PT86268B - Processo para aumentar a temperatura de recristalizacao do aluminio e das suas ligas - Google Patents

Description

CÉGÉDUR SOCIÉTÊ DE TRANSFORMATION DE L'ALUMINIUM PÊCHINEY

PROCESSO PARA AUMENTAR A TEMPERATURA DE RECRISTALIZAÇÃO DO ALUMÍNIO E DAS SUAS LIGAS

A presente invenção refere-se a um processo que permi te aumentar a temperatura de recristalização do alumínio e das suas ligas e minimizara dimensão dos grãos.

Sabe-se que no decurso das transformações dimensionais de um metal no estado solido, como a laminagem, por exemplo, se produz um fenômeno denominado martelagem, quer dizer, a es_ trutura cristalina do metal altera-se; surgem defeitos, deslo cações e células de martelagem.

Se este metal for recozido, evolui para um estado de equilíbrio mais estável que depende da temperatura e da duração do recozimento.

Assim, numa primeira fase denominada de restauração, produz-se uma reestruturação do metal que tende a organizar os defeitos lineares em parede tornada poligonal. Seguidamente, numa fase denominada de recristalização primária, formam-se grãos quase perfeitos em certas regiões, e esses grãos desenvolvem-se ate entrarem em contacto uns com os outros. Finalmen te, o numero de grãos diminui e atinge-se a estrutura recristalizada mais estável, que corresponde a uma superfície mínima de juntas de grãos.

-2Também se sabe que a adição de certos elementos ãs li gas no decurso da sua elaboração, ou mesmo a presença de certas impurezas, podem ter um efeito de abrandamento desta evolu ção, quer dizer, a temperatura ã qual a recristalização prima ria se inicia e então mais alta e que a uma temperatura dada a dimensão dos grãos formados ê menor. Assim, por exemplo, nu merosos autores mostraram o efeito de abrandamento do zircónio para concentrações da ordem de 2000 ppm, quando e precipitado finamente nas subjuntas no momento do recozimento.

Sucede o mesmo com o ferro, mas com concentrações menores e da ordem de algumas centenas de ppm.

A requerente descobriu que este efeito de abrandamento também podia ser obtido por meio de adição de urânio, mas apli cando quantidades deste elemento muito menores do que as de zir conio e de ferro, visto que este efeito se observa para concen trações muito pequenas da ordem de 5 ppm. Daqui resultou o pro cesso, objecto da presente invenção, que permite aumentar a tem peratura de recristalização do alumínio e das suas ligas e mi nimizar a dimensão dos grãos e é caracterizado pelo facto de se adicionarem entre 5 e 1000 ppm de urânio no momento da sua elaboração.

efeito de abrandamento aumenta ã medida que a concen tração de urânio aumenta, mas atinge um máximo proximo de 200 ppm.

A existência de uma limitação da eficácia do efeito re tardador para as concentrações de urânio grandes parece ser de vida ao facto de apenas o urânio que se encontra em solução an tes do recozimento ter actuação.

3Isto ê confirmado por experiências que mostraram que para obter um efeito análogo, é necessário menos urânio quando o metal ê submetido depois da fusão a uma operação de homogenei zação a alta temperatura, em vez de um simples reaquecimento a temperatura mais baixa. Praticamente, o óptimo de concentra ção situa-se a cerca de 50 ppm no primeiro caso e a cerca de 150 ppm no segundo caso.

A requerente observou também que no caso de um simples reaquecimento, se obtinha um efeito análogo diminuindo a quan tidade de urânio tanto mais quanto o metal continha mais ferro.

Tem-se,assim, um efeito combinado destes dois elementos que permite, conforme a pureza em ferro maior ou menor do metal aplicado, completar o efeito deste elemento por meio de uma quan tidade pequena de urânio.

A este efeito retardador do urânio acrescenta-se também o outro efeito, o qual, no caso em que se excede no entanto a temperatura de recristalização, é obter uma minimização da dimensão dos grãos.

A invenção pode ser descrita por meio das figuras 1 a 21, que representam fotografias de estruturas granulares de várias li gas de alumínio que foram excitadas com diversas quantidades de urânio e submetidas a condições particulares de recozimento.

No caso considerado, trata-se de 3 ligas de alumínio do tipo 1085 de acordo com as normas de Aluminium Association que têm a composição seguinte:

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A partir de cada uma delas, preparou-se uma série de 7 barrinhas referenciadas de 1 a 7 para a liga A, 8 a 14 para a liga B, e 14 a 21 para a liga C e de maneira que em cada série de teores de urânio sejam respectivamente 0,.20, 50, 100, 200, 500 e 1000 ppm. Estas barrinhas foram seguidamente submetidas âs transformações seguintes:

- as barrinhas 1 a 7 foram homogeneizadas durante 60 ho ras a 620°C, em seguida temperadas em âgua, laminadas a frio até à espessura de 0,45 mm e a chapa obtida foi recozida durante 1 hora a 350°C;

- as barrinhas 8 a 21 foram reaquecidas a 465°C e mantidas a esta temperatura durante 5 horas, em seguida arrefeci das naturalmente, laminadas a frio até â espessura de 0,45 mm e a chapa obtida foi recozida durante 30 minutos a 310°C.

As estruturas granulares observadas nas chapas recozidas obtidas a partir das 21 barrinhas estão representadas nas figu ras 1 a 21, que correspondem ãs referências das barrinhas.

As estruturas permitem mostrar que se obtêm os resulta dos de cristalização seguintes:

• 9

Ρί d

completamente recristalizado; N.R.: nao recristalizado; fr : fracçao recristalizada.

Deste quadro deduz-se que:

- o efeito do urânio sobre a velocidade de recristalização ê muito sensível a partir de 50 ppm,

- o efeito é muito importante no caso da homogeneização.

Quando o metal e apenas reaquecido, é necessário mais urânio para se obter um efeito análogo,

- no caso do metal reaquecido, o efeito do urânio ê tanto mais acentuado quanto maior for o teor de ferro (compa ração teor ref. C zg teor ref. B),

- o efeito do urânio deixa de aumentar para alem de 200 ppm.

Por conseguinte, a adição de urânio para teores compre endidos entre 50 e 200 ppm tem um efeito de abrandamento numa liga do tipo 108 5 e aumenta, portanto, a temperatura de recris. talização.

optimo de concentração depende da gama de transforma ção do metal:

- 50 ppm aproximadamente se o metal for homogeneizado,

-150 ppm aproximadamente se o metal for reaquecido.

Alem disso, a partir de 200 ppm, o urânio diminui muito o engrossamento do grão, em particular no caso de ligas homogeneizadas a alta temperatura.

A presente invenção é aplicada em particular para a ob tenção de chapas ã base de alumínio destinadas a serem submeti das a um aquecimento a temperatura relativamente elevada, como, por exemplo, o que acompanha as operações de esmaltagem ou de soldadura forte, sem que este tratamento possa alterar as pro priedades mecânicas das referidas chapas.

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo que permite aumentar a temperatura de recristaliza ção do alumínio e das suas ligas e minimizar a dimensão dos grãos, caracterizado pelo facto de s© juntarem entre 5 e 1000 ppm de urânio no momento da sua fabricação.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se juntarem entre 50 e 150 ppm de urânio.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se juntar uma quantidade de urânio menor no caso de o metal ser submetido a uma operação de homogeneização depois do vazamento em vez de um reaquecimento.
4. 4-. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, quando o metal e submetido a uma operação de reaquecimento depois do vazamento, se adicionar uma quantidade de urânio tanto menor quanto maior for o teor de ferro do metal.