Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungskorrosion von verformten Produkten aus praktisch kupferfreien Aluminiumlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren .zur Verbesse rung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungs korrosion von verformten Produkten, die aus einer praktisch kupferfreien Aluminiumlegierung hergestellt sind, die .3,5-6 . ö Zink, 0,75-4,3 % Magnesium, 0;
05 bis 0,75 % Mangan und 005-0,30 % -Chrom enthält, :wobei ,der Rest mindestens zum grössten Teil aus Aluminium besteht.
Aluminiumlegierungen, .die wesentliche Mengen Zink :und Magnesium enthalten, sind seit vielen Jahren be kannt, und es ist ebenfalls bekannt, dass diese Legierun- gen .eine hohe Festigkeit entwickeln, -wenn sie vergü- tungs- bzw. lösungsgeglüht und alterungsgehärtet wer den.
Es ist -jedoch beobachtet worden, dass -nicht alle diese Legierungen auf die gleiche Behandlung in der :gleichen Weise ansprechen und -däss -durch eine unange- -massene Wärmebehandlung die Korrosionsbeständigkeit .nachteilig beeinflusst werden -kann.
Ein weiterer Faktor, .der einen starken Einfluss auf :die Eigenschaften -dieses Legierungstyps ausübt, ist die Gegenwart von anderen Legierungselementen. :
Unter den Elementen, die häufig in Kombination mit Zink und Magnesium verwendet werden, befindet sich das -Kupfer, .das -gewöhnlich aus dem Grunde zugesetzt wird, um eine Erhöhung der Festigkeit zu bewirken. Obgleich das Kupfer in dieser Beziehung günstige Wirkungen -ausübt, ändert es das Verhalten -der Legierungen in einer korrodierenden Um gebung,
und zur Beseitigung sämtlicher nachteiliger Wirkungen sind oftmals spezielle Verfahren erforderlich.
#Obgleich -grosse Anstrengungen .unternommen wor den sind, Aluminiumlegierungen -init immer grösserer Festigkeit herzustellen, besteht doch noch ein Bedarf an Legierungen, die -einen mässigen Festigkeitsbereich .aufweisen und die sich nach sämtlichen üblichen Ver fahren, wie z. B. durch Walzen, Schmieden bzw.
Kneten, Auspressen und dergleichen, leicht bearbeiten lassen. Erfindungsgemäss wurde nun gefunden, dass eine maxi male Kombination =der ;
gewünschten Eigenschaften 'bei geschmiedeten Produkten erzielt werden kann, wenn man Körper aus Aluminium-Zink-Magnesium-Legierun- gen, die genau geregelte Mengenanteile Zink und Ma gnesium enthalten, einer bestimmten Folge von Wärme behandlungen unterwirft, wobei die Behandlungen in einigen Fällen mit -dem Gussblock oder irgendeinem anderen Ausgangsprodukt, aus dem die geschmiedeten Produkte hergestellt werden, beginnen.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit verformter Produkte aus bestimmten praktisch -kupferfreien Aluminiumlegierun- gen, ohne dass ihre Festigkeit in irgendeiner Weise be einträchtigt wird, wobei insbesondere sowohl die Fe- stigkeit als auch die Beständigkeit gegen Rissbildung durch Spannungskorrosion der genannten Legierungen über die Werte hinaus erhöht wird,
die normalerweise nach einer Alterungshärtung bei lediglich einer Tempe ratur erzielt werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von warmverformten Produkten aus bestimmten praktisch kupferfreien Alu- minium-Zink-MagnesiumLegierungen, wodurch sowohl die Festigkeit als auch die Beständigkeit gegen Rissbil- dung durch Spannungskorrosion dieser Produkte -ver bessert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Entdeckung, dass eine kupferfreie Aluminiunilegierung, die die oben angegebene Zusammensetzung hat, wobei der Zinkgehalt nicht geringer als der Magnesiumgehalt ist, auf eine bestimmte Folge von Wärmebehandlungen in spezieller Weise anspricht und dabei ein -Produkt .mit einer ungewöhnlichen Kombination von Eigenschaf ten liefert.
