DE679860C - Aluminiumlegierung - Google Patents

Description

• Aluminiumlegierung Es ist bekannt, daß die Festigkeit und die Härte von Aluminiumlegierungen stark ab-. nehmen, wenn man das Metall einer erhöhten Temperatur aussetzt. Die guten mechanischen Eigenschaften und die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüden leiden dabei.
• Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Aluminiumlegierung, die sich durch hohe Festigkeit und Härte bei bedeutender Dehnbarkeit sowie durch eine erhebliche Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung und gegen höhere Temperaturen auszeichnet. Die Zusammensetzung liegt innerhalb der folgenden Grenzen:

  Eisen .......... 1,6 bis 3,o °/a

  Magnesium ..... o,7 - 2,2 °/o

  Kupfer ........ o,5 - 2,50/,

  Silicium ....... o,8 - 3,o °/o

  Aluminium ..... Rest

  Andere Elemente Spuren (unterhalb o,= O/o).

  Soll die Legierung für Gußzwecke verwendet, also nicht geschmiedet oder gewalzt werden, so kann man ihr auch noch einen Nickelgehalt bis zu o,2 °/o geben.
• Bei der Herstellung der Legierung kann in folgender Weise verfahren werden: Zu geschmolzenem Handelsaluminium werden Aluminium-Eisen- und Aluminium-Silicium-Legierungen hinzugefügt, die von dem Zweitmetall je etwa 14 °/o enthalten. Das Kupfer wird in Form einer Legierung mit der gleichen Menge Aluminium zugesetzt, das Magnesium am Schluß in metallischer Form. Soll auch Nickel zugesetzt werden, so kann dies in Form einer Aluminiumlegierung mit 2o °/o Nickel geschehen. Beim Raffinieren der so erhaltenen Legierung kann man in beliebiger Weise verfahren.
• Die Legierung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für Schmiede- und Spritzgußzwecke; ihre Beständigkeit in der Hitze gestattet es, das Gießen, Schmieden oder Wärmebehandeln ohne Gefahr bei einer höheren Temperatur vorzunehmen als bei anderen bekannten Legierungen, in denen Aluminium mit ähnlichen Metallen legiert ist. Beispielsweise kann man die neue Legierung zum Zwecke der Härtung auf eine Temperatur von 57o° bringen, ohne ein Verbrennen oder Ausseigern befürchten zu müssen.
• Legierungen, die neben einem Mg, Si-Gehalt von 2,2 bis 3,45 % auch die übrigen Zusätze der Erfindungslegierung in weiten, die beanspruchte Zusammensetzung einschließenden Gehaltsbereichen enthalten können, sind bereits für Gleitlager vorgeschlagen worden. Des weiteren sind Legierungen von ähnlicher Zusammensetzung wie die Erfindungslegierang, aber von geringerem, bei o,7 bis 1,5 °A liegendem Eisengehalt und einem höheren, bei o,2 bis z, 5 % liegenden Nickelgehalt bekannt. Diese Legierungen zeigen aber die wertvollen Eigenschaften der Legierung gemäß der Erfindung nicht, wie aus folgenden Vergleichsversuchen hervorgeht: Aus drei bekannten Legierungen A, B, C und einer Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung, D; wurden quadratische Probestäbe vom Querschnitt 76 X 76 mm gegossen und bei Temperaturen von 5lo bis 57ö° bis zu einem Querschnitt von 32 X 32 mm aüsgeschmiedet. Analysen von Stabproben ergaben folgende Werte:

  Zahlentafel I

  A B C D

  Kupfer...........:......... 2,50 1,85 1,7z 1,69

  Magnesium ................ o,83 0,94 1,26 0,95

  Titan ...................... 0,07 o,o6 0,07 -

  Eisen ....................... 1,25 436 z,32 2,02

  Silicium ................... 0,56 0,42 o,87 1,40

  Nickel..................... 1,20 1,27 1,33 -

  Aluminium ................. Rest Rest Rest Rest

  Die Schmiedestücke wurden nun einer den Sondereigenschaften der einzelnen Legierungen angepaßten Vergütung unterworfen, wobei bei drei verschiedenen Stäben der gleichen Legierung verschiedene Vergütungsbedingungen eingehalten wurden. Darauf wurden die Stäbe auf Zugfestigkeit, Dehnung, Querschnittsverminderung und Brinellhärte untersucht. Die Ergebnisse waren folgende:

