DE537746C

DE537746C - Process for the production of high-strength aluminum-copper alloys by annealing, quenching and artificial aging

Info

Publication number: DE537746C
Application number: DEA38973D
Authority: DE
Original assignee: ALUMINIUM Ltd
Current assignee: ALUMINIUM Ltd
Priority date: 1921-12-20
Filing date: 1922-12-09
Publication date: 1931-11-06

Description

Verfahren zur Herstellung von hochfesten Aluminium-Kupferlegierungen durch Glühen, Abschrecken und künstliches Altern Es sind bearbeitbare, abgeschreckte Altaminium-Kupferlegierungen ohne einen nennenswerten Magnesiumgehalt bekannt. Sie weisen aber nur eine unzureichende Zugfestigkeit auf. Ferner ist ein Verfahren bekannt zum Glühen, Härten und Altern von Aluminiumlegierungen mit bis zu io "/" Kupfer und geringen Zusätzen an anderen Metallen, unter denen aber Mangan und Chrom nicht genannt sind. Es sind weiter Aluminium-Kupferlegierungen mit einem geringen, etwa "j"igen Gehalt an Magnesium oder Lithium neben anderen Metallen bekannt, die sich gegenüber den vorerwähnten, von Magnesium freien Legierungen dadurch auszeichnen, daß sie sich nach der mechanischen Bearbeitung durch Glühen, Abschrecken und Lagermassen bei "Zimmertemperatur vergüten lassen und dadurch eine wesentlich bessere Zugfestigkeit aufweisen.Process for the production of high-strength aluminum-copper alloys by annealing, quenching and artificial aging there are machinable, quenched Altaminium copper alloys are known without a significant magnesium content. she but only have insufficient tensile strength. A method is also known for annealing, hardening and aging of aluminum alloys with up to 10 "/" copper and small additions of other metals, but not of them manganese and chromium are mentioned. There are also aluminum-copper alloys with a low, for example "j" content of magnesium or lithium in addition to other metals known to be distinguish themselves from the aforementioned magnesium-free alloys by that they are after mechanical processing by annealing, quenching and bearing masses tempered at "room temperature and thus a significantly better tensile strength exhibit.

Ein typisches Beispiel für die Zusammensetzung einer solchen Legierung ist z. B. .I "J" Kupfer, o,5 ";" Magnesium und o.5 °°" Mangan, während der Rest bestes, handelsübliches Aluminium ist, das geringe Mengen anderer Grundstoffe als Verunreinigungen enthält. Wird diese Legierung in bekannter Weise thermisch vergütet. so hat sie eine Zugfestigkeit von ungefähr 29 -bis 32 kg(qmm und eine Bruchdehnung von 20 °/" und aufwärts. auf etwa 5 cm Länge. Nach dem Abschrecken vergütet sich die Legierung bei Zimmertemperatur durch Altern und erreicht nach Verlauf von vier Tagen .eine Zugfestigkeit von 39 bis 42 1g/qmm, besonders bei dünnen Blechen. Ihre Bruchdehnung wird gewöhnlich nicht wesentlich beeinflußt. Sie kann aber je nach den Umständen größer oder kleiner sein.A typical example of the composition of such an alloy is z. B. .I "J" copper, 0.5 ";" Magnesium and o.5 °° "Manganese, while the rest is the best, commercially available aluminum that contains small amounts of other basic materials than Contains impurities. If this alloy is thermally tempered in a known manner. it has a tensile strength of about 29 to 32 kg (qmm) and an elongation at break from 20 ° / "and upwards. to a length of about 5 cm. Quenched and tempered after quenching the alloy is aged at room temperature and reaches after the lapse of four Days. A tensile strength of 39 to 42 1g / sqmm, especially with thin sheets. Her Elongation at break is usually not significantly affected. But it can depend on be greater or lesser under the circumstances.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten Aluminium-Kupferlegierungen, das. darin besteht, daß eine Aluminiumlegierung aus Aluminium mit 3,5 bis 5 "/" Kupfer und weniger als i "/" Mangan und/oder Chrom. aber bis auf Verunreinigungen frei von Magnesium mechanisch bearbeitet und dann dem für andere Aluminiumlegierungen bekannten thermischen Vergütungsverfahren unterworfen wird, das aus einem Glühen bei etwa 5oo bis 59o' C, daran anschließendem Abschrecken und einem nach beliebig langer Pause einige Zeit ausgeführten künstlichen Altern bei etwa ioo bis Zoo' C besteht. Aus solchen Legierungen können Gegenstände derart hergestellt werden, daß die endgültige Formgebung durch Walzen, Schmieden o. dgl. zwischen dem Abschrecken und dem künstlichen Altern bei etwa ioo bis zoo' C vorgenommen wird. Zu Versuchszwecken wurde schon eine Aluminium1egierung 'triif 4"t" Kupfer und etwa l"/" Mangan hergestellt; es war aber nicht bekannt; diese Legierungen in der den degenstand der Erfindung bildenden Weise zu vergüter.The invention now relates to a process for the production of high-strength aluminum-copper alloys, which consists of an aluminum alloy Made of aluminum with 3.5 to 5 "/" copper and less than 1 "/" manganese and / or chromium. but mechanically machined and then free of magnesium except for impurities subjected to the thermal tempering process known for other aluminum alloys that consists of an annealing at about 500 to 59o'C followed by quenching and artificial aging carried out for some time after a break of any length at about 100 to Zoo 'C. Objects of this kind can be made from such alloys be made that the final shape by rolling, forging o. The like. between quenching and artificial aging at about 100 to zoo 'C will. An aluminum alloy has already been used for experimental purposes 4 "t" of copper and about 1 "/" of manganese produced; but it was not known; these alloys to remunerate in the manner forming the subject of the invention.

