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Verfahren. zur Veredelung von Aluminium-Knetlegierungen Es ist bekannt,
daß Aluminium-Knetlegierungen mit 7usätzen von Zink und Magnesium durch eine Vergütungsbehandlung
ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften erhalten. Die praktische Verwendung dieser
Legierungen scheitert jedoch an ihrer Empfindlichkeit gegen Spannungskorrosion,
d. h. ihrer 1NTeigung, bei gleichzeitiger mechanischer und chemischer Beanspruchung
durch intarkristallin verlaufendeRisse aufzuplatzen,.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Vergütung von Aluminium-Knetlegierungen,
insbesondere solchen mit 3 his zo°/o Zink, 0@,5 bis 6% Magnesium, gegebenenfalls
o,2 -bis a,o°/o Mangan., o,2 bis 2,o% Silicium und gegebenenfalls weiteren Zusätzen
(bis i %) anderer Metalle vorgeschlagen, bei.. dem die Spannungskorrosionsbeständigkeit
dadhzrch; veTbes,sert wird, daß die Legierungen bei -Temperaturen unterhalb q.50°;
vorzugsweise zwischen 350 und 42o°, geglüht, danach, abgekühlt und; einem
Aushärtungsvorgang unterworfen werden. Hierbei werden die Legierungen beispielsweise
von der Glühtemperatur in Wasser abgeschreckt. Versuche mit so behandelten Legierungen
zeigten aber, daß mit sinkender Abschrecktemperatur die Möglichkeit der Aushärtung
in folgender
Weise beein$ußt wird: Dünne Bleche aus einer von 465°
abgeschreckten Legierung mit 4,2% Zink, 1.8% Magnesium, 0,5% Silicium, i,o% Mangan
weisen unmittelbar nach dem Abschrecken eine Härte von etwa 53 kg/mm2 auf. Durch
2@/2tägiges Lagern bei i40"° erreichen sie eine Härte von etwa i0"5 kg/mm2. Setzt
man die Abschrecktemperatur auf 4251 herab, so tritt durch unmittelbar anschließende
Lagerung bei 140' keine wesentliche Härtesteigerung mehr ein, während der Aushärtungsverlauf
bei tieferen Lagerungstemperaturen nicht wesentlich beeinflußt wird. So erfolgt
der Härteanstieg durch Lagern bei ioof nach der 425°-Abschreckung in der gleichen
Weise wie nach der 465'°-Abschrekkung. Die maximale Härte wird nach etwa 2 Wochen
erreicht. Setzt man die Abschrecktemperatur weiterhin herab, z. B. auf 36o°, so
tritt auch bei anschließender Lagerung bei 100° keine Härtesteigerung mehr ein,
während Lagern bei Temperaturen unter ioo°, z. B. bei Raumtemperatur oder 5o9 oder
75' zu derselben Härtesteigerung führt, wie nach einer Abschreckung von einer
Temperatur höher als 360"f usw. Allerdings werden bei diesen niederen Lagerungstemperaturen
die erforderlichen Lagerungszeiten ' wesentlich länger, da die Geschwindigkeit der
Härtesteigerung mit abnehmender Temperatur wesentlich abnimmt. Will man nun zur
Vermeidung von Spannungskorrosionsrissen die Abschreckung von möglichst tiefen Temperaturen
vornehmen, so muß man also auf die Möglichkeit einerkurzfristigenAushärtungbei höheren
Temperaturen verzichten und dieses unter erheblicher Steigerung der Lagerungsdauer
bei niederen Temperaturen vornehmen. Dieses Verfahren ist natürlich unwirtschaftlich;
auch ist eine derartige, sich über Tage oder Wochen ausdehnende Lagerung von Halbzeugen
oder fertigen Teilen praktisch oft nicht tragbar.
