NO125054B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å øke motstandsevnen mot

spenningskorrosjon av aT.uminiummagnesiumlege-

ringer som inneholder 3,0-10,0%^magnesium.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for

å øke motstandsevnen mot spennings~korros jon av aluminiummagnesiumlegeringer som inneholder 3,0 til 10% magnesium.

Fordelene som oppnås ved å innlegere magnesium i alumi-niumlegeringer ble meget :tidlig erkjent under utviklingen av aluminium-teknologien„ Aluminiummagnesiumseriene av legeringer er følgelig en av de eldste som er anvendt i praksis.

Det er imidlertid kjent at magnesium i aluminiumlegerin-ger, hvis det er tilstede i en mengde over ca. 3%, gjør legeringen følsom like overfor spenningskorrosjon. Tilbakeholdelse av magnesium i fast oppløsning oppnås lett ved glødning av legeringen ved en temperatur over solvus-temperaturen og avkjøling med en til- strekkelig hastighet til å hindre utfelning av en magnesiumrik annen fase.Legeringen kan derefter koldbearbeides til den ferdige form eller tykkelse. Som følge av naturlig eldning har imidlertid magnesium som tilbakeholdes i fast oppløsning ved den hurtige avkjøling en tendens til å utfelles fortrinnsvis i korngrensene som en alumi-niummagnesium-intermetallisk forbindelse, og dette gjør legeringen følsom like overfor spenningskorrosjon. Videre har de mekaniske egenskaper av den koldbearbeidede legering en tendens til forringelse under bruk som følge av termisk endring, hvilket også finner sted ved eller nær den omgivende temperatur.

For å hindre forringelse av de mekaniske egenskaper er det nødvendig å stabilisere legeringen efter det avsluttende kold-bearbeidelsestrinn ved en temperatur noe over den som den vil bli utsatt for under bruk. Legeringen vil således ikke utsettes for noen påfølgende endring av de mekaniske egenskaper ved en temperatur tydelig under stabiliseringstemperaturen.

Som kjent kan det oppnås en viss forbedring av motstandsevnen like overfor spenningskorrosjon hvis legeringen kjøles lang-somt, dvs. mindre enn 277°C pr. time, efter den avsluttende glØd-ning før koldbearbeidelse for å begunstige heterogen kjernedannel-se av den likevekt-magnesiumrike fase^ i korngrunnmassen såvel som i korngrensene istedenfor utelukkende eller i overveiende grad i korngrensene som vil finne sted ved eldning av legeringen. Sta-biliseringsbehandlingen forårsaker imidlertid i slike legeringer som inneholder mer enn 3% magnesium ytterligere heterogen kjer-nedannelse av den likevekt-magnesiumrike/3-fase, eller en meta-stabil /?-modifikas jon , i korngrensene og, hvis legeringen blir sterkt koldbearbeidet, ved punkter av tre-dimensjonal disregister i deformeringsbånd.

Utfelning av den ovennevnte magnesiumrike fase, særlig

i grenseområdene, forårsaker tilbøyelighet til spenningskorrosjon som øker med økende magnesiuminnhold. Som følge herav er magne-siuminnholdet i aluminium-magnesiumlegeringer i alminnelighet begrenset til ca„ 5,5% magnesium og utelukker således gunstige dyr-keegenskaper ved magnesiuminnhold utover 5,5%.

Det er følgelig et hovedformål for oppfinnelsen å til-veiebringe en ny og forbedret fremgangsmåte hvorved spenningskorro-sjonstilbøyeligheten hos aluminium-magnesiumlegeringer reduseres i vesentlig grad, på en hensiktsmessig og hurtig måte ved rimelige omkostninger.

Andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse

vil fremgå av den følgende beskrivelse.

Det har i henhold til foreliggende oppfinnelse vist seg at de foran nevnte formål og fordeler lett kan oppnås ved å regule-re opphetningshastigheten ved den siste rekrystallisering-utglød-ning før den avsluttende koldvalsning og stabiliseringstrinnene. Oppfinnelsen er lett anvendbar jpk materiale som er blitt varmredu-sert såvel som koldredusert, dvs. hvor legeringens kornstruktur er blitt brutt opp.

