Verfahren zur Herstellung korrosionsbeständiger und anlaßunempfindlicher
Aluminium-Magnesium-Knetlegierungen Bei den Aluminium-Magnesium-Knetlegierungen
mit etwa 5 bis 12 % Magnesium wurde lange Zeit der hormogene, durch Abschrecken
aus dem Gebiet der festen Lösung erhaltene Zustand als der korrosionssicherste angesehen.
Andererseits wurde auch bereits versucht, eine bestimmte Heterogenisierung vorzunehmen,
um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Sowohl der homogene als auch der auf
die bekannte Weise erhaltene heterogene Zustand sind nicht stabil, d. h. das Aluminium
enthält mehr Magnesium in fester Lösung, als nach dem Zustandsschaubild dem Gleichgewicht
entspricht. Bei längerem Anlassen scheidet sich daher das überschüssige Magnesium
in Form von m@agnesi;umreicheren Betakristallen aus, die etwa der Zusammensetzung
der Verbindung A13 M92 entsprechen und merklich unedler sind als die Alp.hamischkristalle.Process for the production of corrosion-resistant and less sensitive to tempering
Aluminum-magnesium wrought alloys Among the aluminum-magnesium wrought alloys
with about 5 to 12% magnesium has long been the hormogenic, by quenching
condition obtained from the solid solution field is considered to be the most corrosion-resistant.
On the other hand, attempts have already been made to carry out a certain heterogenization,
to improve corrosion resistance. Both the homogeneous and the on
the known way obtained heterogeneous state are not stable, i.e. H. the aluminum
contains more magnesium in solid solution than according to the equilibrium diagram
is equivalent to. Therefore, if left on for a long time, the excess magnesium separates
in the form of m @ agnesi; encompassing beta crystals, roughly the composition
correspond to compound A13 M92 and are noticeably less noble than the Alp.hamisch crystal.
Bei niedrigeren Anlaßtemperaturen, z. B. 1oo°, bilden sich diese Ausscheidungen
in feiner Form an den Korngrenzen entlang aus. Der Werkstoff neigt dann zu der unerwünschten
interkristallinen Korrosion. Bei höheren Anlaßtemperaturen, etwa 250 bis
3oo°, ballen sich die Ausscheidungen zu etwas gröberen, unzusammenhängenden Teilchen
zusammen und sind dann nicht mehr gefährlich. Ein Verfahren,
um
solche gröberen Ausscheidungen zu erhalten, besteht z. B. darin, das Material bei
einer Temperatur, die etwa bis zu 30° unter der Löslichkeitslinie liegt, längere
Zeit zu halten und dann abzuschrecken. Man erhält dann ein Gefüge, das Betakristalle
in dem Ausmaß enthält, als bei diesen Temperaturen überschüssiges Magnesium vorliegt.
Bei einer Legierung mit 80/0 Magnesium wird aus der homogenen Legierung, also beispielsweise
A13 Mg., so lange ausgeschieden, bis die Legierung noch etwa 6,5°/o Magnesium
im Aluminium in fester Lösung enthält, die bei der anschließenden Abkühlung in Lösung
verbleiben, da bei der Schnelligkeit einer Luftabkühlung nicht genügend Zeit für
deren Ausscheidung vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, daß auch ein derartiges Gefüge
noch nicht völlig anlaßbeiständig ist. Nach. mehrtägigem Anlassen. bei ioo° zeigten
sich vielmehr auch jetzt noch an den Korngrenzen entlang korrcsiönsgefährlicheBetaausacheddungen.
