weniger als 196,2 N/mm², insbesondere nicht weniger als 294,2 N/mm² und sogar ggf. nicht weniger als 343,2 N/mm² auf und zeigt auf diese Weise verbesserte elektrische und mechanische Eigenschaften, die es ermöglichen, daß die erfindungsgemäß zu verwendende Al-Legierung in vorteilhafter Weise als Baustoff für z. B. Linearmotorfahrzeuge und Kernfusionsreaktoren, die einem ferromagnetischen Feld ausgesetzt sind, verwendet werden kann. Eine erfindungsgemäß verwendete Al-Legierung, die kein Mn enthält, ist als Baustoff für Vakuumbehälter und Spulenrahmen bzw. Spulenträger eines Kernfusionsreaktors besonders vorteilhaft, weil diese Al-Legierung dazu befähigt ist, die Höhe der Restradioaktivität, die dem Material bei der Neutronenbestrahlung während einer Deuterium-Tritium-Kernfusionsreaktion gegeben wird, zu vermindern.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Materialien für verschiedene Al-Li-Legierungen, die aus den in Tabelle 1 angegebenen Elementen oder Bestandteilen bestanden, wurden in einer Atmosphäre aus Ar (Argon) unter Zugabe von Aluminiumchlorid als Flußmittel geschmolzen, und aus jeder Schmelzmasse wurde ein rechtwinkliger (175 mm × 175 mm) Gußblock mit einer Dicke von 30 mm gegossen. Dieser Gußblock wurde dann durch Wärmebehandlung bei 450°C in einer regulierten Atmosphäre homogenisiert und bei 380°C unter Bildung eines 4 mm dicken Bleches warmgewalzt. Danach wurde dieses warmgewalzte Blech bis zu einer Dicke von 2 mm kaltgewalzt.

Die kaltgewalzten Bleche wurden zur Herstellung von Prüfstücken für die Prüfung des spezifischen elektrischen Widerstands und der Zugfestigkeit zerschnitten. Die Prüfstücke wurden einer Lösungsglühbehandlung bei etwa 500°C und schließlich einer Alterungsbehandlung bei 100 bis 200°C unterzogen.

Die erhaltenen Prüfstücke der verschiedenen Legierungszusammensetzungen wurden auf ihre elektrischen Eigenschaften und ihre Zugfestigkeit hin geprüft. Die Meßergebnisse, die bei den einzelnen Proben erhalten wurden, sind in Tabelle 2 angegeben. Die elektrischen Eigenschaften wurden in Form der in Prozent angegebenen spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS (International Annealed Copper Standard) geprüft, und der spezifische elektrische Widerstand basierte auf der Prüfvorschrift B-193 Specification gemäß ASTM (American Society for Testing Materials). Dieser spezifische Widerstand wurde durch Umwandlung der in Prozent gemessenen spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS erhalten. Die Messung der Zugfestigkeit basierte auf der Prüfvorschrift Z-2241 Specification gemäß JIS (Japan Industrial Standard). Die in Prozent angegebene spezifische Leitfähigkeit gemäß IACS ist der Kehrwert des spezifischen Widerstandes (Ω · cm). Ein Wert von 20% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS entspricht beispielsweise 8,6 μΩ · cm.

Es wurde festgestellt, daß es schwierig war, die Al- Legierungen, die die Legierungselemente Li und/oder Cu in Mengen enthielten, die über der jeweiligen, im Rahmen der Erfindung angegebenen Obergrenze lagen, zu bearbeiten, d. h., die Legierungen neigten während eines Formgebungsverfahrens zur Rißbildung. Die Messung der elektrischen Eigenschaften und der Zugfestigkeit konnte folglich nicht durchgeführt werden. Mit Proben, die die anderen Legierungselemente Ti, Mn, Cr, Zr, V und W in einer die angegebenen Grenzwerte überschreitenden Menge enthielten, wurden keine Untersuchungen durchgeführt, weil in diesen Legierungen Teilchen der sekundären Phase, d. h., Riesenteilchen von intermetallischen Verbindungen von Al-Ti, Al-Mn, Al-Cr, Al-Zr, Al-V, Al-W usw., vorhanden waren.

Die Probe Nr. 20, die Mn in einer relativ großen Menge enthält, wurde erhalten, indem Flockenpulver, das aus einer geschmolzenen Legierung mit der angegebenen Zusammensetzung durch Verfestigung mittels eines Verfahrens der beschleunigten Abkühlung (Zwillingswalzenverfahren) hergestellt worden war, preßverdichtet, entgast und stranggepreßt wurde. Es wurde festgestellt, daß ein solches Verfahren der beschleunigten Abkühlung die Erzielung einer Al-Legierung ermöglichte, die einen Höchstwert von etwa 5% Mn im Zustand der festen Lösung enthielt.

