EP0394818A1 - Aluminiumwalzprodukt und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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Definitions
- the invention relates to an aluminum thin strip made of an alloy containing iron, manganese and silicon, which at the same time has high strength values and high elongation values, and a method for its production.
- the object of the present invention is to produce an aluminum thin strip from an AlFeMn alloy which at the same time has good strength properties at high elongation values and can be produced in a simple manner.
- the thermally activated rearrangement of the dislocations caused by the previous deformation takes place in lower energy arrangements, mainly to small-angle grain boundaries, which form the boundaries of subgrains.
- the properties of the rolled product according to the invention can advantageously be found in the packaging market, e.g. for flat belt, or also in cooler construction for lamellar belt, etc. Use purposes.
- At least one of the elements mentioned in claim 2 is added to the alloy according to claim 1.
- Hot rolling was carried out as usual at 4 mm hot strip end thickness, whereupon cold rolling was carried out at 0.1 mm without intermediate annealing.
- the continuous cast ingot was homogenized at a temperature of 550 ° C for 7 hours.
- the result was a structure which had less than 3% by volume of rod-shaped intermetallic phases.
- Fig. 1 the back glow behavior of the mechanical values is shown in a schematic representation.
- the strength values are plotted against the annealing temperature, curve 1 showing the stretch and curve 2 showing the yield strength after conventional production (see, for example, FIG. 1 of Alcan patent DE 24 23 597 and the corresponding strength values according to DIN 1788, February 1983 edition).
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Abstract
Aluminiumprodukt und Verfahren zu seiner Herstellung Es soll ein Aluminiumdünnband hergestellt werden, das bei hohen Dehnungswerten gleichzeitig gute Festigkeitseingenschaften aufweist und in einfacher Weise herstellbar ist. Es ist gekennzeichnet durch folgende Legierungszusammensetzung: Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%, Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%, Si: < 0,6 Gew.-%, Rest Aluminium sowie Verunreinigungen mit je max. 0,03 Gew.-%, sowie ein Subkorngefüge mit tinem mittleren Korndurchmesser von 0,5 - 5 µm,wobei die Subkörner mindestens 50 % des Gesamtgefüges ausmachen, und zusätzlich mindestens eines der folgenden Legierungselemente: Mg: 0,1 - 0,8 Gew.-%, Cu: 0,1 - 0,3 Gew.-%, Zr: 0,01 - 0,20 Gew.-%. Das Aluminiumdünnband wird durch Stranggießen hergestellt, wobei rundliche intermetallische Phasen feindispers verteilt sind mit einem Volumenanteil an Stäbchenförmigen intermetallischen Phasen < 5 Vol.-%, der Stranggußbarren bei einer Temperatur von 620 bis 480° C für 2 bis 20 Stunden homogenisiert und auf 4 mm Enddicke warmgewalzt wird, wonach ohne Zwischenglühung bis auf eine Enddicke von 40 bis 250 µm kaltgewalzt und das Kaltwalzband bei einer Temperatur von 250 bis 400° C für 1 bis 6 Stunden geglüht wird. Durch dieses Verfahren lässt sich eine vorteilhafte Kombination aus Festigkeits- und Dehnungseigenschaften erreichen. Das Produkt findet insbesondere Verwendung in der Verpackungsindustrie oder als Lamellenband im Kühlerbau.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Aluminiumdünnband aus einer Legierung, enthaltend Eisen, Mangan und Silizium, das gleichzeitig hohe Festigkeitswerte und hohe Dehnungswerte aufweist sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
- Aus der DE-PS 24 23 597 (Alcan) ist ein Verfahren zur Herstellung von dispersionsverfestigten Aluminiumlegierungsblechen und -folien bekannt, das bei einer Aluminiumlegierung mit 1,65 % Eisen, 0,95 % Mangan, 0,09 % Silizium, sonstige Verunreinigungen bis zu je 0,01 % eine Zugfestigkeit von 175 N/mm², eine 0,2-Streckgrenze von 168 N/mm² und eine Dehnung von 15 % nach einem Glühen bei 300 °C aufweist (s. Tabelle 2, Nr. 1). Hierzu ist es aber erforderlich, daß ein Gußblock 5,0 bis 20 Vol.-% nicht ausgerichteter stabartiger intermetallischer Phasen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 1,5 µm hergestellt wird. Die intermetallischen Phasen müssen bei der anschließenden Querschnittsreduzierung in sehr feine Teilchen zerbrochen werden.