Besonders korrosionsunbeständig sind die Ausscheidungen dann, wenn sie in zusammenhängender
Form an den Korngrenzen entlang gewissermaßen fadenförmig auftreten, was bei bestimmten
Temperaturen erfolgt.At lower tempering temperatures, e.g. B. 100 °, these precipitates form in fine form along the grain boundaries. The material then tends to develop undesirable intergranular corrosion. At higher tempering temperatures, around 250 to 300 °, the precipitates agglomerate into somewhat coarser, incoherent particles and are then no longer dangerous. One method of obtaining such coarser precipitates is e.g. B. in keeping the material at a temperature that is up to 30 ° below the solubility line for a longer time and then quenching. A structure is then obtained which contains beta crystals to the extent that excess magnesium is present at these temperatures. In the case of an alloy with 80/0 magnesium, the homogeneous alloy, for example A13 Mg., Is precipitated until the alloy still contains about 6.5% magnesium in the aluminum in solid solution, which in the subsequent cooling in solution remain because, given the rapidity of air cooling, there is not enough time for their elimination. It has been shown that a structure of this type is not yet completely open to the event. To. starting for several days. Rather, at 100 °, corrosive, dangerous sedimentation was found along the grain boundaries. The precipitates are particularly not resistant to corrosion when they appear in a coherent form along the grain boundaries, as it were, in the form of a thread, which occurs at certain temperatures.
Es ist dann Zweiter ein Verfahren bekannt, zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
durch eine Wärmebehandlung ein Gefüge herzustellen, bei dem der heterogene Bestandteil
in feiner Verteilung vorliegt. Dieses Verfahren soll demjenigen entsprechen, das
auf Grund des Zustandsdiagramms der betreffenden Legierung zur Erzielung einer Ausscheidungshärtung
Anwendung finden müßte. Bei einer Ausscheidungshärtung liegt nun eine außerordentlich
feine, selbst -im Mikroskop kaum sichtbare Dispergierung der ausgeschiedenen Teile
vor. Dieses Gefüge soll also erhalten werden durch eine Anlaßbehandlung bei Temperaturen
unterhalb des Temperaturgebiets, in dem die Veränderlichkeit der Löslichkeit des
Magnesiums in festem Zustand nennenswerte Beträge annimmt, durch welche Anlaßbehandlung
eine Wiederausscheidung von in homogene feste Lösung übergeführten Anteilen des
Magnesiums in feinverteilter Form herbeigeführt wird. Der Anlaßbehandlung soll eine
Homogenisierungsglühung, gegebenenfalls mit Abschreckung, vorausgehen.Second, a method is known for improving the corrosion resistance
to produce a structure by heat treatment in which the heterogeneous constituent
is present in fine distribution. This procedure should correspond to that which
on the basis of the state diagram of the alloy in question to achieve precipitation hardening
Should apply. In the case of precipitation hardening, there is now an extraordinary one
fine, even in the microscope hardly visible dispersion of the precipitated parts
before. This structure should therefore be obtained by tempering at temperatures
below the temperature range in which the variability of the solubility of the
Magnesium in the solid state assumes appreciable amounts by what tempering treatment
a re-excretion of portions of the converted into homogeneous solid solution
Magnesium is brought about in finely divided form. The tempering treatment should be a
Homogenization annealing, if necessary with quenching, precede.
Wenn dabei in Parallele zu der künstlichen Alterung, d. h. der Wiedererhitzung
auf Temperaturen unterhalb 2ooa nachdem Homogenisierungsglühen und Abschrecken,
auch eine künstlich stark verzögerte Abkühlung vorgeschlagen wird, so kann es sich
hier doch gleichfalls nur um eine so weitgehend verzögerte Abkühlung handeln, daß
der gleiche Effekt erzielt wird. Würde man dagegen die Verzögerung bei der Abkühlung
so weit treiben, daß alles dem Phasengleichgewicht entsprechende Magnesium als Betakristall
wieder ausgeschieden wird, so käme man nicht zu der beabsichtigten Ausscheidung
in feinverteilter Form, sondern zwangsläufig zu einer ziemlich starken Vergröberung
des wiederausgeschiedenen Materials. Ein solches Handeln wäre also nach jenem bekannten
Vorschlag nicht erwünscht.If in parallel to the artificial aging, i. H. of reheating
to temperatures below 2ooa after homogenization annealing and quenching,
an artificially strongly delayed cooling is also suggested, so it can be
here likewise only a question of cooling that is so largely delayed that
the same effect is achieved. On the other hand, one would consider the delay in cooling
so far that all the magnesium corresponding to the phase equilibrium is a beta crystal
is eliminated again, the intended elimination would not be achieved
in finely divided form, but inevitably to a rather strong coarsening
of the re-discharged material. Such action would therefore be based on what is known
Suggestion not welcome.