Die in Tabelle 2 angegebenen Bewertungen der Höhe der festgestellten Restradioaktivität wurden entsprechend den Meßwerten der Höhe der Restradioaktivität vorgenommen, die einen Monat nach der Deuterium-Tritium-Kernfusionsreaktion festgestellt wurde. Die Kreissymbole in der Tabelle zeigen den Bereich der Restradioaktivität [weniger als 0,10 μJ/(kg · h)] an, in dem die Höhe der Radioaktivität in der Nähe des betreffenden Al-Legierungsmaterials für Menschen im wesentlichen unschädlich ist. Die Dreiecksymbole zeigen den Bereich der Restradioaktivität [1,0 bis 0,10 μJ/k(kg · h)] an, in dem eine radioaktive Wirkung auf den Menschen in Betracht gezogen werden sollte. Die Kreuzsymbole zeigen den Bereich [höher als 1,0 μH/(kg · h)] an, in dem die Radioaktivität so hoch ist, daß beispielsweise ein aus der betreffenden Al-Legierung hergestellter Vakuumbehälter eines Kernfusionsreaktors für Menschen nicht zugänglich ist.

Wie aus den in Tabelle 2 angegebenen Ergebnissen ersichtlich ist, zeigen die Al-Legierungsproben Nr. 1 bis Nr. 22, die die Legierungselemente in den im Rahmen der Erfindung angegebenen Bereichen enthalten, verbesserte, ausgezeichnete Eigenschaften, wie sie bei Baustoffen erforderlich sind, d. h., einen Wert von nicht mehr als 20% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS, d. h. einen spezifischen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 8,6 μΩ · cm, und eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 196,2 N/mm² (mit Ausnahme der Probe Nr. 19). Auch die Probe Nr. 19, deren Zugfestigkeit 169,6 N/mm² beträgt, wird als ein Material angesehen, das eine für die Verwendung als Baustoff ausreichende Festigkeit hat.

Tabelle 1

Tabelle 2

Proben Nr. 1-22: Erfindungsgemäß zu verwendende Al-Legierungen

Proben Nr. 23-28: Vergleichs-Al-Legierungen

Beispiel 2

Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurden Materialien für verschiedene Al-Li-Mg-Legierungen, die aus den in Tabelle 3 angegebenen Elementen oder Bestandteilen bestanden, geschmolzen, und aus jeder Schmelzmasse wurde ein Gußblock mit festgelegten Abmessungen gegossen. Dieser Gußblock wurde dann zum Homogenisieren wärmebehandelt, warmgewalzt und dann unter Bildung eines Bleches mit einer festgelegten Dicke kaltgewalzt. Die kaltgewalzten Bleche wurden zur Bildung von Prüfstücken, die einer Lösungsglühbehandlung und schließlich einer Auslagerungsbehandlung unterzogen wurden, zerschnitten. Die erhaltenen Prüfstücke der verschiedenen Legierungszusammensetzungen wurden auf ihre elektrischen Eigenschaften und ihre Zugfestigkeit hin geprüft. Die bei den einzelnen Prüfstücken erhaltenen Meßergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Die Probe Nr. 20 von Beispiel 2 wurde wie die Probe Nr. 20 von Beispiel 1 aus Flockenpulver erhalten, das durch Verfestigung mittels eines Verfahrens der beschleunigten Abkühlung hergestellt worden war. Wie aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen hervorgeht, trägt die Aufnahme von Mg als Element einer Al-Legierung zu einer Verbesserung der Zugfestigkeit der Legierung bei, während ein Wert von nicht mehr als 20% der spezifischen Leitfähigkeit gemäß IACS beibehalten wird. Im einzelnen zeigen die Mg-haltigen Al-Legierungen eine Zugfestigkeit von mindestens 392,2 N/mm² und ggf. sogar eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 441,3 N/mm².

Tabelle 3

Tabelle 4

Proben Nr. 1-21: Erfindungsgemäß zu verwendende Al-Legierungen

Proben Nr. 22-26: Vergleichs-Al-Legierungen

Claims

1. Verwendung einer Aluminiumlegierung aus 1,0 bis 5,0 Gew.-% Lithium; einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe: bis 0,20 Gew.-% Titan, 0,05 bis 0,40 Gew.-% Chrom, 0,05 bis 0,30 Gew.-% Zirkonium, 0,05 bis 0,35 Gew.-% Vanadium und 0,05 bis 0,30 Gew.-% Wolfram sowie Aluminium mit unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest für Bauteile mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand von mindestens 6,9 μΩ · cm.

2. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 mit bis zu 5,0 Gew.-% Mangan für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2, die zusätzlich 0,05 bis 5,0 Gew.-% Kupfer und/oder 0,05 bis 8,0 Gew.-% Magnesium enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Titangehalt von 0,05 bis 0,2% für den Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Lithiumgehalt im Bereich von 1,0 bis 3,0% für den Zweck nach Anspruch 1.

6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit zusätzlich 0,01 bis 0,30 Gew.-% Wismut und/oder 0,0001 bis 0,01 Gew.-% Beryllium für den Zweck nach Anspruch 1.

7. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, für den Zweck nach Anspruch 1, mit der Maßgabe, daß die Zugfestigkeit der Bauteile mindestens 196,2 N/mm² beträgt.

8. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, deren Mangangehalt im Bereich von 0,05 bis 2,0 Gew.-% liegt, für den Zweck nach Anspruch 1.

9. Verwendung einer Legierung nach den Ansprüchen 3 und 4, deren Kupfergehalt im Bereich von 0,15 bis 4,5 Gew.-% liegt, für den Zweck nach Anspruch 1.

10. Verwendung einer Legierung nach den Ansprüchen 3 und 4, deren Magnesiumgehalt im Bereich von 0,5 bis 6,5 Gew.-% liegt, für den Zweck nach Anspruch 1.