Insbesondere ist die als Ergebnis dieser Be handlungen -entwickelte Festigkeit grösser als bei den in der Technik üblichen einstufigen Alterungsbehandlun- gen,und das Produkt ist gegen Rissbildung infolge Span nungskorrosion praktisch beständig.
Im Gegensatz zur allgemeinen -Erfahrung mit Aluminium-Zink-Magne- sium-Legierungen wurde gefunden, ,dass -die oben -ge- nannten Legierungen eine hohe Beständigkeit gegen Rissbildung durch Spannungskorrosion erreichen, ohne dass eine übermässige Alterung (Übervergütung) erfor derlich ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, dass man einen aus dieser Legierung be stehenden Körper einer Lösungsglühbehandlung inner halb des Temperaturbereichs von 371-521 C, jedoch unterhalb der Temperatur, bei der irgendeine Legie rungsphase zu schmelzen beginnt, unterwirft und den Körper mindestens so lange innerhalb dieses Tempera turbereichs hält, bis eine praktisch vollständige Auflö sung des Zinks und des Magnesiums eingetreten ist, dass man das lösungsgeglühte Produkt mit einer Ge schwindigkeit von nicht mehr als 111 C je Sekunde auf Raumtemperatur abkühlt,
dass man das abgekühlte Pro dukt mindestens 72 Stunden bei Raumtemperatur hält, dass man das Produkt danach in zwei Stufeh altert, in dem man zunächst in einer ersten Stufe auf 93-121 C erhitzt und 4-24 Stunden innerhalb dieses Temperatur bereiches hält, worauf man in einer zweiten Stufe, das teilweise gealterte Produkt auf l38-160 C erhitzt und 8-24 Stunden innerhalb dieses. Temperaturbereichs hält, und dass man schliesslich auf Raumtemperatur abkühlt.
Es wurde gefunden, dass die Zugfestigkeiten und Streckgrenzen der Produkte durch diese Folge von Be handlungen im Vergleich zu den Werten, die bei der üblichen einstufigen Alterungstemperaturbehandlung er halten werden, um 141 kg/ cm2 und mehr erhöht werden können, woraus ersichtlich ist, dass keine Übervergütung eingetreten ist.
Die Beständigkeit gegenüber der Riss- bildung bei Spannungsbeanspruchung unter korrodieren den Bedingungen ist ebenfalls höher als bei den handels üblichen bekannten geschmiedeten Produkten aus Alu minium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierungen, die die übliche Lösungsglühbehandlung und Alterungshärtungs- behandlung erhalten haben, und auch höher als diejenige von Produkten aus den kupferfreien Legierungen, die le diglich eine einstufige Alterungsbehandlung erhalten ha ben.
Die für die Erfindung in Betracht kommenden Le gierungen müssen Zink und Magnesium innerhalb der folgenden Grenzen aufweisen, damit sich bei der Wärmebehandlung die gewünschten Eigenschaften ent wickeln können. Es müssen mindestens 3,5 % und nicht mehr als 6 % Zink vorhanden sein, während der Ma gnesiumgehalt innerhalb des Bereichs von 0,75-4,3 Gew. % liegen muss. Der Magnesiumgehalt soll dabei zweckmässig den Zinkgehalt nicht überschreiten.
Wenn geringere Mengen von Zink und Magnesium zugegen sind, entwickeln die Produkte nicht die gewünschte Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, während ander seits grössere Mengen zu Verarbeitungsproblemen so wie zu einer Verschlechterung in bezug auf eine oder mehrere der gewünschten Eigenschaften führen.
Obgleich Zink und Magnesium die Hauptlegierungs- bestandteile sind, wurde gefunden, dass ausserdem noch verhältnismässig geringe Mengen Mangan und Chrom vorliegen müssen. Diese Elemente sind beim Giessen und Bearbeiten der Legierungen vorteilhaft und tragen ausserdem zur Verbesserung der Korrosionsbeständig keit bei. Geringere Mengen als die oben angegebenen haben nicht die gewünschte Wirkung, während grössere Mengen zu Giess- und Verarbeitungsproblemen führen.
Zur Verbesserung der Eigenschaften des Produktes kön nen gegebenenfalls ausserdem 0,05-0,30 % Zirkonium, 0,01-0,15 % Titan und/oder 0,0005-0,02 % Bor zugege ben werden.
