Verfahren zur Erhöhung der Spannungskorrosionsbeständigkeit von Werkstücken,
insbesondere Blechen, aus aushärtbaren Aluminiumlegierungen der Gattung Al-Mg-Zn
Die zwecks Erzielung hoher Festigkeitswerte übliche Wärmebehandlung bei den aushärtbaren
Aluminiumlegierungen der Gattung AI-Mg-Zn, d. h. Legierungen mit solchen Gehalten
an Magnesium und Zink, bei denen diese beiden Legierungsbestandteile, gegebenenfalls
in Verbindung mit dem Grundmetall, aushärtend wirken, besteht darin, daß die Legierungen
bei Temperaturen oberhalb der Entmischungslinie geglüht, darauf abgeschreckt und
schließlich bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur ausgelagert werden. Auf diese
Weise werden zwar hohe Festigkeitswerte erzielt, die Spannungskorrosionsbeständigkeit
der kalt oder warm ausgehärteten Werkstücke ist jedoch nicht immer völlig befriedigend.Process for increasing the stress corrosion resistance of workpieces,
in particular sheet metal, made of hardenable aluminum alloys of the type Al-Mg-Zn
The usual heat treatment for the hardenable ones in order to achieve high strength values
Aluminum alloys of the type Al-Mg-Zn, d. H. Alloys with such contents
of magnesium and zinc, in which these two alloy components, if necessary
in connection with the base metal, hardening is that the alloys
annealed at temperatures above the separation line, then quenched and
Finally, they can be stored at normal or elevated temperatures. To this
Although high strength values are achieved, the stress corrosion resistance
the cold or warm hardened workpieces is not always completely satisfactory.
Eingehende Versuche des Erfinders haben nun zu der Feststellung geführt,
daß das der Lösungsglühurig unterworfene Werkstück vor dem Abschrecken und anschließenden
Kalt- oder Warmaushärten zwecks Erzielung einer erhöhten Spannungskorrosionsbeständigkeit
des Fertigerzeugnisses geringe Ausscheidungen an den aushärtenden Bestandteilen
aufweisen muß.
Dieses im Sinne einer im fertigen Werkstück erhöhten
Spannungskorrosionsbeständigkeit richtige Ausgangsgefüge vor dem Abschrecken und
Aushärten wird, wie gefunden wurde, dadurch erzielt, daß die Werkstücke einem Lösungsglühen
bei Temperaturen oberhalb der Entmischungslinie während genügend langer Dauer unterworfen,
daraufhin, gegebenenfalls bis auf Zimmertemperatur, bis zur Erzielung einer weitgehenden
Ausscheidung abgekühlt und schließlich wieder auf solche Temperaturen erhitzt werden,
vorzugsweise auf Temperaturen bei oder wenig oberhalb der Entmischungslinie, durch
die ein Wiederinlösunggehen des größten Teiles der Ausscheidungen bei Zurücklassung
eines mehr oder weniger geringen Anteils gröberer- Ausscheidungen bewerkstelligt
wird. Das Werkstück wird dann wie üblich in Wasser abgeschreckt und ausgehärtet.In-depth experiments by the inventor have now led to the conclusion that
that the workpiece subjected to the solution heat treatment prior to quenching and subsequent
Cold or hot hardening to achieve increased stress corrosion resistance
of the finished product, little precipitations on the hardening components
must have.
This in the sense of an increased in the finished workpiece
Stress corrosion resistance correct initial structure before quenching and
Hardening is, as has been found, achieved in that the workpieces are solution heat treated
subjected to temperatures above the segregation line for a sufficiently long period,
then, if necessary down to room temperature, until an extensive one is achieved
Excretion is cooled and finally heated again to such temperatures
preferably to temperatures at or slightly above the separation line
which redissolve most of the excretions when left behind
a more or less small proportion of coarser precipitates accomplished
will. The workpiece is then quenched in water as usual and cured.
Die Menge der vor diesem Abschrecken verbleibenden Ausscheidungen
kann grundsätzlich in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken. Das primär ohne
die wiederholte Glühung bei höheren Temperaturen erhaltene Gefüge verleiht dem Werkstück
zwar eine sehr gute Spannungskorrosionsbeständigkeit, aber praktisch völlig ungenügende
Festigkeitswerte, das vor dem Abschrecken von Ausscheidungen völlig freie Gefüge
umgekehrt die besten Festigkeitswerte bei geringster Spannungskorrosionsbeständigkeit.
Zwischen diesen beiden extremen Gefügeausbildungen, die gleich wenig für praktische
Zwecke brauchbar sind, besteht ein Intervall hinsichtlich der Gefügeausbildung,
in dem bei guten Festigkeitswerten - eine 'wesentliche Erhöhung der Spannungskorrosionsbeständigkeit
erzielt wird. Bei diesen Gefügeausbildungen können sowohl Ausscheidungen in den
Korngrenzen und-innerhalb der Körner als auch nur Ausscheidungen in den Korngrenzen,
und zwar in verschiedenem Maße auftreten.The amount of precipitate remaining before this quenching
can in principle fluctuate within relatively wide limits. Primarily without
the repeated annealing at higher temperatures gives the workpiece a structure
very good stress corrosion resistance, but practically completely inadequate
Strength values, the structure completely free before the quenching of precipitates
conversely, the best strength values with the lowest resistance to stress corrosion.
Between these two extreme structures, the same little for practical
Purposes are useful, there is an interval with regard to the structure formation,
in which with good strength values - a 'substantial increase in stress corrosion resistance
is achieved. With these structures, both precipitates in the
Grain boundaries and - within the grains as well as just precipitations in the grain boundaries,
and occur in different degrees.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von
Werkstücken, insbesondere Blechen, aus aushärtbaren Aluminiumlegierungen der Gattung
Al-Mg-Zn, die gegebenenfalls auch noch bis zu z0/0 Mangan, bis zu 0,5% Chrom, bis
zu o,2°/0 Vanadin, bis zu 0,3% Titan, bis zu 0,3% Cer, bis zu 0,30/0 Zirkon und
bis.zu 2%, vorzugsweise nicht mehr als 1% Kupfer, einzeln oder zu mehreren, enthalten,
wobei im allgemeinen die Gesamtsumme dieser zusätzlichen Legierungsbestandteile
nicht mehr als 2% betragen soll, die neben hohen mechanischen Festigkeitseigenschaften
eine hohe Beständigkeit gegen Spannungskorrosion aufweisen, dadurch gekennzeichnet;
daß die Werkstücke einer Lösungsglühung bei Temperaturen oberhalb der Entmischungslinie
während genügend langer Dauer, darauf einer Abkühlung, gegebenenfalls bis auf Zimmertemperatur,
bis zu einer weitgehenden. Ausscheidung der aushärtenden Legierungsbestandteile,
dann einer Wiedererhitzung auf solche Temperaturen; vorzugsweise auf Temperaturen
bei oder wenig oberhalb der Entmischuugslinie, unterworfen werden, durch die ein
Wiederinlösunggehen des größten Teiles der Ausscheidungen bei Zurücklassung eines
mehr oder weniger geringen Anteils gröberer Ausscheidungen bewirkt wird, und daß
die Werkstücke schließlich von dieser Temperatur abgeschreckt und in an sieh bekannter
Weise bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur ausgelagert werden.The invention therefore provides a process for the production of
Workpieces, in particular sheet metal, made of hardenable aluminum alloys of the type
Al-Mg-Zn, which may also contain up to z0 / 0 manganese, up to 0.5% chromium, up to
to 0.2% vanadium, up to 0.3% titanium, up to 0.3% cerium, up to 0.30 / 0 zirconium and
contain up to 2%, preferably not more than 1% copper, individually or in groups,
generally being the total of these additional alloy constituents
should not be more than 2%, in addition to high mechanical strength properties
have a high resistance to stress corrosion, characterized in that;
that the workpieces undergo a solution treatment at temperatures above the segregation line
for a sufficiently long period, followed by cooling, if necessary to room temperature,
up to an extensive one. Elimination of the hardening alloy components,
then reheating to such temperatures; preferably to temperatures
at or just above the Entmischuugslinie, are subjected by the a
Redissolving most of the excretions leaving one behind
a more or less small proportion of coarser excretions is caused, and that
the workpieces are finally quenched by this temperature and become better known
Can be stored at normal or elevated temperatures.