I henhold til det foran anførte går foreliggende oppfinnelse ut på en fremgangsmåte for å øke motstandsevnen mot spenningskorrosjon av aluminiummagnesiumlegeringer som inneholder3,0-10,0% magnesium og som eventuelt også inneholder 0,05-0,3% krom og eventuelt 0,001-0,350% bor, idet resten i alt vesentlig utgjøres av aluminium, hvor legeringen, som er i kaldbearbeidet eller varmbearbeidet form, opphetes til en temperatur av 315-425°C, holdes ved denne temperatur i en tid av "fra 5 minutter til 24 timer og deretter avkjøles med en hastighet som ikke overstiger 277°C pr. time, til en temperatur av 17 5°C eller lavere, og fremgangsmåten «rkarakterisert vedat opphetningen til en temperatur -av 315-425°C utføres med en hastighet som ikke overstiger 28°C pr . -time.

Legeringen kan deretter koldbearbeides og termisk stabili-seres ved en temperatur av 105 til 175°C i en tid av ca. 1 i;il 24 timer for å hindre bløtgj^relse som følge "av avfastning (recoyery) når legeringen er i bruk ved omgivende temperatur.

Naturligvis kan andre elementer: være tilstede i aluminium -magne siumlegeringene som legeringstilsetninger eller forurensnin-ger. Vanlige legeringstilsetninger kan omfatte, men er ikke begrenset til følgende: krom i en mengde fra 0,05 til 0,3%, indium i en mengde fra 0,002 til 0*80%, gallium i en mengde fra 0,01 til 0,50%, kadmium i en mengde fra 0,03 til 0/50%, thorium i en mengde fra 0,005 til 0,35%, jniscb-metall i en mengde fra 0,005 til 0,30%, tellur i en mengde fra 0,005 til 0,30%, lithium i en mengde fra 0,01 til 0,80%, germanium i en mengde fra 0,01 til 0,55%, kobolt i en mengde fra 0,10 til 0,80%, kobber i en mengde fra 0,10 til 0,60%.

Foruten de foran nevnte legeringstilsetninger omfatter foreliggende oppfinnelse naturligvis bruken av de normale forurens-•ningsmengder som vanlig handelsaluminium oppviser.Forurensningene kan omfatte, men er ikke begrenset til følgende: jern opptil 0,50%, silisium opptil 0,50%, kobber opptil 0,25%, magnesium opptil 0,35%, sink opptil 0,2%, titan opptil 0,15%, beryllium opptil 0,02% og andre i en totalmengde opptil 0,2%.

Som vist i den tabellen som skal anføressenere,har det vist seg overraskende at aluminiummagnesiumlegeringene oppviser en uventet og bemerkelsesverdig økning i motstandsevnen like overfor spenningskorrosjon når den behandles i henhold til foreliggende oppfinnelse, sammenlignet med en fremgangsmåte hvor opphetningshastigheten til full utglødningstemperatur går ut over 28°C pr. time.

I alle tilfeller ble det anvendt en langsom nedkjølingshastighet fra utglødningstemperaturen, av størrelsesorden 28°C pr. time, da det er vel kjent at høye avkjølingshastigheter har en skadelig virkning på motstandsevnen like overfor spenningskorrosjon„ Denne skadelige virkning forårsakes av en tendens til å utfelle en aluminiummagne-sium-intermetallisk forbindelse, særlig i korngrensene ved eldning av legeringen, istedenfor i korngrunnmassen, således at legeringen vil bli følsom like overfor spenningskorrosjon.

Den store økning i spenningskorrosjons-motstandsevnen når det anvendes en langsom opphetningshastighet til glødetemperaturen er overraskende da man normalt skulle vente at spenningskorrosjons-motstandsevnen ville avta med en øket kornstørrelse som forårsakes av en langsom opphetningshastighet, istedenfor det som ble funnet i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Undersøkelse av legeringen som ble behandlet i henhold til foreliggende oppfinnelse, ble utført ved trykkpåkjenning på et strekk-prøvestykke av legeringen til 80% av dens flytegrense i en oppløs-ning av 60% NaCl + 0,005 M NaHCO, og under anvendelse av en anodisk strøm på o prøvestykket av 65 mA/cm 2 via en platinanettkatode. En svikt- eller bruddtid av 13 timer ved dette påskynnede eller akselererte forsøk svarer til en svikttid av over 3 år for for-formete U-bøyede stykker i sjømil jø, den grense som normalt ansees som re-presenterende en spenningskorrosjons-motstandsdyktig tilstand.

Resultatene av de påskynnede forsøk og sammensetningen

av legeringene som ble anvendt, er anført i det følgende i de klargjø-rende eksempler.

Eksempel 1

En legering med den følgende sammensetning ble fremstilt fra en charge av handelsrent aluminium, for-legeringer av jern-aluminium, krom-aluminium, bor-aluminium, beryllium-aluminium og de andre legeringstilsetninger i elementær form.Legeringen ble støpt til barrer av en dimensjon 15 cm x 10 x 4 cm.

Etter stopningen ble de ovennevnte legeringer bearbeidet til 3,5 cm og homogenisert ved 510°C i 16 timer under anvendelse av en langsom opphetningshastighet av ca. 28°C pr. time fra 400°C. Etter homogenisering ble legeringene ovnsavkjølt og varmvalset ved 357°C til 0,76 cm.Legeringene ble derpå koldvalset til ca. 0,35 cm, og deretter glødet ved forskjellige tider og temperaturer og under anvendelse av forskjellige opphetningshastigheter slik som angitt i tabell II. Legeringene ble derpå kjølt ned til den omgivende temperatur fra glødetemperaturen, og med en avkjølingshastighet av ca. 195°C pr. time til 175°C. Etter utglødningen ble legeringene koldredusert til ca. 60,0% etterfulgt av stabilisering ved forskjellige tider og temperaturer som angitt i tabell II.

Eksempel 2

Legeringene i henhold til eksempel 1 ble etter behandlin-gen etter eksempel 1 utsatt for spenningskorrosjonsforsøk på den følgende akselererte måte: Prøvestykker av 1,5 mm x 50 mm x 6 mm's dimensjon ble utsatt for spenning eller trykk ved 80% av deres flytegrense i en 6%'s oppløsning av NaCl + 0,005 MNaHCO.,. En anodisk strøm av 65 mA/cm 2 ble anlagt via en platina-nettkatode. En svikttid av 13 timer ved de akselererte forsøk svarer til en svikttid for for-formete U-bøyde stykker i sjømiljø av større enn 3 år, en grense som normalt angir en spenningskorrosjons-motstandsdyktig tilstand. Resultatene av spenningskorrosjonsforsøkene er anført i den følgende tabell:

Det vil således lett sees at de ovennevnte legeringer oppviser en bemerkelsesverdig Økning i spenningskorrosjons-motstandsevnen når det anvendes en forholdsvis langsom opphetn-ings-hastighet av 28°C pr. time til glødetemperaturen av 343°C og 427°C.

x) Alle legeringer i koldredusert form av ca. 5Q%„

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å.øke motstandsevnen mot spenningskorrosjon av aluminiuramagnesiumlegeringer som inneholder 3,0-10,0% magnesium, eventuelt 0,05-0,3% krom og eventuelt 0,001-0,350% bor, idet resten resten i ålt vesentlig utgjøres av aluminium,. hvor legeringen, som er i kaldbearbeidet eller varmbearbeidet form, opphetes til en temperatur av 315-425°C, holdes ved denne temperatur i en tid av fra 5 minutter til 24 timer og deretter avkjøles med en hastighet som :.k-ke overstiger 277°C pr. time, til en temperatur av 175GC.eller lavere,karakterisert, ved at opphetningen til en temperatur av 315-425°C utføres med en hastighet som ikke overstiger 28°C pr. time.