Pierwszenstwo: 9 czerwca 1933 r. i Niemcy 1, Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu ulepszania odpornosci stopów glinu na dzialanie srodków nagryzajacych, majace¬ go na celu moznosc zapobiezenia pogar¬ szaniu sie mechanicznych wlasciwosci wy¬ trzymalosciowych tych stopów, co ma zwy¬ kle miejsce, gdy stopy takie stykaja sie przez czas dluzszy z czynnikami powodu¬ jacymi nagryzanie.Stopy glinu zawieraja wedlug wyna¬ lazku niniejszego magnez w ilosci wystar¬ czajacej nie tylko do zwiazania zawartych w stopie lub dodanych don dodatków, lecz takze w nadmiarze w porównaniu z iloscia magnezu potrzebna do utworzenia nasyco¬ nego stalego roztworu z glinem jako pod¬ stawowym skladnikiem w temperaturze po¬ kojowej. Magnez znajdujacy sie wiec w nadmiarze w porównaniu z iloscia niezbed¬ na do utworzenia nasyconego stalego roz¬ tworu z glinem i nie zwiazana z dodatka¬ mi bedzie w dalszym ciagu opisu okreslany nazwa ,,magnez rozporzadzalny".Inny skladnik stopu wedlug niniejszego wynalazku stanowi cynk. Metal ten laczy sie z magnezem latwiej niz glin. Równiez i ten metal znajduje sie w nadmiarze w porównaniu z iloscia potrzebna do utwo¬ rzenia nasyconego stalego roztworu z gli¬ nem w temperaturze pokojowej. Ta ilosc cynku bedzie w dalszym ciagu opisu okre¬ slana nazwa ,,cynk rozporzadzalny". Gra¬ nica rozpuszczalnosci zwiazku A/3Mg2 w temperaturze pokojowej odpowiada mniej wiecej 3% -owej zawartosci magnezu w sto¬ pie. Uwzgledniajac stosunki rozpuszczal-uosci w ^iopie zarówno-zwiazku Al3Mg2, j ak~ i AfgZn2, nalezy zaznaczyc, ze stopy wedlug wynalazku niniejszego musza za¬ wierac wiecej niz okolo 3,2% magnezu i wiecej niz okolo 1,0% cynku, przy czym stosunek miedzy tymi dwiema czesciami skladowymi powinien byc zawsze taki, aby po polaczeniu sie calkowitej ilosci obecne¬ go w stopie cynku z czescia magnezu po¬ zostawalo jeszcze okolo 3% magnezu w celu polaczenia go z glinem. Jezeli wiec wedlug wynalazku niniejszego poddaje sie stopy obróbce cieplnef, to wskutek podwyz¬ szonej we wzrastajacej temperaturze roz¬ puszczalnosci obu tych metali \y stanie sta¬ lym w glinie powstaja w stopie przesycone roztwory stale nie tylko magnezu, lecz tak¬ ze i cynku. Z tych roztworów moze byc wy¬ dzielony zarówno ,~,rozporzadzalny magnez" (zwiazany z glinem), jak równiez i „rozpo- rzadzalny cynk" (zwiazany z inna czescia magnezu) w postaci zwiazku Al3Mg2 wzglednie MgZn2. Inne metale, jak np. mangan lub krzem, moga byc zawarte w stopach albo mozna ich dodawac do tych stopów. Przy tym nalezy jednak uwzgled¬ nic zdolnosc tych metali do tworzenia zwiazków z magnezem, jezeli obliczy sie ilosc magnezu, która nalezy dodac do sto¬ pu, aby zawsze zapewniona byla dostatecz¬ na „rozporzadzalna" ilosc magnezu w sto¬ pie.Mikrografiezna budowa stopów glinu zawierajacych „magnez rozporzadzalny" i przeprowadzonych przez zwykle ochla¬ dzanie ze stanu stopionego w stan staly sklada sie z dwóch skladników glównych lub faz, a mianowicie z wielkich a-kryszta- lów, które w kazdym przypadku sa wy¬ tworzone z nienasyconego stalego roztwo¬ ru zwiazku AlBMg21 oraz z grubej kraty mniejszych czastek krysztalowych w posta¬ ci /? otaczajacych a-krysztaly i skladaja¬ cych sie prawdopodobnie ze stalego roz¬ tworu malych ilosci glinu w zwiazku ^4/aMg2. Powstala w ten sposób budowa krysztalowi nie znajduje sie jednak w rów¬ nowadze faz, która mozna przywrócic przez nagrzewanie i miedzykrystaliczna dyfuzje, jak to sie odbywa w stopach ukladu glin- magnez opisanych juz przez Hansoma i Gaylora w „Journal ofl the Institute of Me¬ tals", tom XXIV/1920, str. 201—232, W ten sposób a-krysztaly moga pobierac z miedzy- krystalicznej kraty dalsze ilosci zwiazku Al3Mg2 az do osiagniecia ich granicy nasy¬ cenia. Budowa tych stopów w razie - dosc dlugiego nagrzewania w temperaturze mniej wiecej 250°—450°C oraz, zaleznie od zawartosci magnezu w stopie stanowi zu¬ pelnie jednolita mase a-krysztalów mniej lub bardziej nasyconych magnezem w za¬ leznosci od procentowej zawartosci magne¬ zu w stopie.Na podstawie nowszych i dotychczas nie opublikowanych badan stwierdzono, ze po traktowaniu jednolitych stopów sklada¬ jacych sie z przesyconych a-krysztalów przez nagrzewanie w temperaturach niz¬ szych od temperatur, w których stopy staly sie jednolitymi i które wystarczaja jednak do spowodowania wydzielania sie miedzy- krystalicznego (t. j. w obrebie temperatur od 200°C i wyzej), zawartosc magnezu w a-krysztalach przekraczajaca w temperatu¬ rze tej granice nasycenia zostaje ^dzielo¬ na z a-krysztalów w postaci bardzo rozpro¬ szonej. To znaczy, ze kazdy pojedynczy a-krysztal jest przenikniety wielka iloscia malych czastek krysztalowych o postaci /?.Budowa ta jest oczywiscie znów heteroge¬ niczna, odróznia sie jednak od heteroge¬ nicznej budowy lanych stopów tym, ze czesc skladowa o postaci fi nie znajduje sie juz w grubym rozdzieleniu w kratce ota¬ czajacej a-krysztaly, lecz jest równomier¬ nie bardzo rozproszona w a-krysztalach lub wsród tych a-krysztalów. Obraz powierzch¬ ni oszlifowanej stopów potraktowanych we¬ dlug wynalazku wykazuje po traktowaniu odpowiednimi srodkami wytrawiajacymi duze pierwotne (mieszane) krysztaly, w — 2 -których wydzielone zwiazki wystepuja w postaci licznych, zupelnie równomiernie rozmieszczonych drobnych punktów.Dalsze doswiadczenia, na których opie¬ ra sie wynalazek niniejszy, wykazaly, ze obróbka cieplna i nagrzewanie powoduja poczatkowo homogenizacje stopów zawie¬ rajacych tylko ,,rozporzadzalny magnez", a nastepnie wydzielanie sie zwiazku Al3Mg2 z tych stopów w postaci bardzo rozproszo¬ nej; stosujac wyzej wymienione czynnosci do stopów wymienionych w niniejszym opi¬ sie osiaga sie nie tylko wspomniane wyniki, lecz jednoczesnie wydzielanie sie cynku w postaci zwiazku MgZn2. Dzieki tej obróbce otrzymane przy tym wyroby posiadaja nie tylko bardzo duza odpornosc przeciw na¬ gryzaniu, np. przeciw dzialaniu wody mor¬ skiejt lecz takze niezwykle duze mecha¬ niczne wartosci wytrzymalosciowe.Wyraz „nagryzanie" oznacza nie tylko zewnetrzne makroskopijne, to jest widocz¬ ne okiem nieuzbrojonym nagryzanie, jak np. -odbarwienie powierzchni metali, lecz w szczególnosci takze miedzykrystaliczne zjawiska nagryzania powodujace z biegiem czasu pogarszanie sie mechanicznych wla¬ sciwosci wytrzymalosciowych. Takie na¬ gryzanie miedzykrystaliczne spostrzega sie w stopach zwlaszcza wtedy, gdy podlega¬ ly one plastycznemu ksztaltowaniu na zim¬ no, np. kuciu lub walcowaniu; takie; nagry¬ zanie ze stanowiska technicznego jest uwa¬ zane za bardzo niebezpieczne z powodu zmniejszania sie przy tym mechanicznych wartosci wytrzymalosciowych materialu.Miedzykrystaliczne nagryzania mozna stwierdzic przez stopniowe zmniejszanie sie wytrzymalosci na rozerwanie i t. d., po co raz to dluzszym stykaniu sie stopu ze srodkami nagryzajacymi.Wedlug wynalazku niniejszego poddaje sie stopy wymienionej we wstepie niniej¬ szego opisu obróbce cieplnej polegajacej na tym, ze stopy ogrzewa sie poczatkowo do temperatur wystarczajacych do wcielenia dodatków magnezu i cynku do krysztalów* glinu w postaci stalego roztworu. Tempera¬ tury te wynoszace okolo 400 — 440°C moga byc bezposrednio wziete z odnosnych wy¬ kresów, przy czym najnizsza temperatura do uzyskania zamierzonego wyniku waha sie w zaleznosci od zawartosci magnezu i cynku w stopie i jest tym nizsza, im stop zawiera mniej obu tych metali. Temperatu¬ ry te utrzymuje sie tak dlugo, az osiagnie sie jednolity roztwór. Nastepnie w drugim okresie, przed którym mozna przeprowa¬ dzic nagle ochlodzenie, nagrzewal sie stopy do temperatur, w których nastepuje wy¬ dzielanie sie w bardzo rozproszonej postaci zwiazku MgZn2iy a takze i czastek zawiera¬ jacych w porównaniu z krysztalami pod¬ stawowej czesci skladowej duze ilosci ma¬ gnezu i skladajacych sie prawdopodobnie ze zwiazku AlsMg2. Najkorzystniejsze tem¬ peratury potrzebne do zupelnego wydzie¬ lenia zwiazku MgZn2 wzglednie wyzej wy¬ mienionych czastek w postaci bardzo roz¬ proszonej róznia sie wprawdzie od siebie, mimo to mozna przez odpowiedni dobór temperatur nagrzewania w zaleznosci od stezenia i od stosunku miedzy cynkiem i magnezem w stopie osiagnac doskonale wy¬ niki pod wzgledem odpornosci stopów prze^ ciw nagryzaniu i pogorszaniu sie ich me¬ chanicznych wlasciwosci przy stykaniu sie ze srodkami nagryzajacymi.Przyklad I. Stop wytloczony np. za po¬ moca prasy pasmowej w profile i zawiera¬ jacy 6% magnezu, 3% cynku, 0,5% man¬ ganu a reszte glinu, który winien ponadto zawierac 0,5% magnezu do zwiazania cyn¬ ku w zwiazek MgZn2 oraz ,,magnez rozpo- rzadzalny" w ilosci 2,5%, wykazywal w pierwotnym stanie nastepujace wlasciwosci wytrzymalosciowe: wytrzymalosc na ro¬ zerwanie — 32,9 kg/mm2, wydluzenie — 26,3%, granice plynnosci przy rozciaga¬ niu — 13,2 kg/mm2, kurczenie sie — 42,8%..; ¦¦¦ Stopi ten poddawano ogrzewaniu do ¦¦-'¦—"¦"V —temperatury mniej wiecej 400° — 440°C tak dlugo, az osiagnieto jednorodne roz¬ dzielenie obu czesci skladowych w glinie w postaci stalego roztworu- Nastepnie nagrze¬ wano stop, ewentualnie po uprzednim na¬ glym ochlodzeniu, w ciagu 2 do 10 godzin do mniej wiecej 200°C. Traktowany w ten sposób stop wykazywal nastepujace me¬ chaniczne wartosci wytrzymalosciowe: wy¬ trzymalosc na rozerwanie — 45 kg/mm2, wydluzenie — 17%, granice plynnosci przy rozciaganiu — 28 kg/mm2, kurczenie sie — 50%.Odpornosc na nagryzanie wyzej wy¬ mienionego stopu oznaczono w ten sposób, ze dobrze polerowane próbki w postaci pre¬ tów zanurzono na przeciag trzech miesie¬ cy w wode morska i badano nastepnie ich wlasciwosci wytrzymalosciowe w sposób zwykly. Okazalo sie, ze osiagniete wyniki nie róznily sie od pierwotnych wlasciwosci pretów próbnych.Przyklad II. Wytloczony stop zawiera¬ jacy mniej wiecej 6%; magnezu, mniej wie¬ cej 4% cynku i 0,3% manganu, przy czym potrzebne byly okolo 0,7% magnezu do zwiazania cynku, a zawartosc ,,magnezu rozporzadzalnego" wynosila 2,3%, wykazy¬ wal w pierwotnym stanie nastepujace wla¬ sciwosci wytrzymalosciowe: wytrzymalosc na rozerwanie — 39 kg/mmL, wydluzenie — 12,5%, granice plynnosci na rozciaganie — 21,2 kg/mm2, kurczenie sie — 24,6%.Stop ten poddawano tej samej obrób¬ ce cieplnej jak w przykladzie I. Ulepszony w ten sposób stop wykazywal nastepujace wlasciwosci wytrzymalosciowe: wytrzyma¬ losc na rozerwanie — 54,2 kg/mm2, wydlu¬ zenie — 10,1%, granice plynnosci na roz¬ ciaganie — 51,2 kg/mm2 i kurczenie sie — 35,0%.Wlasciwosci wytrzymalosciowe ulepszo¬ nego stopu równiez nie zmienily sie, gdy stop ten poddano trzymiesiecznemu dziala¬ niu wody morskiej i nastepnie zbadano jak wyzej.Stopy wedlug wynalazku niniejszego nadaja sie do wytlaczania, walcowania i kucia. Stop, nadajacy sie zwlaszcza do traktowania sposobem wedlug wynalazku niniejszego, zawiera mniej wiecej 4 do 12% magnezu i 2 do 6% cynku, przy czym za¬ wiera i inne nieznaczne dodatki metali sto¬ powych, jak np. mangan. Stop moze zawie¬ rac równiez jako dodatek male ilosci krze¬ mu. PL