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Vergütbare korrosionsbeständige Aluminium-Zink-Magnesium-Knetlegierungen
Aluminiumlegierungen, welche als Hauptlegieru@ngsbestand.teile Zink und Magnesium
enthalten, können bekanntlich durch Homogenisieren, Abschrecken und Auslagern bei
Temperaturen bis zu i 5o' vergütet werden und: hohe Fe@stigkeiten erlangen. Da aber
diese Knetlegierungen im. vergüteten; Zustand mit wachsendem Gehalt an den verfestigen-,den
Bestlandteilen Zink und Magnesium gegen Spannungskorrosion empfindlicher werden,
so konnten bisher die wertvollen mechanischen Eigenschaften, welche diesen Legierungen
innewohnen, nur in beschränktem Maße ausgenutzt werden. So ist es bis jetzt nur
gelungen, brauchbare Werkstoffe mit Festigkeiten bis zu etwa 44 kg/mm2 herzustellen.
Diese Festigkeiten werden mit Legierurngen erreicht, deren, Zink- und Magnesiumgehalt
zusammen; 6 bis 7,5 % beträgt. Zur Verminderung einer Spannungskorrosionsempfindlichkeit
dürfen diese bei der Vergütung meist nicht wie sonst üblich von der Hom@ogeni,sierungstemperatur
mit Wasser abgescbrreckt werden, sondern; müssen mit einer ganz bestimmten geringerem.
Geschwindigkeit gekühlt werden, was eine beträchtliche Erschwerung der Fertigung
bedeutet und meist mit einer Verminderung der Verarbeitbarkeit verbunden ist.
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Um diese nachteilige Kühlweise zu, vermeiden und, um Werkstoffe mit
höherer Festigkeit und geringerer Spannungskorrosionsempfindlichkeit zu
erhalten,
sind den Legierungen Zusätze, wie Mangan, Chrom, Titan, Kalzium, Silizium, beigegeben
worden.
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Gegenstand der Erfindung sind Aluminium-Zink-Magnesium-Knetlegierungen
rrvit verschiedenere Gehalben von Zink und Magnesium, welche außerdem noch weitere
übliche Zusätze, wie Mangan und Silizium, enthalten können, deren Beständigkeit
gegen die Spannungskorrosion erfindungsgemäß durch einen Zusatz von: Bor erhöht
ist. Das Bor wirkt sich schon in sehr geringen, unter 1/1.% liegenden Mengen günstig
aus. Je nach der durch die Höhe des Gehalbes an Zink und Magnesium bedingten Empfindlichkeit
gegen Spannungskorrosion wird man mehr. oder weniger Bor von o,oi bis zu einigen
Prozenten zusetzen. Für die meisten Legierungen kommt ein Zusatz von 0,o5 bis 2
% Bor in Frage.
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Das Bor wird zweckmäßig in Form einer Aluminium-Bor-Vorlegierung mit
höherem Borgehalt der Schmelze beigegeben, doch kann es auch auf irgendeinem anderen
Weg zulegiert werden.
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An sich sind schon bekanntgeworden, denen Bor zugesetzt wird, jedoch
ist noch nicht die Rolle, die das Bar in diesen Legierungen im Zusammenwirken mit
Zink spielt, erkannt worden, daher ist auch die Angabe der prozentualen Anteile
dieser beiden Komponente lückenhaft und reicht nicht aus, um eine eindeutige Regel
zur Lösung der gestellten Aufgabe dem Fachmann zu vermitteln.
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Die Wirksamkeit des Bors ist aus folgender Gegenüberstellung ersichtlich.
Ein durch Abschrecken in Wasser und Anlassenn vergütetes, i mm starkes Blech mit
etwa 5o kg/mrn2 Festigkeit aus einer Legierung mit 5,60/a Zink, 2,30-% Magnesium,
0,85 % Mangan, je o, i bis o,2 % Eisen und Silizium, Rest Aluminium, ist bei edier
Schllaufenproibe im Wechseltauchgerät nach 48 Tauchungen gerissen, während ein gleich
hergestelltes Blech mit der gleichen Festigkeit und etwa der gleichen Zusammensetzung
von 5,8% Zink, 2,34% Magnesium, 0,77 % Mangan, je o, i bis 0,2 % Silizium und- Eisen,
Rest Aluminium, aber mit einem Zusatz von 0,2'/@ Bor ohne zu reißen über 50o Tauchungen
ausgehalten hat.
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Eine Herabsetzung der Verarbeitbarkeib durch den Bonzusatz findet
nicht statt. Als Maß für die Verarbeitbarkeit sei die Tiefziehfähigkeit nach E r
i c h s e n beider Bleche verglichen. Sie beträgt bei beiden Legierungen unmittelbar
nach dem: Abschrecken; von der Homogenisierungsteauperatur 7,2 mm, nach i Stunde
Auslagerung bei Zi.mmertemperatur 6,5 mm und nach 24 Stunden noch 6,o mm. Es sei
noch hinzugefügt, daß auch die Waszbarkeit in keiner Weise durch Bor herabgesetzt
wird und daß sich beispielsweise die angegebene Legierung mit o,20/@ Bor unmittelbar
vom Gußb;arren aus walzen läßt. Als besonders günstig hat sich eire Zusatz von Bor
zu Legierungen erwiesen mit einem Ges:amtgehalb von Zink und Magnesium von 6 bis.
i2 %, wobei die für eine Verarbeitung, wie Walzen, günstigsten Verhältnisse von
Zink und Magnesium sich zwischen: i : i und 5 : i bewegen Das Bor behält seine günstige
Wirkung, auch wenn die Legierung weitere Elemente, wie Kupfer, Kobalt, Nickel, Eisen,
Chrom, Titan oder Kalzium, enthält.
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Durch Zusätze von Kupfer kann die Festigkeit noch erhöht werden. Beispielsweise
haben vergütete Bleche einer Legierung der Zusammensetzung 5,7% Zink, 2, i % Magnesium,
0,4% Mangan, je 0,I bis o,2 % Eisfern und Silizium, 0,5 % Kupfer, und 0,3% Bor folgende
Festigkeiten erreicht:
| Streckgrenze Festigkeit Dehnung |
| kg/mm kg/mm 1o |
| 45 54,2 I 16 |
Die erfindungsgemäßen Legierungen zeichnen. sich durch eine geringe Empfindlichkeit
gegenüber der Abkühlungsbehandlung bei ,der Vergütung aus. Auf sie kann die bequeme:
Wasserabschreckung angewandt werden. Es ist ferner möglich, sie langsamer zu kühlen,
ohne daß große Unterschiede weder im Spannungskorrosionsverhalten noch in den mechanischen
Eigenschaften auftreten. Die in Frage kommervden Legierungen besitzen weiterhin
vorzügliche Gießeigenschaften. Ihre hohe Verformbarkeit im warmen und im kalten
Zustand machen spie für die Herstellung von Warmpreßteilen, Preßprofilen und Blechen
sehr geeignet. Besonders gut ist ihre Verformbarkeit im frisch abgeschreckten Zustand
nach einer Homogenis.ierungsglühung. Sie vereinigen in, sich die Vorteile hervorragender
Festigkeitseigenschaften, einer guten Verarbeitbarkeit und hoher Beständigkeit gegen
Spannungekorrosion.in für Leichtmetallegierungen ungewöhnlich hohem Maß:.