In den Legierungsprodukten sind im allgemeinen die üblichen Verunreinigungen, wie Eisen und Silicium, enthalten, doch sollte der Gesamtgehalt an Eisen plus Silicium 0,6 % nicht überschreiten. Kupfer kann als Ver unreinigung zugegen sein, doch sollte seine Menge 0,10 nicht überschreiten. Aus diesem Grunde werden die Le gierungen als praktisch kupferfrei bezeichnet.
Die Legierungen können nach den für Aluminium legierungen dieses Typs üblichen Verfahren erschmol zen, gegossen und verformt werden. Zum Beispiel kann dem Körper zur Warmverformung unmittelbar vor der Warmverformung eine Lösungsglühbehandlung erteilt werden, wobei der Körper dann bei einer Temperatur innerhalb des Lösungsglühtemperaturbereiches geformt und das warmverformte Produkt sodann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird,
wie es weiter unten ausführlicher beschrieben wird. In anderen Fällen wird an den geschmiedeten Produkten eine Lösungsglühbe- handlung vorgenommen und nach Abschluss dieser Be handlung mit einer Geschwindigkeit unterhalb des weiter unten angegebenen Maximalwertes auf Raumtemperatur abgekühlt.
Auf jeden Fall muss der Legierungskörper auf eine Temperatur von 371-52l C, jedoch nicht oberhalb der Temperatur, bei der irgendeine der Le gierungsphasen zu schmelzen beginnt, erhitzt und inner halb dieses Temperaturbereiches mindestens so lange gehalten werden, bis eine praktisch vollständige Auf lösung der Bestandteile Zink und Magnesium eingetre ten ist. Die zur Erzielung der Auflösung erforderliche Zeitdauer hängt von der Dicke des Körpers, der Grösse der Charge, die behandelt wird, und natürlich der Tem peratur der Behandlung ab. Bei der Behandlung von Blech z. B. kann die Behandlungszeit nur 3 oder 4 Min.
betragen, während zur Behandlung eines Gussblockes oder eines grossen geschmiedeten Produktes eine längere Zeit erforderlich ist, d. h. gewöhnlich eine 1- bis 8stün- dige Behandlung bei der gewünschten Temperatur, was bedeutet, dass das zu bearbeitende Material eine längere Zeit innerhalb des Ofens oder irgendeiner anderen ver wendeten Erhitzungsvorrichtung gehalten wird. Als all gemeine Regel mag gelten,
dass zur Behandlung der Le gierungskörper im unteren Teil des Temperaturbereichs längere Zeiten erforderlich sind als im oberen Teil des Bereichs. Zur Erzielung bester Ergebnisse wird die Lö- sungsglühbehandlung vorzugsweise bei einer Tempera tur innerhalb des Bereichs von 399-466 C durchge führt.
Wenn der lösungsgeglühte Legierungskörper warm verformt werden soll, kann der heisse Körper in die Metallbearbeitungsvorrichtung übergeführt und sodann innerhalb des Temperaturbereichs von 371-521 C warmverformt werden, d. h.
oberhalb der Mindesttem peratur für die Lösungsglühbehandlung. Wahlweise kann der lösungsgeglühte Legierungskörper auch auf Raum temperatur abgekühlt und später zur Bearbeitung inner halb des oben angegebenen Wärmebehandlungsbereiches erneut erhitzt werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass eine Auflösung des Zinks und des Magnesiums sichergestellt ist. Das Warmverformen kann ein Walzen, Auspressen bzw. Strangpressen, Schmieden bzw.
Kneten, Pressen und dergleichen oder Kombinationen dieser Ver fahren einschliessen. Es versteht sich, dass unter den obi gen Bedingungen der Legierungskörper für eine längere Zeit innerhalb des Lösungsglühtemperaturbereiches ge halten werden kann, als für eine Auflösung des Zinks und Magnesiums erforderlich ist, doch ist dies nicht schädlich. Es ist auf jeden Fall wichtig, dass die Auf lösung durchgeführt wird, ehe die Stufe des Abkühlens auf Raumtemperatur eingeleitet wird.
