DE867166C - Process for the production of corrosion-resistant aluminum alloys of high strength - Google Patents

Process for the production of corrosion-resistant aluminum alloys of high strength

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DE867166C
DE867166C DEI751A DEI0000751A DE867166C DE 867166 C DE867166 C DE 867166C DE I751 A DEI751 A DE I751A DE I0000751 A DEI0000751 A DE I0000751A DE 867166 C DE867166 C DE 867166C
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DE
Germany
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alloys
alloy
corrosion
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high strength
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Expired
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DEI751A
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German (de)
Inventor
Richard Chadwick
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen Aluminiumlegierungen hoher Festigkeit Die Erfindung bezieht sich auf Aluminiumlegierungen, welche Kupfer und Magnesium als wesentliche Legierungsbestandteile enthalten, und insbesondere auf solche Legierungen, bei denen optimale mechanische Eigenschaften dadurch entwickelt werden können, daß die Legierungen einer zweistufigen Wärmebehandlung unterworfen werden.Process for the production of corrosion-resistant aluminum alloys high strength The invention relates to aluminum alloys containing copper and contain magnesium as essential alloy components, and in particular on those alloys in which optimal mechanical properties are developed can be that the alloys are subjected to a two-stage heat treatment will.

Bei den Legierungen der angegebenen Art wird gewöhnlich auch Zink oder Silizium als wesentlicher Bestandteil zugefügt, und die Verbesserung der Festigkeitseigenschaften, welche durch die erwähnte Wärmebehandlung erhalten wird, wird weiterhin dadurch erreicht, daß Verbindungen zwischen Zink oder Silizium und dem Magnesium gebildet und ausgefällt werden. Die durch die Zugabe von Zink oder Silizium erreichte, die Legierungen verbessernde Wirkung geht iedoch Hand in Hand mit unerwünschten Wirkungen insofern, als diese Elemente die an sich schon beträchtliche Neigung dieser Legierungen zu interkristalliner Korrosion noch vergrößern und auch die Geschmeidigkeit der Legierungen um einen bemerkenswerten Betrag verringern. Diese Nachteile wurden bisher in Kauf genommen, weil es nicht möglich gewesen ist, Legierungen mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften herzustellen, die diese Nachteile nicht besitzen.In the case of the alloys of the type indicated, zinc is usually also used or silicon added as an essential component, and the improvement of strength properties, which is obtained by the aforementioned heat treatment is furthermore thereby achieves that compounds are formed between zinc or silicon and the magnesium and be precipitated. The achieved by the addition of zinc or silicon that However, the effect of improving alloys goes hand in hand with undesirable effects insofar as these elements cause the already considerable tendency of these alloys to increase intergranular corrosion and also the suppleness of the Decrease alloys by a remarkable amount. These drawbacks have been hitherto accepted because it was not possible to produce alloys with comparable ones to produce mechanical properties that do not have these disadvantages.

Durch die vorliegende Erfindung werden nunmehr verbesserte Legierungen der angegebenen Art vorgeschlagen, bei denen die erwähnten Nachteile verringert werden. Die, Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten korrosionsbeständigen Legierungen auf Alun-liniumbasis vor, das darin besteht, daß eine Legierung aus 0,5 bis 504 Kupfer, 1,-75 bis 404 Magnesium, o,?, bis 1,504 Chrom, Rest Aluminium, einer Lösungsglühung bei einer Temperatur zwischen der Soliduslinie und der Grenze der -festen Löslichkeit unterworfen wird, worauf sie auf Raumtemperatur abgekühlt wird, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die ausreichend schnell ist, um eine Übersättigung zu erreichen, worauf sie auf eine Temperatur zwischen 150 und 2oo' genügende Zeit lang erwärmt wird, um eine Ausfällungshärtung herbeizuführen. Diese Legierung kann auch o,2 bis 1,5 % Mangan und/oder bis 0,5 0/0 Titan enthalten. Eisen und Silizium. kann in Verunreinigungsverhältnissen zugegen sein, und zwar bis zu 0, 5 % jedes dieser Elemente. Zink, Nickel und Blei sind in den Legierungen gemäß der Erfindung nicht zugegen.The present invention now proposes improved alloys of the type indicated, in which the disadvantages mentioned are reduced. The invention proposes a method for the production of high-strength, corrosion-resistant alloys based on aluminum, which consists in that an alloy of 0.5 to 504 copper, 1.75 to 404 magnesium, o,?, To 1.504 chromium, remainder Aluminum, is subjected to a solution heat treatment at a temperature between the solidus line and the limit of solid solubility, after which it is cooled to room temperature at a rate sufficiently rapid to reach supersaturation, whereupon it is cooled to a temperature between 150 and 200 'is heated for a sufficient time to induce precipitation hardening. This alloy can also contain 0.2 to 1.5 % manganese and / or up to 0.5% titanium. Iron and silicon. may be present in impurity ratios, up to 0, 5% E ach of these elements. Zinc, nickel and lead are not present in the alloys according to the invention.

