DE533674C

DE533674C - Verfahren zur Verguetung von Aluminium-Zinklegierungen mit bis zu etwa 8% Zink

Info

Publication number: DE533674C
Application number: DET28573D
Authority: DE
Original assignee: OTTO TIEDEMANN DR ING
Current assignee: OTTO TIEDEMANN DR ING
Priority date: 1924-03-05
Filing date: 1924-03-05
Publication date: 1931-09-21

Description

Verfahren zur Vergütung von Aluminium-Zinklegierungen mit bis zu etwa 80J0 Zink Bei vielen Legierungen ist es bisher beobachtet' worden, daß sie ihre endgültigen mechanischen Eigenschaften erst längere Zeit nach einer stattgefundenen Wärmebehandlung annehmen. Diese bekannte Erscheinung hat aber bisher zu keinerlei technisch wertvollen Ergebnissen geführt.
Daß durch längeres Lagernlassen nach einer ganz bestimmten Wärmebehandlung bei schwach magnesiumhaltigen Aluminiumlegierungen ein praktisch sehr bedeutungsvoller Veredelungsvorgang, welcher in einer Erhöhung der Bruchfestigkeit und gleichzeitigen Erhöhung der Dehnbarkeit besteht, stattfindet, ist ebenfalls seit etwa zwei Jahrzehnten bekannt, jedoch blieb diese Erkenntnis trotz aller auf diesem Gebiete geleisteten Forschungsarbeiten auf die Veredelungsfähigkeit des Aluminiums ausschließlich auf das Magnesium beschränkt, dem man in diesem Falle eine ganz spezifische Wirkung zuschrieb.
Erst neuerdings fanden S a n d e r und M e i ß n e r (Zeitschrift für Metallkunde 1924 S. 13), daß auch.bei Aluminiumlegierungen, welche kein Magnesium, sondern Zink enthalten, die eigenartige, bisher einzig und allein beim Magnesium bekannte, erst nach erfolgter Lagerun- nach vorhergehender Wärmebehandlung auftretende Veredelungsmöglichkeit besteht.
Jedoch nahm man an, daß, entsprechend der Theorie, daß der Veredelungsvorgang mit einer Segregatausscheidung zwischen der Erhitzungstemperatur und der Abkühlungs-bzw. Lagerungstemperatur zusammenhänge, die Veredelbarkeit der Aluminium-Zink-Legierungen erst bei ,Zinkgehalten von etwa 8 °/o Zink aufwärts beginne, weil bei Zimmertemperatur Aluminium noch 8 °/o Zink in fester Lösung aufzunehmen in der Lage ist.
Diese Theorien wurden von der Wissenschaft aufrechterhalten, obgleich auch bekannt war, daß Aluminium-Zink-Legierungen mit 8 und 15 °/o Zink eine höhere Härte auf- . weisen, wenn sie bei 500° geglüht, darauf abschreckt und gelagert werden. Mangels strenger Beziehungen zwischen Härte einerseits und Zugfestigkeit und Dehnung andererseits hat man aber weitergehendere Vermutungen aus der Möglichkeit der Härtesteigerung nicht gezogen.
Die Arbeiten des Erfinders, welche besonders -dadurch erschwert wurden, daß die metallographischen Forschungsmethoden, sowohl die thermische als auch die mikroskopische, hier vollständig versagen, haben in doppelter Hinsicht zu überraschenden Ergebnissen geführt: Erstens haben sie ergeben, daß auch Aluminium-Zink-Legierungen mit weniger als 8 °f0 Zink auf diesem Wege veredelbar sind, haben also -bewiesen, daß die bisher diese Veredelungsvorgänge betreffenden wissenschaftlichen Theorien entweder unrichtig oder nicht vollständig sind, zweitens haben sie ergeben, daß der Bereich der geeigneten Erhitzungstemperaturen, welcher nach den Arbeiten des Erfinders bis zu dem jeweiligen Schmelzpunkt reichen, außerdem ein Temperaturinterwall enthalten, bei dessen Anwendung nur eine Erhöhung der Festigkeit, jedoch eine Verminderung der Dehnbarkeit erzielt wird. Die endgültige Legierung wird also fester, aber dafür spröder.
Der durch die vorliegende Erfindung erreichte Fortschritt besteht in der Möglichkeit, nunmehr auch Aluminium-Zink-Legierungen mit weniger als 8 0/0 Zink veredeln zu können, in der Vermeidung von Fehlerzeugnissen and damit Unglücksfällen infolge von Anwendung ungeeigneter Abschrecktemperaturen.
In der beiliegenden Zeichnung ist die aluminiumreiche Seite des Schmelzdiagramms in der Art, wie es für die Darstellungen von Veränderungen an Legierungen üblich ist, dargestellt.