- Aus DE-PS 33 30 814 (Schweizerische Aluminium AG) ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumwalzprodukten mit den Legierungselementen Eisen, Mangan, Silizium bekannt, daß nach einem Abwalzgrad von mindestens 60 % und einer Glühung bei mindestens 250 °C eine Korngröße von weniger als 10 µm aufweist. Die mit diesem Verfahren erreichbaren Festigkeitswerte liegen bei 125 MPa für die Zugfestigkeit, 80 MPa für die 0,2 %-Streckgrenze und 28 % für die Dehnung (Beispiel 4).
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aluminiumdünnband aus einer AlFeMn-Legierung herzustellen, das bei hohen Dehnungswerten gleichzeitig gute Festigkeitseigenschaften aufweist und in einfacher Weise herstellbar ist.
- Erfindungsgemäß wird dies durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale erreicht. Es hat sich gezeigt, daß sich bei Einhaltung der Legierungsgrenzen für Eisen, Mangan, Silizium und der sonstigen Verunreinigungen in Verbindung mit der speziellen Homogenisierung und Walzprozedur mit anschließender Endglühung in überraschender Weise vorteilhafte Kombination aus Festigkeits- und Dehnungseigenschaften erreichen lassen.
- Bei der Endglühung erfolgt die thermisch aktivierte Umordnung der durch die vorhergehende Verformung entstandenen Versetzungen in Anordnungen niedrigerer Energie, hauptsächlich zu Kleinwinkelkorngrenzen, die die Grenzen von Subkörnern bilden.
- Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Walzproduktes lassen sich vorteilhafterweise im Verpackungsmarkt, z.B. für Platesband, oder auch im Kühlerbau für Lamellenband u.ä. Zwecke nutzen.
- Zur weiteren Steigerung der Festigkeit wird mindestens eines der im Anspruch 2 genannte Elemente zur Legierung gemäß Anspruch 1 zugesetzt.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Das Rückglühverhalten der mechanischen Werte wird in Fig. 1 schematisch dargestellt.
- 1. Ein Stranggußbarren aus
Si = 0,12 Gew.-%
Fe = 1,0 Gew.-%
Mn = 1,0 Gew.-%
sonstige Elemente <0,02 Gew.-%
Rest Aluminium
wird im Format 100 x 300 x 500 mm gegossen und bei einer Temperatur von 550 °C für 7 Stunden homogenisiert. Danach lagen die Volumenanteile an stäbchenförmigen intermetallischen Phasen unterhalb von 5 %. - Das Warmwalzen erfolgte wie üblich an 4 mm Warmbandenddicke, woraufhin ein Kaltwalzen ohne Zwischenglühung an 0,1 mm durchgeführt wurde. Es wurden folgende Festigkeitswerte in Walzrichtung gemessen (s. DIN 50145):
Rm = 164 N/mm²
Rp0,2 = 146 N/mm²
A₂₅ = 15,0 %. - Ein Stranggußbarren gleicher Zusammensetzung wurde bei einer Temperatur von 610 °C für 15 Stunden homogenisiert und anschließend wie oben warm und kaltgewalzt. Die Endglühung erfolgte bei 310 °C für eine Stunde und ergab folgende Festigkeitswerte:
Rm = 150 N/mm²,
Rp0,2 = 120 N/mm²,
A₂₅ = 22,5 %. - 2. Danach wurde ein Stranggußbarren mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Si = 0,12 Gew.-%,
Fe = 1,0 Gew.-%,
Mn = 0,60 Gew.-%,
sonstige Elemente <0,02 Gew.-%,
Rest Alumlnium. - Der Stranggußbarren wurde bei einer Temperatur von 550 °C für 7 Stunden homogenisiert. Dabei ergab sich ein Gefüge, das weniger als 3 Vol.-% stäbchenförmige intermetallische Phasen aufwies. Nach Durchführung der o.g. Walzprozedur wurde das Material bei 350 °C für 1 Stunde geglüht und wies danach folgende Festigkeitswerte auf:
Rm = 132 N/mm²,
Rp0,2 = 92 N/mm²,
A₂₅ = 24 %. - 3. Ein Stranggußbarren aus 0,12 Gew.-% Silizium, 1,0 Gew.-% Eisen, 1,0 Gew.-% Mangan, 0,5 Gew.-% Magnesium und weniger als 0,02 Gew.-% sonstige Elemente, Rest Aluminlum wurde bei einer Temperatur von 550 °C für 7 Stunden homogenisiert. Das Gefüge wies dananch weniger als 2 Vol.-% stäbchenförmige intermetallische Phasen auf. Nach Durchführung der eingangs genannten Walzprozedur wurde das Material bei 260 °C für eine Stunde geglüht und wies danach folgende Festigkeitswerte auf:
Rm = 188 N/mm²,
Rp0,2 = 177 N/mm²,
A₂₅ = 14,0 %. - In Fig. 1 ist das Rückglühverhalten der mechanischen Werte in schematischer Darstellung gezeigt. Es sind die Festigkeitswerte über der Glühtemperatur aufgetragen, wobei der Kurvenverlauf 1 den Verlauf der Dehnung und die Kurve 2 den Verlauf der Streckgrenze nach herkömmlicher Fertigung zeigen (s. beispielsweise Fig. 1 des Alcan-Patentes DE 24 23 597 und die entsprechenden Festigkeitswerte nach DIN 1788, Ausgabe Febr. 1983).
- Die Kurve 3 zeigt den Verlauf der Dehnung bei einem Aluminiumhalbzeug gemäß vorliegender Erfindung. Man erkennt, daß innerhalb eines relativ weiten Glühbereiches Δ T = 10-50 ° beim erfindungsgemäßen Produkt sowohl die Festigkeit (kurve 2) als auch die Dehnung (Kurve 3) auf einem hohen Niveau liegen. Der erfindungsgemäße Bereich ist in dem schraffierten Feld angedeutet.
Claims (3)
1. Aluminiumdünnband , enthaltend Eisen, Mangan und Silizium, gekennzeichnet durch folgende Legierungszusammensetzung:
Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%,
Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%,
Si: < 0,6 Gew.-%,
Rest Aluminium, sowie Verunreinigungen mit je max 0,03 Gew.-%
und ferner gekennzeichnet durch ein Subkorngefüge mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,5-5 µm, wobei die Subkörner mindestens 50 % des Gesamtgefüges ausmachen.
Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%,
Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%,
Si: < 0,6 Gew.-%,
Rest Aluminium, sowie Verunreinigungen mit je max 0,03 Gew.-%
und ferner gekennzeichnet durch ein Subkorngefüge mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,5-5 µm, wobei die Subkörner mindestens 50 % des Gesamtgefüges ausmachen.
2. Aluminiumdünnband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich mindestens eines der folgenden Legierungselemente aufweist:
Mg: 0,1 - 0,8 Gew.-%,
Cu: 0,1 - 0,3 Gew.-%,
Zr: 0,01 - 0,20 Gew.-%.
Mg: 0,1 - 0,8 Gew.-%,
Cu: 0,1 - 0,3 Gew.-%,
Zr: 0,01 - 0,20 Gew.-%.
3. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumdünnbandes enthaltend Eisen, Mangan und Silizium durch Warm- und Kaltwalzen mit anschließender Endglühung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Barrens aus:
Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%,
Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%,
Si: <0,6 Gew.-%,
Verunreinigungen: bis zu je 0,03 Gew.%,
Rest Aluminium
durch Stranggießen hergestellt wird, wobei rundliche intermetallische Phasen feindispers verteilt sind mit einem Volumenanteil an stäbchenförmigen intermetallischen Phasen <5 Vol.-%,
der Stranggußbarren bei einer Temperatur von 620 bis 480 °C für 2 bis 20 Stunden homogenisiert, danach in üblicher Weise an 4 mm Enddicke warmgewalzt wird, wonach ohne Zwischenglühung kaltgewalzt wird bis auf eine Enddicke von 40 bis 250 µm und das Kaltwalzband bei einer Temperatur von 250 bis 400 °C für 1 bis 6 Stunden geglüht wird.
Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%,
Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%,
Si: <0,6 Gew.-%,
Verunreinigungen: bis zu je 0,03 Gew.%,
Rest Aluminium
durch Stranggießen hergestellt wird, wobei rundliche intermetallische Phasen feindispers verteilt sind mit einem Volumenanteil an stäbchenförmigen intermetallischen Phasen <5 Vol.-%,
der Stranggußbarren bei einer Temperatur von 620 bis 480 °C für 2 bis 20 Stunden homogenisiert, danach in üblicher Weise an 4 mm Enddicke warmgewalzt wird, wonach ohne Zwischenglühung kaltgewalzt wird bis auf eine Enddicke von 40 bis 250 µm und das Kaltwalzband bei einer Temperatur von 250 bis 400 °C für 1 bis 6 Stunden geglüht wird.
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