Es ist allgemein bekannt, geringe Mengen verschiedener Elemente Legierungen der allgemein beschriebenen Art zu bekannten Zwecken hinzuzufügen. So ist es beispielsweise üblich, geringe Mengen Mangan zum Zwecke der Kornverfeinerung zuzugeben; vorzugsweise enthalten auch die gemäß der Erfindung hergestellten Legierungen geringe Mengen Mangan innerhalb der oben angegebenen Grenzen. Darüber hinaus kann auch noch die Zugabe von Titan in der oben angegebenen Menge erfolgen.It is common knowledge to use small amounts of various elements in alloys of the kind generally described for known purposes. This is how it is, for example It is common to add small amounts of manganese for the purpose of grain refinement; preferably the alloys produced according to the invention also contain small amounts Manganese within the limits given above. In addition, the Addition of titanium in the amount specified above.

Die verbesserten Eigenschaften, welche durch die Legierungen gemäß der Erfindung erzielt werden, ergeben sich aus der folgenden Tabelle, welche eine typische Legierung der angegebenen Art in Vergleich setzt mit einer Legierung, bei der die Grundlegierung einen Zusatz an Zink enthält und mit der gleichen Grundlegierung, welche durch Zugabe von Chrom gemäß der Erfindung abgeändert wurde. Die Legierungen, welche in der Tabelle aufgeführt sind, wurden einer Lösungsglühung und einer künstlichen Alterung bei den Temperaturen und so lange unterworfen, um in jedem Fall die optimale Festigkeit hervorzurufen. In dem Fall der gemäß der Erfindung hergestellten Legierung bestand die Wärmebehandlung in einer einstündigen Lösungsglühung bei 5oo', Abschrecken auf Raumtemperatur und Anlassen bei 175' ?,o Stunden lang. Der beschleunigte Korrosionsversuch, auf den in der Tabelle Bezug genommen wird, bestand darin, daß Probestücke der Legierungen igo Stunden lang in eine wäßrige Lösung eingetaucht wurden, welche 3 0/0 Natriumclilorid und 0,3 04 Wasserstoffperoxyd enthielt. Grundlegierung Zusammensetzung: Kupfer ........... 3 0/ Grundlegierung Grundlegierung Magnesium ........ 2 0 0 0/0 Zink + o,50/, Chrom Mangan .......... 0,5% 99,5 O/Oiges Aluminium Rest Streckgrenze (o', 11/,) kg/MM2 .... 32,1 43,3 35,4 Zugfestigkeit kg/MM2 ........... 43,09 52,6 52X7 Dehnung Ü/o 4 . ............... 15 il 14,5 0/, Verringerung der Zugfestigkeit nach beschleunigtem Korrosions- versuch ..................... . 8,7 15,8 12,5 Aus den in der Tabelle enthaltenen Werten ergibt sich, daß die Legierungen, welche Zink und Chrom enthalten, vergleichbare vergrößerte maximale Festigkeitswerte aufweisen gegenüber der Grundlegierung und daß die Geschmeidigkeit der zinkhaltigen Legierung, wie sie durch die angegebenen Dehnungswerte zum Ausdruck kommt, unterlegen ist derjenigen der Grundlegierung, während die Geschmeidigkeit der gemäß der Erfindung hergestellten Legierung nicht wesentlich schlechter ist. Darüber hinaus ist die Verringerung der Festigkeit der chromhaltigen Legierung gemäß der Erfindung, nachdem sie dem beschleunigten Korrosionsversuch unterworfen worden ist, wesentlich geringer als die Verringerung der Festigkeit der zinkhaltigen Legierung nach ähnlicher Behandlung.The improved properties which are achieved by the alloys according to the invention result from the following table, which compares a typical alloy of the specified type with an alloy in which the base alloy contains an addition of zinc and with the same base alloy, which was modified by adding chromium according to the invention. The alloys listed in the table were subjected to solution heat treatment and artificial aging at the temperatures and for so long as to produce the optimum strength in each case. In the case of the alloy made according to the invention, the heat treatment consisted of a one hour solution heat treatment at 500 ', quenching to room temperature and tempering at 175''for hours. The accelerated corrosion test referred to in the table consisted of immersing test pieces of the alloys for igo hours in an aqueous solution containing 30% sodium chloride and 0.3% hydrogen peroxide. Base alloy Composition: Copper ........... 3 0 / base alloy base alloy Magnesium ........ 2 0 0 0/0 zinc + o, 50 /, chromium Manganese .......... 0.5% 99.5 % aluminum remainder Yield strength (o ', 11 /,) kg / MM2 .... 32.1 43.3 35.4 Tensile strength kg / MM2 ........... 43.09 52.6 52X7 Elongation O / o 4 . ............... 15 il 14.5 0 /, reduction in tensile strength after accelerated corrosion try ...................... 8.7 15.8 12.5 The values contained in the table show that the alloys which contain zinc and chromium have comparable increased maximum strength values compared to the base alloy and that the suppleness of the zinc-containing alloy, as expressed by the elongation values given, is inferior to that of Base alloy, while the ductility of the alloy produced according to the invention is not significantly worse. In addition, the reduction in strength of the chromium-containing alloy according to the invention after it has been subjected to the accelerated corrosion test is substantially less than the reduction in strength of the zinc-containing alloy after similar treatment.