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Das beschriebene Verhalten der besprochenen Legierungen ist bei anderen
bekannten ausliärtbaren Aluminiumlegierungen bisher nicht beobachtet worden. Bei
diesen ist die Aushärtung unabhängig von der Abschrecktemperatur, falls diese im
Homogenitätsbereich liegt. Versuche haben nun ergeben, daß auch bei den Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen
insbesondere den Legierungen mit 3 bis iollo Zink, 0,5 bis 6% Magnesium, gegebenenfalls
0".2 bis 2,0"% Mangan, 0".2 bis 2,0"% Silicium und gegebenenfalls weiteren Zusätzen
(bis i 0/0) anderer Metalle trotz Herabsetzung der Abschrecktemperatur ihre Fähigkeit
zum Aushärten bei höheren Lagerungstemperaturen erhalten bleibt. Es ist nur nötig,
die die Aushärtung. bewirkenden atomaren und molekularen Vorgänge auszulösen. Als
-Mittel hierzu hat sich nun 'über raschenderweise ein kurzes Vorlagern be einer
tieferen Temperatur erwiesen, bei wel. eher noch selbständig Aushärtung eintritt,
Der bei dieser niederen Temperatur eingeleiteter Aushärtungsvorgang kann dann bei
höherer Temperatur fortgesetzt werden. Ein Beispiel soll dies klarmachen: Schreckt
man die obenerwähnte Legierung von einer Temperatur oberhalb von 4651 ab, so erhält
man durch 21/2tägiges Lagern bei i4o,f eine Härtesteigerung von 53 kg/mm2 auf etwa
105 kg/mm2. Nach Abschreckung von 380° war in der gleichen Zeit keine wesentliche
Härteänderung eingetreten. Lagert man die Probe nach der Abschreckung von 38d° dagegen
zunächst kurze Zeit, beispielsweise wenige Stunden, z. B. bei Raumtemperatur, so
daß eine geringe Härtesteigerung eintritt, so steigt diese, wenn man die Probe danach
auf 1401 erwärmt, «-eiter erheblich an. ',%lan kann also die Aushärtung im wesentlichen
bei 14d° durchführen und die dieser Temperatur entsprechenden Aushärtungswerte in
der dieser Temperatur entsprechenden kürzeren Zeit erreichen, eine Möglichkeit,
auf die man ohne die kurze" Vorlagerung bei niederer Temperatur verzichten muß.
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Es war bereits bekannt, bei AI-Zn-Mg-Legierungen zwischen dem Abschrecken
nach der Homogenisierungsglühung und vor der Lagerung bei hoherTemperatur eineZwischenlagerung
bei Raumtemperatur, gegebenenfalls bis zum völligen Auslagern bei Raumtemperatur
einzuschalten. Hierbei handelt es sich aber um Legierungen, die aus dem üblichen
Homogenisierungsglühgebiet, also bei etwa 5o0°, abgeschreckt wurden und bei denen
eine Lagerung bei höherer Temperatur auch sofort nach dem Abschrecken zur Aushärtung
führt, wie es neben den Verfahrensausführungen mit Raumtemperaturzwischenlagerung
dort angewendet werden kann. Bei diesem bekannten Verfahren hat die Raumtemperaturzwischenlagerung
nicht die Aufgabe, die Ausliärtungbei einer bestimmten Warmlagerungsteinperatur
erst zu ermöglichen, sondern nur die Aufgabe, Legierungen von verschiedenen Festigkeiten
und Dehnungen erhalten zu können. Die Erfindung besteht diesem bekannten Verfahren
gegenüber darin, Legierungen, die wegen der erniedrigt gewählten Abschrecktemperatur
bei höheren Temperaturen nicht aushärten, durch eine Raumtemperaturlagerung so vorzubereiten,
daß sie bei diesen Warmlagerungstemperaturen aushärten. Es wurde festgestellt, daß
durch die erniedrigte Abschrecktemperatur .die Aushärtung für bestimmte Warmlagerungstemperaturen
nicht überhaupt verlorengegangen ist, sondern durch Zwischenlagerung bei niedrigeren
Temperaturen,
insbesondere Raumtemperatur ausgelöst werden kann.
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Es war auch bekannt, die zu veredelnden Legierungen mehrfach abwechselnd
und in geeigneter Reihenfolge auf Zimmertemperatur und auf höhere Temperatur zu
bringen, wobei die sonstigen Temperaturbedingungen im wesentlichen mit dem vorstehend
beschriebenen bekannten Verfahren übereinstimmen. Dieses Verfahren soll anwendbar
sein auf vergütbai@e Aluminiumlegierungen, die sich bei Zimmertemperatur nur wenig
selbständig veredeln. Die Zwischenlagerung bei niedrigen Temperaturen erfolgt also
in einem Temperaturgebiet, bei dem gerade nicht, wie gemäß Erfindung, selbständig
Aushärtung eingeleitet wird. Die Verhältnisse liegen also bei der Erfindung gerade
umgekehrt wie bei den bekannten Verfahren.