Die erfindungsgemäß hergestellten und vergüteten Legierungen haben sehr wichtige praktische Vorteile. Wenngleich sie auch keine bessere Zugfestigkeit als die bekannten magnesiumhaltigen Aluminium-Kupferlegierungen aufweisen, so sind sie doch im Gegensatz zu diesen leichter zu bearbeiten, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Die Gefahr der Haarrißbildung beim heißen Auswalzen oder Schmieden ist wesentlich verringert, ja sie können überhaupt ganz allgemein ohne. Rißbildung innerhalb eines viel größer Temperaturbereiches bearbeitet werden. Zum Beispiel ist es praktisch unmöglich, durch ein einmaliges Erhitzen der bekannten magnesiumhaltigen Aluminium - Kupferlegierung eine Pleuelstange warm auszuschmieden, ohne das Schmieden zu unterbrechen und die Stange vor Beendigung des Schmiedens erneut zu erhitzen, hingegen wird durch eine Legierung gemäß der Erfindung es ermöglicht, drei solcher Pleuelstangen aus einem einzigen Werkstück auszuschmieden, ohne daß eine Wiedererwärmung des Materials während des Schmiedevorganges notwendig ist. Diese Möglichkeit, das Werkstück nur ein einziges Mal zu erhitzen und dann das Fertigprodukt vollständig unter dem Hammer herzustellen, ohne daß die mechanische Bearbeitung unterbrochen wird, ist in vielen Fällen von ganz außerordentlicher Bedeutung.The alloys produced and tempered according to the invention have very important practical advantages. Even if they don't have better tensile strength than the known magnesium-containing aluminum-copper alloys, so are In contrast to these, they are easier to work with, especially when they are elevated Temperatures. The risk of hairline cracking during hot rolling or forging is considerably reduced, indeed you can generally without it at all. Cracking can be processed within a much wider temperature range. For example it is practically impossible by heating the well-known magnesium-containing Aluminum - copper alloy forge a connecting rod hot without forging interrupt and reheat the bar before finishing forging, on the other hand, an alloy according to the invention enables three of these Forging connecting rods from a single workpiece without reheating of the material is necessary during the forging process. This possibility, that To heat the workpiece only once and then the finished product completely produce under the hammer without interrupting the mechanical processing is of extraordinary importance in many cases.