Es ergibt sich also, daß es nun durch den Vorschlag der Erfindung möglich ist, hochfeste Legierungen der angegebenen Art herzustellen, welche verbesserte mechanische Eigenschaften besitzen, die eine Fabrikationsvereinfachung dadurch darstellen, daß -sie sich pressen und tiefziehen lassen, wobei diese Legierungen auch noch eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweisen.The result is that it is now possible through the proposal of the invention to produce high-strength alloys of the type specified, which have improved mechanical properties that represent a manufacturing simplification in that - they can be pressed and deep-drawn, these alloys also having one have improved corrosion resistance.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen Aluminiumlegierungen hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung aus 0, 5 bis 5 0/0 Kupfer, 1, 75 bis 4 % Magnesium o,2 bis 1,5 "/, Chrom, Rest Aluminium einer Lösungsglühung bei einer Temperatur zwischen der Soliduslinie und der Grenze der festen Löslichkeit -unterworfen wird, worauf auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die genügend schnell ist, um eine Übersättigung zu bewirken, worauf die Legierung erneut auf eine Temperatur zwischen i5o und 9,oo' eine genügende Zeit lang erwärmt wird, um eine Ausfällungshärtung herbeizuführen. PATENT CLAIMS: i. A process for the production of corrosion resistant aluminum alloys of high strength, characterized in that an alloy of 0, 5 to 5 0/0 copper, 1 75 to 4% magnesium o, 2 to 1.5 "/, chromium, balance aluminum of a solution heat treatment at to a temperature between the solidus line and the limit of solid solubility, followed by cooling to room temperature at a rate sufficiently rapid to cause supersaturation, whereupon the alloy is again brought to a temperature between 150 and 9,000 heating for sufficient time to cause precipitation hardening. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß-Legierungen verwendet werden, die außerdem noch o,2 bis 1,5 0/0 Mangan und/oder bis o,5 "/, Titan enthalten. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung verwendet wird, die aus 3 0/, Kupfer, 2 0/0 Magnesium, 0,5 OM Chrom, o,5 % Mangan, den üblichen Verunreinigungsanteflen an Eisen und Silizium, Rest Aluminium besteht. 2. The method according to claim i, characterized in that alloys are used which also contain 0.2 to 1.5% manganese and / or up to 0.5 "/, titanium. 3. The method according to claim 2, characterized in that an alloy is used which consists of 3 0/0 , copper, 2 0/0 magnesium, 0.5 OM chromium, 0.5% manganese, the usual impurities of iron and silicon, the remainder aluminum. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 186 884. Attached publications: Swiss patent specification No. 186 884.
DEI751A 1943-11-08 1950-04-16 Process for the production of corrosion-resistant aluminum alloys of high strength Expired DE867166C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731185A1 (en) * 1995-03-10 1996-09-11 Pechiney Rhenalu Alumium-copper-magnesium alloy sheets with low residual stresses

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CH186884A (en) * 1935-04-02 1936-10-15 Aluminium Ind Ag Aluminum alloy with high mechanical strength.

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