In der rechten unteren Ecke ist die bisher bekannte Segregatlinie und die ebenfalls bekannte Eutektoidale bei der Temperatur von a56° C voll ausgezogen eingetragen. Ebenfalls in voll ausgezogenen Linien sind die ebenfalls bereits bekannten Solidus- und Liquiduskurven eingetragen, welche sich in dem Schmelzpunkt des Aluminiums bei 658° C treffen. Die bei den Arbeiten des Erfinders neu gefundenen Linnen sind gestrichelt eingezeichnet. Für die vorliegende Erfindung kommen nur die beiden Segregatlinien in Betracht, welche bei dem Umwandlungspunkt des reinen Aluminiums bei 56o° C ihren Ausgang nehmen und sich im Diagramm strahlenförmig und schwach gekrümmt nach unten bis zu der neuen Eutektoidalen bei :z75' C erstrecken.
Durch diese drei neuen Kurven werden in dem Schmelzdiagramm drei Felder gebildet: i. Das mit II bezeichnete Feld, welches zwischen den beiden neu gefundenen, von dem Umwandlungspunkt des Aluminiums ausgehenden Segregatlinien und der neuen Eutektoidalen begrenzt wird.
2. Das Feld links von Feld II, welches etwa die Temperaturen bis 56o° C und die Zusammensetzungen bis etwa 6,5 0/0 Zink umfaßt und in der Zeichnung mit I bezeichnet ist.-3. Das Feld rechts von Feld II, in der Zeichnung mit III bezeichnet. Gemäß der Erfindung tritt bei Aluminium-Zink-Legierungen mit bis zu etwa 8 0/0 Zink eine Veredelung in dem Sinne, daß sowohl die Bruchfestigkeit als auch gleichzeitig die Dehnung erhöht wird, nun aber auch immer dann ein, wenn .die Legierung von einer Temperatur abgeschreckt wird, die im Schmelzdiagramm in die Felder I oder III fallen würde. Dagegen tritt bei Aluminium-Zink-Legierungen mit )bis zu etwa 8 010 Zink, falls von einer Temperatur abgeschreckt wurde, die in das Feld II fallen würde, eine Veredelung ein, welche zwar in einer Erhöhung der Bruchfestigkeit und Streckgrenze, jedoch einer Verringerung der Dehnbarkeit besteht, wobei jedoch beachtet- werden muß, daß der gesamte Veredelungsvorgang aus dem Abschrecken von einer der genannten Temperaturen und einem Lagernlassen bei gewöhnlichen Temperaturen besteht. Die Veredelung tritt erst allmählich während der Lagerung ein. Die Lagerzeit beträgt mehrere Wochen.
Kleine Zusätze anderer Metalle zu den Zink-Aluminium-Legierungen beeinträchtigen die Veredelungsfähigkeit der Zink-Aluminium-Legierungen nicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit von Aluminium-Zink-Legierungen mit bis zu etwa 8 0/0 Zink, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben an sich bekannten thermischen Veredelungsverfahren, bestehend aus Glühen, Abschrecken und Lagern, unterworfen werden, wobei Glühtemperaturen zwischen 300° C und dem Schmelzpunkt der Legierungen eingehalten werden. z. Verfahren nach Anspruch i unter gleichzeitiger Erhöhung der Dehnung, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben an sich bekannten thermischen Veredelungsverfahren, bestehend aus Glühen, Abschrecken und Lagern, unterworfen werden, wobei Glühtemperaturen zwischen 300° C und dem Schmelzpunkt der Legierungen (I, III) eingehalten werden mit Ausnahme eines Temperaturintervalles (II), welches von der Zusammensetzung der Legierung abhängt und bei Legierungen mit i % Zink von etwa 55o bis etwa 56o°, 304 - - - 510 - - 583", 5 0/0 - - - 430 - - 540° 704 300 - - 525 °, 804 - - - 300 - - 515"

beträgt. 3. Verfahren nach Anspruch i, bei .gleichzeitiger Erhöhung der Fließgrenze und Verringerung der Dehnung, dadurch gekennzeichnet, daß diese an sich bekannten thermischen Veredelungsverfahren, bestehend aus Glühen, Abschrecken und Lagern, unterworfen werden, wobei die Glühtemperatur von der Zusammensetzung der Legierung abhängt und für Legierungen mit i 0l0 Zink von etwa 550 bis etwa 56o°, 3 0l0 _ _ - 510 - - 553°, 5 0l0 430 - - 540°, . 704 - - - 300 - - - 525°

beträgt (.Feld II).