DE484097C - Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von eisenhaltigem Aluminium und eisenhaltigen Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

• Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von eisenhaltigem -Aluminium, und eisenhaltigen Aluminiumlegierungen Das technisch erzeugte Reinaluminium enthält als hauptsächliche Verunreinigungen Silicium und Eisen. Das Silicium scheidet sich bei der Erstarrung in elementarer Form aus, das Eisen wird in Form der Verbindung AIFe ausgeschieden. Während das Silicium bis zu einem gewissen Grad im Aluminium löslich ist, und zwar bei höheren Temperaturen in weitergehendem Maße als bei niedrigen Temperaturen, wird das Eisen als praktisch unlöslich angesehen. Die verschieden starke Löslichkeit des Siliciums macht das System Aluminium-Silicium einer wirksamen thermischen Behandlung zugänglich; beispielsweise kann man das Silicium durch entsprechend geleitete Glühung und Abkühlung des gegossenen oder kalt bearbeiteten Werkstoffes auch nach dessen Erkaltung in fester Lösung halten, wodurch u. a. die Widerstandsfähigkeit gegen korrodierende Einflüsse ganz wesentlich erhöht wird.
• Ähnliche Wirkungen würden in bezug auf die Eisenaluminidausscheidungen um so wertvoller sein, als diese nicht nur die Ausgangspunkte von Korrosionsvorgängen bilden können, sondern als sie infolge ihrer ungünstigen mechanischen Eigenschaften zu vielerlei Störungen und Fehlschlägen bei der Weiterverarbeitung führen. Die Eisenaluminidkristalle, die je nach den Abkühlungsverhältnissen des Gußstückes in mehr oder weniger kompakter Form ausgeschieden werden, sind, verglichen mit dem sie umgebenden Aluminium, außerordentlich hart und praktisch vollkommen undeformierbar. Sie werden im Laufe von Deformationsvörgängen, wie z. B. Walzen, Pressen oder Ziehen, nicht gestreckt, sondern zertrümmert. Die Trümmer breiten sich zeilen- oder perlschnurartig in dem bearbeiteten Material aus und rufen dann, wenn beispielsweise beim Blechwalzen das Material auf eine Dicke heruntergewalzt worden ist, die dem Durchmesser der Kristalltrümmer entspricht, sehr unerwünschte Materialfehler hervor. Eine sehr häufig zu beobachtende Erscheinung dieser Art ist die, daß beim Folienwalzen lange und in der Walzrichtung des Bandes verlaufende messerscharfe Risse auftreten, die durch Herausfallen der Eisenaluminidtrümmer verursacht worden sind. Ein anderer Vorgang, der auf die gleiche Ursache zurückzuführen ist, ist der, daß aus den Wandungen von Geschirren unter dem Einfluß von Elektrolyten Eisenaluminidkristalle herausgelöst werden; die Wandung wird hierbei löcherig und das Gefäß unbrauchbar.
• Man hat bereits Mittel vorgeschlagen, um die ungünstige Ausscheidungsform des Eisenaluminids im Sinne einer feineren Verteilung zu beeinflussen. Eines dieser Verfahren bedient sich der Wirkung von Zusätzen, beispielsweise von Cer. Derartige, den Reinheitsgrad. des Aluminiums beeinträchtigende Zusätze laufen aber dem Bestreben entgegen, ein Material von möglichst hohem Aluminiumgehalt, das bekanntlich stets die beste Korrosionsbeständigkeit aufweist, zu erhalten.
• Ein Verfahren von überraschender Wirkung, das ohne jeden chemisch wirkenden Zusatz zum Ziele führt, ist auf Grund eingehender Studien aufgefunden worden. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die mehr oder weniger groben Ausscheidungen von Eisenaluminid lediglich durch eine besondere thermische Behandlung in weitgehendem Maße aufgeteilt werden können. Diese Aufteilung geht so weit, daß die im unbehandelten Material im mikroskopischen Schliffbilde selbst bei schwachen Vergrößerungen scharf hervortretenden Eisenaluminidkristalle nach der thermischen Behandlung auch bei starker Vergrößerung fast oder gänzlich unsichtbar werden. Es liegt auf der Hand und ist durch eingehende Versuche erhärtet worden, daß eine derartige Gefügeveränderung alle jene auf mechanischem oder chemischem Wege eintretenden Mängel, die durch die groben Eisenaluminidausscheidungen hervorgerufen werden, vermeidet.
• Das Verfahren, durch das diese fortschrittliche Wirkung erzielt wird, besteht darin, daß das Metall längere Zeit bei hohen Temperaturen geglüht wird. Die Glühtemperatur kann etwa zwischen 475 und 625°C liegen. Die Glühdauer hängt - u. a. ab von der Höhe der Glühtemperatur, von der Höhe des Eisengehaltes und von der Ausscheidungsform des Eisens. Sie hängt ferner davon ab, ob das behandelte Material in gegossenem oder in bearbeitetem Zustande vorliegt. Sie ist im allgemeinen bei gegossenem Material größer als bei bearbeitetem Material. In der Abb. i ist das Gefügebild von unbehandeltem Reinaluminiumguß mit 0,3 % Eisengehalt wiedergegeben; Abb. a zeigt das unter den gleichen Bedingungen hergestellte Gefügebild desselben Materials nach einer Glühung von 4.o Stunden Dauer bei 55o° C.
• Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, die Glühtemperatur von Zeit zu Zeit unter die angegebene Mindesttemperatur sinken zu lassen und das behandelte Gut dann wieder auf die normale Glühtemperatur zu erwärmen. Eine Verlängerung der Gesamtglühdauer tritt durch diese Temperaturbewegung nicht ein.
• Das Verfahren ist anwendbar auf Reinaluminium mit jedem Eisengehalt, es ist aber auch anwendbar auf Aluminiumlegierungen mit Eisengehalten bis zu 5 bis 7 oiö. Wie bereits hervorgehoben wurde, tritt die beobachtete Wirkung sowohl bei gegossenem wie bei deformiertem Material ein. Sie wird auch, was beispielsweise für die Weiterverarbeitung von Gußblöcken oder Schmiedestücken von Bedeutung ist, von der Geschwindigkeit der Abkühlung nicht beeinflußt, da der Umwandlungsvorgang außerordentlich träge verläuft.

Claims (1)

1. PATCNTANSPRÜCHG; i. Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und. zur Erhöhung der chemischen Widerstandsfähigkeit von .eisenhaltigem Reinaluminium sowie solchen Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene oder mechanisch bearbeitete Material längere Zeit hindurch, 2o und mehr Stunden, Glühtemperaturen'zwischen q;75 und 6a5° C ausgesetzt wird. a. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, die Glühtemperatur während der Behandlung nach Anspruch i ein oder mehrere Male unter q.75° gesenkt und wieder auf die normale Glühtemperatur erhöht wird.