Beispiel Walzbarren aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt
an 4,60/, Zink, 34% Magnesium, 0,23% Mangan, o,210/, Kupfer, 0,i40/, Chrom und °,o70/,
Vanadin wurden zu Blechen von 2 mm Dicke abgewalzt.Example rolling ingot made of an aluminum alloy with a content
of 4.60 /, zinc, 34% magnesium, 0.23% manganese, o, 210 /, copper, 0, i40 /, chromium and °, o70 /,
Vanadium was rolled into sheets 2 mm thick.
Die Bleche wurden einerseits während 3 Stunden bei 44o° C geglüht,
im Wasser abgeschreckt und 12 Tage an der Luft auslagern gelassen. Die hierbei erhaltenen
mechanischen Werte betrugen: Streckgrenze- (a o,2) ...... = 26,3 kg/mmz,
Bruchfestigkeit (a B) ..... = 44,5 kg/mm2, Dehnung (d) ............ = 17,5%.The sheets were annealed for 3 hours at 440 ° C., quenched in water and left to age in the air for 12 days. The mechanical values obtained in this way were: Yield strength- (ao, 2) ...... = 26.3 kg / mmz, breaking strength (a B) ..... = 44.5 kg / mm2, elongation (d) ............ = 17.5%.
Andererseits- wurden die Bleche nach dem Verfahren der Erfindung während
i Stunde bei 44o° C geglüht, an der Luft bis auf Zimmertemperatur erkalten gelassen,
darauf wieder auf 4o5° C erhitzt und während 30 Minuten bei. dieser Temperatur
gehalten und schließlich von dieser Temperatur im Wasser abgeschreckt. Die erhaltenen
mechanischen Werte waren folgende: Streckgrenze (ß o,2) ...... = 25,8 kg/mm2,
Bruchfestigkeit (a B) ..... = 44,1 kg/mm", Dehnung (8) ............ = 19,3°/o.On the other hand, according to the method of the invention, the metal sheets were annealed at 44 ° C. for 1 hour, allowed to cool in the air to room temperature, then heated again to 40 ° C. and at 40 ° C. for 30 minutes. kept this temperature and finally quenched by this temperature in the water. The mechanical values obtained were as follows: yield point (ß o, 2) ...... = 25.8 kg / mm2, breaking strength (a B) ..... = 44.1 kg / mm ", elongation (8 ) ............ = 19.3 ° / o.
Zwecks Prüfung der Spannungskorrosionsbeständigkeit wurden die auf
eine oder andere Weise erhaltenen Bleche einer zusätzlichen Anlaßbehandlung während
24 Stunden bei 12o° C unterworfen und dann vergleichsweise der Schlaufenprobe im
Wechseltauchgerät unterzogen. Hierbei ergab sich, daß die Lebensdauer der Schlaufen
aus den erfindungsgemäß hergestellten Blechen etwa zehnmal höher war.For the purpose of testing the resistance to stress corrosion, the
one way or another obtained sheets during an additional tempering treatment
Subjected for 24 hours at 12o ° C and then comparatively to the loop sample in the
Subject to alternating diving equipment. It was found that the life of the loops
from the sheets produced according to the invention was about ten times higher.