DE576293C

DE576293C - Verfahren zur Rekristallisation von aus einem Eutektikum und anderen Gefuegebestandteilen bestehenden Legierungen, besonders von Beryllium-Aluminium-Legierungen

Info

Publication number: DE576293C
Application number: DEB153588D
Authority: DE
Original assignee: BERYLLIUM DEV CORP
Current assignee: BERYLLIUM DEV CORP
Priority date: 1931-01-27
Filing date: 1931-12-18
Publication date: 1933-05-09
Also published as: US1976375A; GB393987A

Description

Verfahren zur Rekristallisation von aus einem Eutektikum und anderen Gefügebestandteilen bestehenden Legierungen, besonders von Beryllium-Aluminium-Legierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rekristallisation von eutektikumhaltigen Legierungen, besonders Beryllium-Aluminium-Legierungen, und zwar von solchen Legierungen, deren Eutektikum einen Schmelzpunkt besitzt, der unterhalb der Rekristallisationstemperatur liegt,- d. h. der Temperatur, bis zu der die Legierung erhitzt werden muß, um eine symmetrische und gleichachsige Umlagerung der Primärkristalle innerhalb der praktisch zulässigen; d. h. wirtschaftlichen Zeitspanne zu bewirken. Unter gleichachsigen Kristallen werden solche verstanden, deren Achsen im wesentlichen die gleiche Länge besitzen. Werden Legierungen mit einem Eutektikum, das unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes schmilzt, zwecks Verbesserung der Festigkeit und anderer Eigenschaften auf die Rekristallisationstemperatur erhitzt, dann seigert das Eutektikum aus, und das Werkstück wird so-gut wie unbrauchbar. Dieser Nachteil wird gemäß Erfindung dadurch vermieden, daß die Legierungen auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Primärkristalle gleichachsig werden, während sie sich in einer Atmosphäre aus inertem" Gas befinden, dessen Druck wesentlich oberhalb des atmosphärischen liegt. und genügt, um das Ausseigern des Eutektikums zu verhindern.
Das Verfahren wird durch folgendes Ausführungsbeispiel erläutert: Ein Gußblock aus einer Beryllium-Aluminium-Legierung wird durch Flachpressen zwischen ebenen Platten oder Scheiben in seiner Dicke um etwa 25 bis 5o % vermindert. Eine Verminderung der Dicke durch Walzen ist unzweckmäßig, weil es eine verziehende oder zerreißende Wirkung auf das Gefüge ausübt, während das Flachpressen lediglich die Kristallverzweigungen durch Quetschen oder Kneten aufspaltet. Vor und während dem Flachpressen wird das Gußstück auf einer Temperatur von etwa 5¢o bis 560'C gehalten. Nach dem Flachpressen kann das Werkstück durch Walzen .bei der genannten Temperatur eine weitere Querschnittsverminderung erfahren. Die angegebenen Temperaturen liegen unter dem Schmelzpunkt des Eutektikums. Sie ändern sich nach der Art der behandelten Legierungen.
Nach dieser mechanischen Verformung des Gußblockes durch, Flachpressen und gegebenenfalls Walzen flgt die Rekristallisationsbehandlung, während der eine mechanische Bearbeitung nicht vorgenommen wird. Nach der Rekristallisationsbehandlung kann das Werkstück kalt gewalzt werden, um die Festigkeitseigenschaften zu verbessern. In gewissen Fällen kann das Werkstück im Anschluß an das Kaltwalzen warm gewalzt werden. Die Temperatur beim Warmwalzen soll nicht wesentlich über den oben für das Flachpressen angegebenen Temperaturen liegen.
Zur Rekristallisation werden die Beryllium-Aluminium-Legierungen in einem geschlossenen Druckgefäß, das mit einem inerten Gas, z. B. mit Helium, gefüllt ist, bei einem Innendruck von etwa 10, 5 kg/qcm auf 67 5 bis 735° C erhitzt. Die Dauer der Behandlung muß so bemessen sein, daß die gewünschte Kristallumlagerung stattfindet, ohne daß ein wesentliches Wachstum des Kornes eintritt. Die angegebenen Temperaturen liegen oberhalb des Schmelzpunktes des Eutektikums der Beryllium-Aluminium-Legierungen.
Durch die angegebene Wärmebehandlung wird die faserig-sehnige Struktur des Werkstückes, die eine Sprödigkeit bedingt, verändert. Die Primärkristalle sind symmetrisch gelagert und im wesentlichen gleichachsig. Durch das anschließende Kaltwalzen soll nur eine verhältnismäßig geringe Querschnittsverminderung des Werkstückes erreicht werden, damit das Erzeugnis sämtliche durch die Wärmebehandlung exzielten Eigenschaften beibehält, nämlich eine sehr hohe Zugfestigkeit und Biegsamkeit und eine geringe Sprödigkeit.
Beryllium-Aluminium-Legierungen, welche etwa aus 70% Beryllium und 3o% Aluminium bestehen und in obiger Weise behandelt worden sind, eignen sich besonders als Blechbespannungen für die Tragflächen von Flugzeugen. Die Bleche können äußerst dünn ausgearbeitet werden und besitzen außerordentliche Festigkeit und Biegsamkeit, verbunden mit geringem spezifischem Gewicht. Die Erzeugnisse sind wesentlich fester und leichter als diejenigen aus etwa a, 5 % Magnesium, 3 bis 4% Kupfer, 0,25 bis i % Mangan, Rest Aluminium bestehenden Werkstücke und besitzen außerdem einen erhöhten Widerstand gegen korrodierende Einflüsse.
Die Erfindung ist auf sämtliche Legierungen anwendbar, die ein Eutektikum enthalten, das unterhalb derjenigen Temperatur schmilzt, die zur Rekristallisation innerhalb einer praktisch zulässigen Zeitspanne erforderlich ist.