Der Kupfergehalt beträgt in der Regel 3,5 bis 4,5 "l", er kann iedoch unter Umständen 5 °/" erreichen. wie dies bekannt ist. Die Zusätze an Mangan oder Chrom übersteigen nicht i °(", ebenso in der Regel auch nicht der Zusatz an Silicium. Der Kupfergehalt der Legierungen kann auch über 5 °/" betragen, jedoch ist es dann sehr schwierig, solche Legierungen zu walzen oder zu schmieden.The copper content is usually 3.5 to 4.5 "l", but it can possibly reach 5 ° / ". as is known. The additions of manganese or Chromium does not exceed 1 ° (", and neither does the addition of silicon as a rule. The copper content of the alloys can also be over 5 ° / ", but then it is very difficult to roll or forge such alloys.

Die Temperatur, von der die Legierung abgeschreckt wird. ändert sich nach der Menge und der Art der vorhandenen Legierungsbestandteile im Rahmen des angegebenen Bereichs. In allen Fällen werden jedoch die besten Resultate erzielt. wenn die Legierung bei einer Teml)eratur abgeschreckt wird, bei welcher das Kupfer und die anderen Legierungsbestandteile soviel wie möglich von dem Aluminium in Lösung aufgenommen werden. Beträgt der Kupfergehalt ungefähr 4,5 "/n oder mehr. so soll die Abschrecktemperatur 54o° C nicht überschreiten, um die besten Resultate zu erzielen. Ist der Kupfergehalt geringer. so kann die Legierung auch ohne besonderen Nachteil bei größerer Temperatur abgeschreckt werden, jedoch wird bei niedrigerer Abschrecktemperatur ganz oder nahezu das Optimum der physikalischen Eigenschaften erreicht. Enthält z. B. eine Legierung 3,5 °/" Kupfer, so kann sie ohne Nachteil bei einer Temperatur von 59o° C abgeschreckt werden; aber einer solchen Legierung kann durch künstliches Altern nahezu das Optimum der physikalischen Eigenschaften gegeben werden, wenn die Abschrecktemperatur nur 5oo° C beträgt. Nach dem Abschrecken ist die Legierung verhältnismäßig weich und daher leicht zu bearbeiten und behält ihre physikalischen Eigenschaften im wesentlichen für eine unbegrenzte Zeitdauer unverändert bei. Dies ist dann ein wichtiger Vorteil,, wenn die Legierung erst längere Zeit nach dem Abschrecken gepreßt, gestanzt oder auf andere Weise bearbeitet werden soll. Diese Erscheinung steht im Gegensatz zu den auf natürlichem Wege vergüteten Legierungen, welche durchweg sofort nach dem Abschrecken bearbeitet werden müssen.The temperature at which the alloy is quenched. changes according to the amount and type of alloy components present within the scope of the specified range. In all cases, however, the best results are obtained. if the alloy is quenched at a temperature at which the copper and the other alloy components as much as possible of the aluminum in solution be included. If the copper content is approximately 4.5 "/ n or more, it should the quenching temperature should not exceed 54o ° C in order to achieve the best results. Is the copper content lower. so can the alloy without any particular disadvantage quenched at a higher temperature, but will be quenched at a lower quenching temperature reached completely or almost the optimum of the physical properties. Contains z. B. an alloy 3.5 ° / "copper, it can without disadvantage at a temperature quenched at 59o ° C; but such an alloy can be made by artificial Nearly the optimum of physical properties are given when aging the quenching temperature is only 500 ° C. After quenching, the alloy is relatively soft and therefore easy to work with and retains its physical properties Properties essentially unchanged for an indefinite period of time. this is then an important advantage, if the alloy takes a long time after quenching pressed, punched or otherwise processed. This appearance is in contrast to the naturally tempered alloys, which are consistently must be processed immediately after quenching.

Durch Änderung der Dauer und der Temperatur des künstlichen Alterns können verschiedene Festigkeiten und Härten erzeugt werden, welche zwischen denjenigen der abgeschreckten Legierung und den höchsten durch geeignetes künstliches Altern erreichbar en liegen. Vorzugsweise wird das künstliche Altern der Legierungen bei Temperaturen zwischen ioo und i75° C vorgenommen. Wenn die Legierung nach dem Abschrecken nicht kalt bearbeitet werden soll, kann sie anstatt bis auf Zimmertemperatur auch bis auf die gewünschte Temperatur des künstlichen Alterns abgeschreckt werden. Wird eine Legierung bei höheren Temperaturen, z. B. 2oo° C, künstlich gealtert, ist die erste Wirkung eine Härtung, die Härte ist jedoch etwas geringer als die, die man durch künstliches Altern bei i5o° C erreicht. Ein länger dauerndes künstliches Altern bei Temperaturen um 2oo° C herum vermindert die Zugfestigkeit und Härte und verringert gewöhnlich auch die Geschwindigkeit der Legierung. Vorteilhafte Legierungen können jedoch auch erhalten werden durch künstliches Altern bei einer Temperatur von 2oo° C, wenn dieses nicht zu lange ausge?, führt wird. Die Zunahme an Härte erfolgt desto schneller, je höher die Temperatur des künstlichen Alterns ist, obgleich das Optimum an Härte und Festigkeit. welches durch künstliches Altern bei 2oo° C erreichbar ist, nicht so groß ist wie das bei i 5o° C erreichbare.By changing the duration and temperature of artificial aging different strengths and hardnesses can be generated, which between those the quenched alloy and the highest by appropriate artificial aging within reach. Artificial aging of the alloys is preferred Temperatures between 100 and 175 ° C were made. When the alloy after quenching should not be processed cold, it can also be processed instead of down to room temperature be deterred down to the desired temperature of artificial aging. Will an alloy at higher temperatures, e.g. B. 2oo ° C, artificially aged, is the first effect a hardening, but the hardness is slightly less than that which one achieved by artificial aging at 150 ° C. Long-term artificial aging at temperatures around 2oo ° C the tensile strength and hardness decrease and decrease usually also the speed of the alloy. Advantageous alloys can however, they can also be obtained by artificial aging at a temperature of 200 ° C, if this is not carried out for too long. The increase in hardness occurs the more faster, the higher the temperature of artificial aging, although the optimum in hardness and strength. which can be achieved through artificial aging at 2oo ° C is not as large as that which can be achieved at i 50 ° C.

Die so kurz beschriebene Erfindung möge nun noch weiter an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit Prüfungsergebnissen erläutert werden. Legierungen, die 4,5 °/" Kupfer und ungefähr o,5 bis 1 % Mangan enthalten, mögen als Beispiel für Legierungen angeführt werden, die neben dem Kupfer auch Mangan enthalten. Nach Schmieden oder anderweitiger heißer Bearbeitung wurden solche Legierungen während einer halben Stunde bei 53o° C geglüht und dann abgeschreckt, sie hatten dann eine Zugfestigkeit zwischen 28 bis 30,7kg/qmm und eine Bruchdehnung von 2o bis 25 "/o auf etwa 5 cm Länge. Die physikalischen Eigenschaften derartiger Legierungen ändern sich nicht merkbar, wenn sie bei Zimmertemperatur sogar monatelang lagern. Wenn sie aber bei Temperaturen zwischen ioo bis 13o° C eine künstliche Alterung erfahren, nimmt ihre Festigkeit merklich zu, hingegen ihre Bruchdehnung kann sowohl abnehmen als auch zunehmen oder praktisch unverändert bleiben. Eine solche geschmiedete Legierung kann leicht eine Zugfestigkeit von 39 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 25 °/" erhalten, wenn sie 24 bis 48 Stunden bei einer etwas unterhalb 13o° C liegenden Temperatur künstlich gealtert wird, wobei die Härte gleichzeitig zunimmt. Wird die abgeschreckte - Legierung bei einer Temperatur zwischen ungefähr 130 und 175° C während einer Zeitdauer von 15 bis 24 Stunden einer künstlichen Alterung unterworfen, so beträgt die Zugfestigkeit ungefähr 42 kg/qmm, die Bruchdehnung i8 "/" auf etwa 5 cm Länge und die Härtezahl ungefähr 12o Brinell.The invention so briefly described may now be further developed with the aid of a few Embodiments are explained with test results. Alloys, which contain 4.5% copper and about 0.5 to 1% manganese, as an example for alloys that contain manganese in addition to copper. To Such alloys were forging or otherwise hot working Annealed for half an hour at 53o ° C and then quenched, they then had one Tensile strength between 28 to 30.7kg / sqmm and an elongation at break of 2o to 25 "/ o to a length of about 5 cm. Change the physical properties of such alloys not noticeable if they are stored for months at room temperature. if but they undergo artificial aging at temperatures between 100 and 130 ° C, their strength increases noticeably, on the other hand their elongation at break can both decrease as well as increase or remain practically unchanged. Such a forged alloy can easily get a tensile strength of 39 kg / sqmm and an elongation at break of 25 ° / ", if they are kept at a temperature slightly below 130 ° C for 24 to 48 hours is artificially aged, the hardness increasing at the same time. Will the deterred - Alloy at a temperature between approximately 130 and 175 ° C during a Subjected to artificial aging for a period of 15 to 24 hours, then amounts to the tensile strength about 42 kg / qmm, the elongation at break i8 "/" over a length of about 5 cm and the hardness number about 12o Brinell.

Als Beispiel diene folgendes. Geschmiedete Versuchsstäbe aus einer 4,68 0/" Kupfer und o,68 0/" Chrom enthaltenden Legierung haben unmittelbar nach dem Abschrecken eine Zugfestigkeit von 31,6 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 24 0/" auf etwa 5 cm Länge. Andere Stäbe von demselben abgeschreckten Gußblock, die nach einer einjährigen Lagerung bei Zimmertemperatur geprüft wurden, wiesen eine Zugfestigkeit von 33,2 kg/qmm und eine Bruchdehnung von ?,6'/" auf etwa 5 cm Länge auf. Wieder andere Prüfstäbe aus demselben abgeschreckten Gußblock hatten nach einer künstlichen Alterung bei 15o° C eine Zugfestigkeit- zwischen 39 bis 41 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 20'1" auf etwa 5 cm Länge.Take the following as an example. Forged test rods from one 4.68 0 / "copper and 0.68 0 /" chromium-containing alloy have immediately after a tensile strength of 31.6 kg / qmm and an elongation at break of 24 after quenching 0 / "to about 5 cm in length. Other rods from the same quenched ingot that were tested after one year of storage at room temperature, showed a Tensile strength of 33.2 kg / qmm and an elongation at break of?, 6 '/ "over a length of about 5 cm on. Still other test bars from the same quenched ingot had after one Artificial aging at 15o ° C has a tensile strength between 39 and 41 kg / sqmm and an elongation at break of 20'1 "over a length of about 5 cm.

Die physikalischen Eigenschaften der Legierungen gemäß der Erfindung können noch weiter durch Hinzufügen von Silicium, und zwar in größeren Mengen als sie bisher lediglich als Verunreinigung in handelsüblichem Aluminium zu finden sind, verbessert werden, und kann der Siliciumgehalt von o,5 bis i °/" betragen. Eine Legierung mit einem derartigen Siliciumgehalt besitzt eine erhöhte Zugfestigkeit sowohl nach dem Abschrecken als auch nach dem künstlichen Altern, außerdem ist sie verhältnismäßig schmiegsam, besonders dann, wenn sie bei ungefähr ioo-bis i75° C eine künstliche Älterung erfahren hat. Es wurde gefunden, daß eine solche Legierung in Form von Walzblechen eine Zugfestigkeit von mehr als 46 kg/qmm und eine Bruchdehnung -von mehr als 20 '/" auf etwa 5 cm Länge nach dem Abschrecken von einer Temperatur über 500° C und einem 48stündigen künstlichen Altern bei ungefähr i25° C bekommt.The physical properties of the alloys according to the invention can be improved even further by adding silicon, and indeed in larger amounts than were previously only found as an impurity in commercial aluminum, and the silicon content can be from 0.5 to 1.5 " An alloy with such a silicon content has an increased tensile strength both after quenching and after artificial aging, and it is relatively pliable, especially if it has undergone artificial aging at about 100 to 175 ° C found that such an alloy in the form of rolled sheets has a tensile strength of more than 46 kg / qmm and an elongation at break of more than 20 '/ "over a length of about 5 cm after quenching from a temperature of over 500 ° C. and artificial aging for 48 hours at about i25 ° C.

Als spezielles Beispiel einer Kupfer, Mangan und Silicium enthaltenden Legierung werde angeführt, daß eine Legierung mit 3,5 °/" Kupfer, o,93 0/" Mangan und o,6 °/" Silicium nach Abschrecken bei einer Temperatur von 53o° C eine Zugfestigkeit von 30,3 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 21 °/" auf etwa 5 cm Länge hatte. Erfährt die Legierung bei i5o° C während 22 Stunden eine künstliche Alterung, so hatte sie eine Zugfestigkeit von 41,3 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 20 °/" auf etwa 5 cm Länge. Die zweckmäßigste Legierung, d. h. diejenige, der die besten physikalischen Eigenschaften gegeben werden können, enthält ungefähr 4,5 "/" Kupfer, 0,75 "/" Mangan und 0,75 % Silicium, sie wird von Temperaturen von 5oo bis 54o° C abgeschreckt und bei einer Temperatur von loo bis 175° C künstlich gealtert.As a specific example of an alloy containing copper, manganese and silicon, an alloy containing 3.5 ° / "copper, 0.93% manganese, and 0.6 ° /" silicon after quenching at a temperature of 53o ° C had a tensile strength of 30.3 kg / qmm and an elongation at break of 21 ° / "over a length of about 5 cm. If the alloy undergoes artificial aging at 150 ° C. for 22 hours, it had a tensile strength of 41.3 kg / qmm and an elongation at break of 20 ° / "over a length of about 5 cm. The most suitable alloy, that is, the one with the best Physical properties, contains approximately 4.5 "/" copper, 0.75 "/" manganese and 0.75% silicon, it is quenched from temperatures of 500 to 54o ° C and at a temperature of 100 to 175 ° C artificially aged.

Es ist weiter gefunden worden, daß eine Legierung, die 3,95 0/" Kupfer, 1,22 °/" Eisen und o,3i % Silicium enthält, wobei also das Silicium in einer Menge vorhanden ist, wie es- bei der Aluminiumherstellung als Verunreinigung von selbst in das Aluminium kommt, im Maximum eine Zugfestigkeit von 22,2 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 2o;5 "/" auf etwa 5 cm Länge nach dem Abschrecken und künstlichen Altern aufweist. Es ergibt sich hieraus, daß ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz an Eisen in der Legierung die sonst erreichbare Festigkeit verringert. Dasselbe wurde ermittelt bei Anwesenheit von Calcium, ohne daß Magnesium zugegen war. Z. B. hatte eine 3,98 °/" Kupfer, o,64 0/" Calcium und 0,29 0/" Silicium enthaltende Legierung eine maximale Zugfestigkeit von 22,6 kg/qmm bei einer Bruchdehnung von 2o-0/" auf etwa 5 cm Länge. Die schlechten Wirkungen des Eisens können- jedoch weitgehend, -wenn nicht gänzlich, durch Zufügen von Silicium beseitigt werden.It has further been found that an alloy containing 3.95 copper, 1.22% iron and 0.3% silicon, with the silicon in a quantity is present, as is the case with aluminum production, as an impurity by itself comes into the aluminum, a maximum tensile strength of 22.2 kg / sqmm and an elongation at break of 2o; 5 "/" to about 5 cm in length after quenching and artificial aging. It follows that a relatively high percentage of iron in the Alloy reduces the otherwise achievable strength. The same was determined in the presence of calcium without magnesium being present. For example, a had 3.98 % / "Copper, 0.64% /" calcium and 0.29% / "silicon-containing alloy has a maximum Tensile strength of 22.6 kg / qmm with an elongation at break of 2o-0 / "over a length of about 5 cm. The bad effects of iron can - to a large extent, - if not entirely, can be eliminated by adding silicon.

Die Hinzufügung von Chrom zu der mehr als 3,5 0/" Kupfer enthaltenden, magnesiumfreien Legierung ist vorteilhaft. Z. B. hatte eine Legierung in Form eines Walzbleches von etwa 3 mm Dicke mit 4,72 `/" Kupfer und o,68 0/" Chrom eine Zugfestigkeit von 45,1 kg/qmm und eine Bruchdehnung von 20 °% auf etwa 5 cm hänge, nachdem sie bei 530° C abgeschreckt und 22 Stunden bei i5o° C künstlich gealtert worden war.The addition of chromium to those containing more than 3.5% of copper magnesium-free alloy is advantageous. For example, an alloy in the form of a had Rolled sheet metal about 3 mm thick with 4.72 ″ copper and 0.68 ″ chromium has a tensile strength of 45.1 kg / sqmm and an elongation at break of 20 °% hang on about 5 cm, after being quenched at 530 ° C and artificially aged for 22 hours at 150 ° C had been.

Zink in Mengen bis zu etwa 5 "/" kann in der Legierung vorhanden sein, ohne ihren Charakter wesentlich zu ändern, jedoch können hierdurch Nachteile hervorgerufen werden, so daß es im allgemeinen vorzuziehen ist, kein Zink zu verwenden. Es soll nur zum Ausdruck gebracht werden, daß Zink auch wohl vorhanden sein kann und daß die Erfindung nicht auf Legierungen beschränkf ist, die frei von Zink sind.Zinc in amounts up to about 5 "/" may be present in the alloy, without significantly changing their character, but this can cause disadvantages so that it is generally preferable not to use zinc. It should can only be expressed that zinc can also be present and that the invention is not limited to alloys free of zinc.

Die Legierungen gemäß der Erfindung haben sehr wesentliche Vorteile, von denen einige bereits erwähnt sind. Die bisher bekannten handelsüblichen, hochfesten magnesiumhaltigen Aluminiumlegierungen sind verhältnismäßig schwierig zu bearbeiten: Erstens sind die Gußblöcke bei ihnen umständlicher vorzuwalzen als bei den Legierungen gemäß der Erfindung. Zweitens ist kein Weg bekannt, die bearbeiteten magnesiumhaltigen Legierungen nach dem Abschrecken von einer verhältnismäßig hohen Temperatur an einem sofortigen, selbsttätigen Altern zu verhindern, außer durch Abkühlung auf eine sehr niedrige Temperatur, z. B. auf diejenige der flüssigen Luft. Die Folge davon ist, daß ihre Härtung und die damit verbundene verminderte Geschmeidigkeit nicht kontrollierbar ist. Im wesentlichen sind daher nur die physikalischen Eigenschaften erreichbar, die durch genügend langes Altern der Legierungen eintreten, obgleich diese Eigenschaften durch künstliches Altern bei höherer Temperatur etwas verbessert werden können. Im Gegensatz hierzu bleiben die Legierungen gemäß der Erfindung ?lach dem Abschrecken weich und plastisch bei Zimmertemperatur, und ihre Festigkeit und Härte können durch Regelung der Zeit und Temperatur des künstlichen Alterns derart beeinflußt werden, daß jeder Festigkeits- und Härtegrad erreicht werden kann, der zwischen dem sofort nach dem Abschrecken erreichten und demjenigen Maximum liegt, welches durch das wirkungsvollste künstliche Altern den aus den Legierungen hergestellten Gegenständen gegeben werden kann. Es ist häufig bei der Fabrikation gewisser Gegenstände aus bearbeiteten Aluminiumlegierungen notwendig, gie in die endgültige Gestalt durch Deformierung bei Zimmertemperatur, z. B. Pressen, Stanzen o. dgl., zu bringen. Bei den bekannten magnesiumhaltigen Legierungen ist es nun im allgemeinen - notwendig, diese Bearbeitung innerhalb weniger Stunden, manchmal sogar innerhalb i Stunde, nach dem Abschrecken auszuführen, weil ihr natürliches Altern bei Zimmertemperatur die Geschmeidigkeit so verringern kann, daß eine kalte mechanische Bearbeitung unmöglich wird. Bei den Legierungen gemäß der Erfindung kann die Bearbeitung jederzeit nach dem Abschrecken der Legierungen stattfinden, und hinterher können die Gegenstände zu beliebiger Zeit @ dem künstlichen Altern unterworfen werden, um die Härte und Festigkeit zu vergrößern.The alloys according to the invention have very significant advantages, some of which are already mentioned. The previously known commercial, high-strength Magnesium-containing aluminum alloys are relatively difficult to machine: Firstly, the ingots are more laborious to roll ahead with them than with the alloys according to the invention. Second, there is no known route to the machined magnesium-containing Alloys after quenching from a relatively high temperature at one prevent immediate, self-aging, except by cooling down to a very high level low temperature, e.g. B. to that of liquid air. The consequence of this is that their hardening and the associated reduced pliability cannot be controlled is. Essentially, therefore, only the physical properties can be achieved which occur through sufficiently long aging of the alloys, although these properties can be improved somewhat by artificial aging at higher temperatures. In contrast, the alloys according to the invention remain after quenching soft and plastic at room temperature, and their strength and hardness can through Control of the time and temperature of artificial aging can be influenced in such a way that that any degree of strength and hardness can be achieved between the instant reached after quenching and is that maximum which is due to the most effective artificial aging of the objects made from the alloys can be given. It is often used in the manufacture of certain items machined aluminum alloys necessary, pour through into the final shape Deformation at room temperature, e.g. B. pressing, punching o. The like. To bring. at the well-known magnesium-containing alloys it is now generally - necessary, this processing within a few hours, sometimes even within an hour, run after quenching because their natural aging at room temperature can reduce pliability to such an extent that cold machining is impossible will. The alloys according to the invention can be machined at any time the quenching of the alloys, and afterwards the objects can at any time @ be subjected to artificial aging in order to reduce the hardness and To increase strength.

In der Beschreibung sind die Legierungen gemäß der Erfindung als frei von Magnesium hingestellt. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Legierungen kein absichtlich zugefügtes Magnesium enthalten. Sie können natürlich zufällig Spuren von Magnesium enthalten, die das natürliche Altern der Legierung nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigen. Wenn beispielsweise zum Teil Magnesium enthaltende Abfälle unbewußt bei der Herstellung der Legierung verwendet werden, so könnten in dem Endprodukt Spuren von Magnesium enthalten sein. Letzteres soll aber vermieden werden, da ein natürliches Altern im vorliegenden Falle nicht in Betracht kommt.In the description, the alloys according to the invention are considered free put down by magnesium. This is to express that the alloys does not contain any intentionally added magnesium. You can of course have random tracks of magnesium, which does not or does not affect the natural aging of the alloy significantly affect. For example, if some waste containing magnesium unconsciously used in the manufacture of the alloy so could result in the final product May contain traces of magnesium. The latter should be avoided because one natural aging is out of the question in the present case.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of high-strength aluminum-copper alloys by annealing, quenching and artificial aging at temperatures between 500 and 600 ° C with subsequent quenching, resulting in artificial aging at temperatures followed by 100 to 200 ° C, characterized in that a practically magnesium-free Aluminum alloy with 3.5 to 5 ° / "copper and less than 1 ° /" manganese and / or Chromium is mechanically processed and then thermally tempered and artificially aged.

2. Process for the production of objects from aluminum-copper alloys according to Claim i, characterized in that the final shaping by rolling, Forging or the like between quenching and artificial aging at 100 to 200 ° C is made.