NO168186B - Fremgangsmaate for aa heve omkrystalliseringstemperaturen for aluminium og legeringer derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved hvilken det er mulig å heve omkrystalliseringstemperaturen for aluminium og legeringer derav og derved å minimalisere kornstørrelsen.

Det er et kjent faktum at ved dimensjonen transformering av et metall slik som f. eks. ved valsing opptrer det et fenomen som kalles hammerherding, det vil si at den krystallinske struktur i metallet endres: feil, dislokasjoner og celler av hammerherdet materiale opptrer.

Hvis dette metall utglødes utvikler det seg mot en mere stabil likevektstilstand som avhenger av temperaturen og varigheten av varmebearbeidingstemperaturen.

For eksempel skjer det i et første såkalt gjenopprettings-trinn en restrukturering av metallet som har en tendens til å organisere lineære defekter i en polygonisert vegg. Deretter vil i et trinn som primært kalles omkrystallisering så og si perfekt korn opptre i visse områder og utvikle seg inntil de kommer i kontakt med hverandre.

Til slutt vil antallet korn forsvinne og tilveiebringe den mest stabile omkrystalliserte struktur som tilsvarer et minimalt overflateareal av kornforbindelser.

Likeledes er det velkjent at tilsetning av visse elementer til legeringer under behandlingen eller sogar at nærværet av visse urenheter kan ha en virkning på å redusere denne utvikling, det vil si at temperaturen ved hvilken primærom-krystallisering starter, der er høyere og at for en gitt temperatur størrelsen av kornene er mindre.

For eksempel har tallrike forfattere angitt den forsinkende virkning av zirkonium for konsentrasjoner på ca. 2.000 ppm når dette utfelles finfordelt i subskjøtene under varme-behandlingen. Det samme gjelder jern, men ved lavere konsentrasjoner på noen hundrede ppm.

Det er nu funnet at denne tidsforsinkende virkning også kan oppnås ved tilsetning av uran men at bruken av langt mindre mengder av dette element enn av zirkonium og jern kan benyttes idet virkningen oppsto ved konsentrasjoner helt ned til 5 ppm.

Således karakteriseres fremgangsmåten som er gjenstand for foreliggende oppfinnelse, og som gjør dette mulig å heve omkrystalliseringstemperaturen for aluminium og legeringer derav, og å minimalisere kornstørrelsen, ved at mellom 5 og 1.000 ppm uran tilsettes på bearbeidingstidspunktet.

Denne hastighetsreduserende virkning øker med urankonsentra-sjonen, men når et maksimum ved ca. 200 ppm.

Eksistensen av en begrensning når det gjelder effektiviteten når det gjelder den retarderende påvirkning for store konsentrasjoner av uran synes å skyldes det faktum av kun det uran som foreligger i fast oppløsning før varmebehandl-ingen har noen virkning.

Dette bekreftes ved forsøk som har vist at for å oppnå en tilsvarende virkning kreves det mindre uran når metallet underkastes en homogeniseringsreaksjon etter støping, ved en forhøyet temperatur istedet for en enkel gjenoppvarming ved lavere temperatur. For praktiske formål er den optimale konsentrasjon ca. 50 ppm i det første trinn og 150 ppm i det andre.

Det er videre funnet at når det gjelder enkel gjenoppvarming var det, når det gjelder jern som var inneholdt i metallet, mulig i større grad å redusere mengden uran og likevel å oppnå en tilsvarende virkning.

Derfor er det en kombinert effekt mellom disse to elementer som gjør det mulig, i henhold til større eller lavere renhet av jern i det benyttede metall, å supplementere virkningen av dette element ved en liten mengde uran.

Til denne uranets retarderende virkning må man også legge andre virkninger som, hvis man uansett overskrider rekrystal-liseringstemperaturen, også kan minimalisere kornstørrelsen.

Foreliggende oppfinnelse kan illustreres ved hjelp av figurene 1-21 som viser fotografier av granulaere strukturer av et antall aluminiumslegeringer som er ympet med forskjel-lige mengder uran og underkastet spesiell varmebehandling.

Slik det er vist er det tre aluminiumlegeringer av typen 1085 som oppfyller standardene "Aluminium Association" og med følgende sammensetninger:

Ut fra hver av disse ble det fremstilt en serie på syv barrer, nummerert 1-7 for legering A, 8-14 for legering B og 15-21 for legering C idet legeringene er slik at i hver serie er uraninnholdet henholdsvis 0, 20, 50, 100, 200, 500 og 1000 ppm. Barrene underkastes så følgende prøver: Barrene 1 til 7 ble homogenisert i 60 timer ved 620°C, deretter bråkjølt i vann, koldvalset til en tykkelse på 0,45 mm hvorved den resulterende folie ble varmebehandlet i 1 time ved 35CC;

Barrene 8 til 21 ble gjenoppvarmet til 465"C og holdt ved denne temperatur i 5 timer, deretter avkjølt naturlig, koldvalset til en tykkelse på 0,45 mm hvoretter den resulterende folie ble varmebehandlet i 30 minutter ved 310°C.

Den granulære struktur som ble observert på de varmebehand-lede plater oppnådd fra de 21 barrer er vist i figurene 1 til 21 der figurnummeret tilsvarer referansetallet til den angjeldende barre.

Dette gjør det mulig å vise at de i tabellen angitte resultater ble oppnådd ved krystalliseringen.

Ut fra tabellen kan man slutte at:

virkningen av uran og omkrystalliseringshastigheten er

i det alt vesentlige gjeldende fra 50 ppm;

virkningen er heller betydelig når det gjelder homogeniseringen, når metallet kun gjenoppvarmes kreves det mere uran for å oppnå en tilsvarende virkning;

når det gjelder gjenoppvarmet metall må det sies at jo høyere jerninnholdet av metallet er, jo mere utpreget er virkningen av uran (sammenligning av innholdsreferansen C < innholdsreferansen B);

virkningen av uran viser ingen ytterligere økning ut over 200 ppm.

Som et resultat har tilsetningen av uran ved innhold mellom 50 og 200 ppm en reterderende virkning i en legering av typen 1085 og hever derfor omkrystallliseringstemperaturen. Den optimale konsentrasjon avhenger av transformeringsområdet for metallet: ca. 50 ppm hvis metallet er homogenisert; og ca. 150 ppm hvis det er gjenoppvarmet.

Over 200 ppm er virkningen av uran stadig svakere når det gjelder veksten av kornstørrelsene, spesielt når det gjelder homogeniserte legeringer med høy temperatur.

Foreliggende oppfinnelse anvendes spesielt ved fremstilling av aluminiumbaserte folier som er ment å underkastes oppvarming ved relativt høy temperatur slik som f. eks. den som ledsager emaljering eller lodding, uten at denne behandling i vesentlig grad endrer de mekaniske egenskaper for foliene.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for å heve omkrystalliseringstemperaturen for aluminium og legeringer derav, samt å minimalisere kornstør-relsen, karakterisert ved at mellom 5 og 1000 ppm uran tilsettes på behandlingstidspunktet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at mellom 50 og 150 ppm uran tilsettes.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at en mindre mengde uran tilsettes hvis metallet underkastes en homogeniseringsoperasjon etter støping, istedet for gjenoppvarming.

4. Fremgangsmåte ifølge krav l,karakterisert ved at, når metallet underkastes en gjenoppvarmingstemper-atur etter støping, jo større jerninnholdet i metallet er, jo mindre er mengden uran.