  Zahlentafel II

  Dehnung Querschnitts-

  Zugfestigkeit (Stablänge 4 Zoll) verminderung Brinellhärte

  k mm 0/0 o1^

  A a) ...... 45,4 7,0 18,0 142

  b) .:.... 43,0 10,2 24,5 130

  _ c) .... 41;ö 4,5 28,o 121

  B a) ...... 44,1 7,5 21 140

  b) ... 43,3 9,0 25 133

  c) ....... 41,4 13,8 28 127

  C a) ...... 45,7 6,6 17 146

  b) ...... 44,6 7,5 18,5 137

  c) ...... 42,5 12,5 21,0 130

  Da) ...... 46,5 10,0 22,0 148

  b) ...... 44,9 13,0 27;0 140

  c) ...... 42,8 17,0 26,ö 125

  In einer weiteren Versuchsreihe wurden aus drei Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung (z, 3 und 4 in der Zahlentafel III) und aus drei vorbekannten Legierungen (2, 5 und 6 in Zahlentäfel III) Blöcke von 82,5 mm Durchmesser gegossen, zu rechteckigen Stäben von 25 mm Durchmesser nusgeschmiedet; diese wurden 2o Minuten in ein Salzbad von 555° eingetaucht und hierbei 5 Stunden lang bei 163' künstlich gealtert. Festigkeitsprüfungen an Probestäben von 14,3 mm Durchmesser (o;56¢ Zoll) ergaben die in der Zahlentafel III angegebenen Werte.

  Zahlentafel III ;,

  Zusammensetzung Festigkeitseigenschaften

  reg. C@ M S@ Fe Ni A1 festi - Streck- Deh- Ein- Bri-

  g Iceg grenze nung schnü- nell-

  rung härte

  °@n O hl 0/0 °Iu/n I:glc mm lcgig mm

  Ni-freie Legierung

  gemäß Erfindung 1 1,7 1,0 1,4 1,65 - Rest 44,7 36,5 15,0 2r,0 140

  Am nächsten kom-

  mende bekannte

  Legierung ...... 2 1,7 1,0 1,4 1,50 0,2 - 43,7 34,6 14,5 20,5 134

  Ni-haltige Legierung 3 1,7 1,0 1,4 2,3 0,1 - 43,7 35=9 14,0 20,0 140

  gemäß Erfindung 4 - 1,7 1,0 1,4 1,7 0,15 - 45,0 36,7 136 23,3 143

  Bekannte Legierung 5 1'7 1,0 1,4 1,3 0,3 = 42,1 32,3 16,o 22,2 127

  6 1,7 1,0 1,4 1,1 0,9 40,9 30,2 15,5 23,2 121

  Neben dem vorzüglichen Ansprechen auf kurzzeitige Warmbehandlung, wie es aus den Versuchsergebnissen ersichtlich ist, hat die erfindungsgemäße Legierung gegenüber den vorbekannten den weiteren großen Vorteil, daß sie infolge des hohen Eisengehaltes aus billigem, Fe-reichem Ausgangsmaterial hergestellt werden kann. So kann z. B. Aluminiumspritzgußabfall, der stark mit Eisen angereichert, jedoch frei von unerwünschten Beimengungen ist, als Ausgangsmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung verwandt werden. Bei Anwendung als Spritzgußmaterial hat die neue Legierung gegenüber den vorbekannten den sehr großen Vorteil, daß sie infolge ihres hohen, etwa der Sättigung bei Gießtemperatur entsprechenden Eisengehaltes den Schwierigkeiten, die bei den Fe-ärmeren Legierungen durch die Anreicherung des Gießmetalls mit Eisen verursacht werden, nicht ausgesetzt ist.

Claims (2)

1. PA TEN TANSPRÜcHr r. Vergütbare Aluminiumlegierung von der Zusammensetzung Eisen .......... 1,65 bis 3,0 0/, Magnesium ..... o,7 - 2,20/0 Kupfer ........ 0,5 - 2,5 0/ 0 Silicium ....... 1,0 - 3,0% Aluminium ..... Rest Andere Elemente Spuren (unterhalb o,10/,) jedoch, soweit die Legierung für Gleitlager verwandt wird, unter Ausschluß der Zusammensetzungen mit 2,2 bis 3,45 °/o Mg, Si.
2. 2. Aluminiumlegierung nach Anspruch z, gekennzeichnet durch einen Nickelgehalt bis zu o,2 0/0.