Claims

PATLNTANSPRÜCHr: i. Verfahren zur Rekristallisation von aus einem Eutektikum und anderen Gefügebestandteilen bestehenden Legierungen, besonders von Beryllium-Aluminium-Legierungen, deren Rekristallisationstemperatur über dem Schmelzpunkt des Eutektikums liegt, dadurch gekennzeichnet daß die Erhitzung der Legierungen auf Rekristallisationstemperatur in einer Atmosphäre aus inertem Gas unter solchem überdruck erfolgt, daß ein Ausseigern des Eutektikums vermieden wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beryllium-Aluminium-Legierungen die Erhitzung auf Rekristallisationstemperatur in einer Atmosphäre von Helium, das unter einem Druck von etwa io,5kg/qcm steht, erfolgt. 3. Verfahren zur Querschnittsverminderung von Gußstücken aus Legierungen, die neben einem Eutektikum noch andere Gefügebestandteile enthalten, besonders von , Beryllium-Aluminium-Legierungen, 'deren Rekrigtallisationstemperatur über dem Schmelzpunkt des Eutektikums liegt, die anschließend an die Verformung dem Verfahren nach Anspruch i -unterworfen werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverminderung des Gußstückes in der Wärme durch Flachpressen, vorzugsweise zwischen zwei ebenen Platten, bei einer Temperatur erfolgt,. die unterhalb des Schmelzpunktes des Eutektikums liegt, worauf gegebenenfalls eine weitere Querschnittsverminderung durch Walzen bei etwa der gleichen Temperatur durchgeführt wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3 in Anwendung von Beryllium-Aluminium-Legierungen, gekennzeichnet durch die Kombination der nachstehenden Verfahrensstufen in det angegebenen Reihenfolge: i. Die Dicke eines Gußt?lockes der Beryllium-Aluminium-Legierung wird durch Pressen, z. B. zwischen zwei parallelen Platten, bei einer Temperatur zwischen 540 und 56o° um 2o bis 50% vermindert, worauf gegebenenfalls eine weitere Querschnittuverminderung geringen Umfangs durch Walzen bei gleicher Temperatur erfolgt.
2. Das Preß- bzw. Walzgut wird in einer Atmosphäre aus inertem Gas, besonders aus Helium, das unter einem Druck von io,5kg/qcm steht, auf 675 bis 735° erhitzt.
3. Das wärmebehandelte Werkstück wird kalt und dann gegebenenfalls bei einer Temperatur von nicht über 540' in der Wärme gewalzt: