PL28755B1 - Stop aluminiowy. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy ulepsze¬ nia stopów aluminiowych, nie poderwa¬ nych obróbce cieplnej w celu polepszenia ich wlasciwosci fizycznych.Dawno juz przy uzyciu aluminium wy¬ kryto, ze czysty metal jako taki nie na¬ daje sie do niektórych celów wskutek je¬ go malej wytrzymalosci nawet po obrób¬ ce na zimno. Wskutek tego tez w zwiazku z zapotrzebowaniem materialu, któryby po¬ siadal lekkosc aluminium i wytrzymalosc zblizona do wytrzymalosci st,atli, zaczeto wytwarzac stopy aluminiowe, poddawane obróbce cieplnej i starzeniu w celu nada¬ nia im maksymalnej wytrzymalosci. Stop aluminiowy, typu duraluiminiowego, zawie¬ rajacy 4%, miedzi, 0,5% magnezu i 0,5% manganu jest dobrze znanym przedstajwi- cielem tego typu stopów kowalnych, pod¬ dawanych obróbce cieplnej. W celu nada¬ nia takim stopom maksymalnej wytrzyma¬ losci, nalezy je utrzymac w temperaturze okolo 510°C przez krótki czas, a nastepnie szybko ochlodzic do znacznie nizszej tem¬ peratury, zwykle do temperatury otocze¬ nia lub temperatury pokojowej. Nastepnie mozna stop pozostawic w temperaturze po¬ kojowej w ciagu kilku dni albo tez ogrze¬ wac go przez kilka godzin do temperatu¬ ry nieco wyzszej w celu przyspieszenia je¬ go starzenia. Stopy obrobione w ten spo¬ sób sa na ogól mniej odporne na nadzera- nie, niz stopy nie poddawane obróbce ciepl¬ nej. Zmniejszenie odpornosci na nadzera- nie posiada szczególnie duze znaczenie w tym przypadku, gdy stop bedzie podlegaldzialaniu slonej wodjr lub wilgotnego po¬ wietrza zawierajacego sól.Jakkolwiek stopy tego typu, poddawa¬ ne obróbce cieplnej, wykazuja wieksza wy¬ trzymalosc, niz stopy nie obrabiane ciepl¬ nie, jednak obróbka ta zwieksza koszty wytwarzania stopu, jak równiez ogranicza zastosowanie go, poniewaz gwaltowne ochladzanie stopu czesto powoduje znie¬ ksztalcenie obrabianego przedmiotu. Sto¬ py nie poddawane obróbce cieplnej mozna spawac bez pogorszenia wlasciwosci fi¬ zycznych miejsc znajdujacych sie obok spoiny, w przeciwienstwie do st dawanych obróbce cieplnej, przy której bu¬ dowa wewnetrzna stopu ulega zmianie. W ostatnich czasach, wobec duzych kosztów, zwiazanych z otrzymywaniem takiego sto¬ pu, odczuwano potrzebe wytwarzania tan¬ szego i wytrzymalszego stopu, nie wymaga¬ jacego stosowania obróbki cieplnej w celu nadania mu dobrych wlasciwosci fizycz¬ nych.Celem wynalazku niniejszego jest wy¬ twarzacie stopu o duzej wytrzymalosci bez stosowania obróbki cieplnej. Wytwa¬ rzany stop nie posiada przy tym wlasciwo¬ sci starzenia sie w zwyklej lub nieco wyz¬ szej temperaturze po szybkim ochlodzeniu go od temperatury odpuszczania oraz wy¬ kazuje duza wytrzymalosc i odpornosc na nadzeranie.Wedlug wynalazku niniejszego iprzez dodanie do aluminium okolo 0,1 — 3,5% magnezu, 0,05 — 0,45% miedzi, 0,1 —1,0% manganu i 0,1 — 0,5% chromu, otrzymu¬ je sie stop wykazujacy w jednakowych warunkach obróbki na zimno lub wyzarza¬ nia lepsze wlasciwosci mechaniczne, niz inne nie poddawane obróbce cieplnej sto¬ py. Stop ten, w porównaniu ze zwyklymi stopami dotychczas juz stosowanymi, po¬ siada niezwykle duza wytrzymalosc na, roz^ rywanie oraz wysoka granice plynnosci, nawet w stanie wyzarzonym. Granica plyn¬ nosci mierzy sie naprezeniem, przy któ¬ rym pret, wykonany z da,nego stopu, zaczy¬ na wydluzac sie — plynac przy poddawa¬ niu go rozciaganiu. Wartosci wydluzenia stppu wedlug wynalazku sa równiez duze w porównaniu z innymi stopami o podob¬ nej wytrzymalosci. Te wla/sciwosci stopów wedlug wynalazku zasadniczo nie ulegaja zmianie w razie wielokrotnego ogrzewa¬ nia i ochladzania ich, w przeciwienstwie do stopów podda,wanych obróbce cieplnej.Takie wyjatkowe zachowanie sie stopu wytwarzanego wedlug wynalazku niniej¬ szego w razie wielokrotnego ogrzewania i ochladzania go zalezy prawdopodobnie od zupelnego rozpuszczania sie magnezu i miedzi w aluminium w róznych tempera¬ turach. W odróznieniu od zwyklych sto¬ pów poddawanych obróbce cieplnej stop wytwarzany wedlug wynalazku, po ochlo¬ dzeniu go od 510°C do temperatury poko¬ jowej, nie tworzy przesyconego roztworu stalego. Ani w temperaturze pokojowej w ciagu kilku dni, ani tez podczas ponowne¬ go ogrzewania nie wystepuje w nim jaka¬ kolwiek zmiana jego budowy wewnetrz^ nej. W ponizszej tabeli podano sklad che¬ miczny stopów badanych, przy czym sto¬ py A, B i C zostaly wytworzone wedlug wynalazku, natomiast stopy D, E i F sa to szeroko stosowane zwykle stopy nie pod¬ dawane obróbce cieplnej.Procentowy sklad stopu: Stop A B 0 D E F • Mg 3,11 3,09 .1,37 — 1,0 — Mn 0,50 0,52 0,52 1,25 1,25 — Cu 0,41 0,21 0,42 — — — Cr 0,26 0,26 0,25 — — — Si 5,0 Stopy te przerobiono na arkusze przez zwykle walcowanie na goraco i na zimno z niezbednym wyzarzeniem posrednim. — 2 —Próbki pobrane z otrzymanych arkuszy poddano badaniu w stanie „pelnej twardo¬ sci" albo po przewalcowairiu ich na zimno i po wyzarzeniu. W ostatnio wymienio¬ nym przypadku material przewalcowany na zimno wyzarzono w temperaturze oko¬ lo 413°C w celu usuniecia ewentualnych naprezen, wynikajacych z obróbki na zim¬ no. Termin „pelna twardosc" dotyczy me¬ talu poczatkowo zupelnie miekkiego lub calkowicie wyzarzonego, którego grubosc zmniejszono o 75«/o lub wiecej przez wal¬ cowanie na zimno.Wyzszosc stopów, wytworzonych we¬ dlug wynalazku niniejszego, w stanie wy¬ zarzonym w porównaniu ze zwyklymi sto¬ pami uwidoczniono nizej.Arkusz wyzarzony Stop A B ¦0 D E F wytrzyma¬ losc na rozrywanie kg/cm2 2706,55 2650,31 2073,85 1124,80 1827,80 1124,80 Granica wydlu- plynnosci zenie kg/cm2 % próbka (50,8 mm) 1286,49 1258,37 836,57 351,50 703,00 351,50 22,2 21,8 19,7 40,0 20,0 40,0 Stepy A, B i C wykasuja wieksza wy¬ trzymalosc w porównaniu ze stopami D E i F z jednoczesnym zachowaniem zado¬ walajacego wydluzenia. Stop E, uwazany dotychczas za jeden z najlepszych jpod wzgledem wlasciwosci mechanicznych sto* pów nie poddawanych obróbce cieplnej, jest pod wzgledem wytrzymalosci mechar- nicznej znacznie gorszy od stepów A i B (wytrzymalosci na rozrywanie oraz gra¬ nicy plynnosci).Dalszym dowodem lepszej jakosci sto¬ pów wytwarzanych wedlug wynalazku sa dobre fizyczne wlasciwosci materialu, wal¬ cowanego w stanie twardym czyli na zim¬ no. Ponissaa tabela ^podaje wlasciwosci fi¬ zyczne stopów wytwarzanych wedlug wy¬ nalazku i stopów obecnie stosowanych.Stopy walcowane na zimno Stop A B C D E F wytrzyma¬ losc na rozrywanie kg/cm2 4407,81 4196,91 3388,46 2038,70 2952,60 2038,70 Granica wydlu- plynnosci zenie kg/cm2 % próbka (50,8 mm) 3950,86 3782,14 3149,44 1757,50 2671,40 1827,80 5,2 4,8 4,2 4,0 3,0 10,0 Stalosc fizycznych wlasciwosci stopów wytwarzanych wedlug wynalazku niniej¬ szego, w warunkach, powodujacych zwy¬ kle wzrost wytrzymalosci w stopach (pod¬ dawanych obróbce cieplnej, przedstawiono w (podanych ponizej tabelach. Próbki pierwszej grupy ogrzewano do 510QC w ciagu 15 minut a ochlodzono; natomiast próbki idrugiej grupy poddawano takiej samej obróbce .poczatkowej a nastepnie starzeniu przez ponowne ogrzewanie do 160°C w ciagu 18 godzin.Stopy obrobione cieplnie Stop A B C Stop wytrzyma¬ losc na rozrywanie kg/cm2 2748,73 2551,89 2073,65 wytrzyma¬ losc na rozrywanie kg/cm2 Granica wydlu- rróbka plynnosci zenie kg/cm2 % (50,8 mm) 1314,61 1181,04 ^878,75^ 15,8 20,8 21,3 Granica plynnosci YJ£- P^ka zenie % (50,8^ mm) Stopy poddane obróbce cieplnej i starzeniu.A 2889,33 1511,45 21,7 B 2643,28 1286,49 22,0 C 2151,18 956,08 19,3 — SZ powyzszych danych oraz z danych otrzymanych w odniesieniu do stopów wyzarzonych wynika, ze w stppach ogrze¬ wanych zachodzi zaledwie drobna ztmiajia wytrzymalosci. Z danych tych wynika równiez, ze przy starzeniu stopów nie za¬ chodzi w nich zadna zmiana/wytrzymalo^ sci, co mozna wyjasnic w ten sposób, ze wszystkie skladniki, rozpuszczalne w wy¬ sokiej temperaturze, pozostaja w roztwo¬ rze równiez w temperaturach zwyklych lub slabo podwyzszonych np. do 100°C.Duza odpornosc stopów, wytwarzanych wedlug wynalazku, na nadzeranie mozna stwierdzic za pomoca prób, polegajacych na zanurzaniu i na przemian usuwamiu próbki z wodnego 5,26%-owego roztworu chlorku sodu ,i 0,3%owego roztworu nad¬ tlenku wodoru. Próbki ze stopu aluminio¬ wego zawierajacego 4% miedzi, 0,5% ma¬ gnezu i 0,5% manganu, poddawanego ob¬ róbce cieplnej, a nastepnie ochlodzone i poddane starzeniu badano równolegle z wyzarzonymi próbkami stopów A, B i C.Stop obrabiany cieplnie poddano próbie przez 24 godzin, podczas gdy inne .stopy badano w ciagu jeszcze dalszych 24 godzin, czyli, ze poddawano je calkowitej próbie trwajacej bez przerwy 48 godzin. Pogor¬ szenie fizycznych wlasciwosci stopów w porównaniu z ich pierwotnymi wlasciwos¬ ciami wyrazono poczatkowo w nastepuja¬ cej tajbeli.Procentowa strata fizycznych wlasciwosci stopów nagryzionych.Stop Poddanyobrób ce cieplnej (4% Cu, 0,$%Mg ^ni^T" Garnca wydlu- losc na i / . y . ro7rvwanip Plynn

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Stop aluminiowy, znamienny tym, ze zawiera okolo 0,1 — 3,5% (najlepiej 1,5 — 3%) magnezu, 0,05 — 0,45% (najle¬ piej 0,2 — 0,4%) miedzi, 0,1 — 1% (naj¬ lepiej 0,4 — 0,8%) manganu oraz 0,1 — 0,5% (najlepiej 0,15 — 0,4%) chromu, przy czym reszte stopu stanowi alumi¬ nium. Aluminium L i m i t e d. Zastepca: inz. B. Muller, rzecznik patentowy. DRUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL