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 YÄ . ............... 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 YÄ . ............... 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.