Es wurde nun gefunden, daß entgegen der seitherigen jenem Verfahren
zugrunde liegenden Auffassung, die eine Ausscheidung in feinverteilter Form verlangt,
gerade in einem solchen vergröberten Gefüge eine viel größere Sicherheit der Korrosionsbeständigkeit
und Unempfindlichkeit gegen Anlassen erzielbar ist. Ein solches Gefüge, bei dem
alles überschüssige Magnesium in Form von nicht zusammenhängenden gröberen Betakristallen
ausgeschieden ist, läßt sich z. B. dadurch erreichen, d@aß man den Werkstoff aus
dem Gebiet der festen Lösung Stufenweise langsam abkühlt bis auf Raumtemperatur.
Hierbei können die einzelnen Stufen etwa 50° betragen, während die Abkühlungsgeschwindigkeit
von Stufe zu Stufe möglichst gering gehalten wird. Die Aufenthaltsdauer auf einer
Stufe nimmt zweckmäßiger-,veise mit sinkendem Wärmegrad zu. Je langsamer die Abkühlungsgeschwindigkeit
zwischen oder auf den einzelnen Stufen ist, um so günstiger ist die Ausbildung der
Betakristalle. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auch die Ausscheidungen bei den
niedrigeren Anlaßstufen auf diese Weise in unzusammenhängender Form erfolgen. Anscheinend
wirken die bereits bei höheren Temperaturen gebildeten gröberen Ausscheidungen gewissermaßen
anziehend auf die bei niedrigeren Temperaturen noch erfolgenden feineren Ausscheidungen,
so daß insgesamt alles bei den betreffenden Konzentrationen überschüssige Magnesiumaluminid
in verhältnismäßig grober Form ausgeschieden ist. Behandelt man nach diesem Verfahren
z. B. eine Legierung mit 8 % Magnesium, so werden aus ihr; da bei Raumtemperatur
nur etwa 3 "/0 Magnesium in Aluminium lösbar sind, die bei dieser Konzentration
überschüssigen 5010
Magnesium vollkommen in Form unzusammenhängender gröberer
Betakristalle aus der festen Lösung in Aluminium, in der sie sich bei der höheren
Temperatur befanden, ausgeschieden.It has now been found that, contrary to the previous view on which that process is based, which requires precipitation in finely divided form, a much greater degree of certainty of corrosion resistance and insensitivity to tempering can be achieved precisely in such a coarsened structure. Such a structure, in which all excess magnesium is precipitated in the form of non-contiguous, coarser beta crystals, can be z. B. can be achieved by ate the material from the area of the solid solution slowly and gradually cools down to room temperature. The individual stages can be around 50 °, while the cooling rate from stage to stage is kept as low as possible. The length of stay on a level expediently increases as the temperature drops. The slower the cooling rate between or on the individual stages, the more favorable is the formation of the beta crystals. It has been shown that the precipitations at the lower tempering stages also take place in this way in an incoherent form. Apparently the coarser precipitates already formed at higher temperatures have a certain attractive effect on the finer precipitates still taking place at lower temperatures, so that all in all all excess magnesium aluminide at the relevant concentrations is precipitated in a relatively coarse form. If you treat according to this method, for. B. an alloy with 8% magnesium, so from it; Since only about 3 "/ 0 magnesium is soluble in aluminum at room temperature, the excess 5010 magnesium at this concentration is completely separated in the form of incoherent, coarser beta crystals from the solid solution in aluminum in which they were at the higher temperature.