Nach Beendigung der Lösungsglühbehandlung bzw. Vervollständigung der Warmverformung des Produktes wird mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit, die 111 C je Sekunde nicht überschreitet, abgekühlt. Diese Geschwindigkeit ist im Vergleich zu derjenigen, die bei der Abschreckung z. B. in kaltem Wasser vorliegt, wo die durchschnittliche Abkühlungsgeschwindigkeit 1110 C je Sekunde beträgt, gering. Im Falle eines nach der Lösungsbehandlung stranggepressten oder kaltge walzten Gegenstandes kann das Produkt fortschreitend in dem Masse abgekühlt werden, wie es die Auspressdüse bzw. die Walzen verlässt. Im Falle eines Schmiedens bzw.
Kneteis wird der bearbeitete Gegenstand nach der Ent fernung aus der Schmiedevorrichtung abgekühlt. Es wurde gefunden, dass höhere Abkühlungsgeschwindig keiten von mehr als 111 C je Sekunde nachteilige Wir kungen auf die Beständigkeit gegenüber der Rissbildung bei Spannungsbeanspruchung unter korrodierenden Be dingungen ausüben. Auf der anderen Seite kann der Abkühlvorgang im allgemeinen nicht über eine in der Fertigungsanlage tragbare Zeitdauer hinaus verzögert werden.
Gewöhnlich wird es sich um Minuten handeln, wenn einzelne Produkte oder kleine Gruppen von Pro dukten gehandhabt werden, doch können zur Abküh lung eines grossen Ansatzes von Produkten bzw. von Produkten mit grossem Querschnitt längere Zeiten er forderlich sein. Das verwendete Abkühlmedium kann je nach der Masse der abzukühlenden Produkte variie ren. Für Produkte mit geringerem Querschnitt, die direkt nach der Lösungsglühbehandlung abgeschreckt werden sollen, kann heisses bzw. kochendes Wasser an gemessen sein, doch kann bei Produkten mit grösseren Querschnitten wegen der geringen Wärmeübertragung, die bei diesen Produkten vorliegt, ein drastisches wir kendes Kühlmedium verwendet werden.
Wenn es sich darum handelt, das warmverformte Produkt abzuküh len, kann ein Luftstrahl oder ein Wassersprühstrahl aus reichend sein, um die verzögerte Kühlgeschwindigkeit zu erzielen. Es wurde gefunden, dass Abkühlungsge schwindigkeiten von nur 2,2 C je Sekunde zu zufrieden stellenden Ergebnissen führen.
Die verzögerte Abkühlung des lösungsgeglühten Produktes - gleichgültig, ob eine Warmverformung statt gefunden hat oder nicht - scheint zu einer besonderen Struktur zu führen, die für den Erfolg der zweistufigen Alterungshärtungsbehandlung erforderlich ist.
Obgleich es nicht möglich ist, den genauen Charakter dieser Struktur zu definieren, liegen anscheinend doch genü gend Beweise dafür vor, dass ein Zustand entwickelt wird, der zu dem anschliessenden Alterungshärtungsver- fahren in enger Beziehung steht und die Erzielung einer hohen Beständigkeit gegenüber der Rissbildung bei Span nungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen gestattet. Ein rasch abgekühltes Produkt scheint die er forderliche Struktur bzw. den erforderlichen inneren Zu stand nicht zu besitzen.
Im Anschluss an das Abkühlen auf Raumtemperatur muss das Produkt mindestens 72 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden, ehe mit der zweistufigen Behandlung der Alterungshärtung fortgefahren wird. Die Produkte können in Anpassung an die jeweiligen Er fordernisse in der Fertigungsanlage sowie in Abhängig keit von einer gegebenenfalls erfolgenden Weiterbeför- derung bzw. einem Versand auch längere Zeiten gela gert werden, doch wird in bezug auf die Eigenschaften des Endproduktes bei einer solchen Verlängerung der Zeit kein Vorteil erzielt.
Ohne diese Lagerungszeit schei nen die geeigneten Bedingungen für ein Ansprechen auf die zweistufige Alterungshärtungsbehandlung nicht vor zuliegen, und wenn die Lagerungszeit nicht mindestens 72 Stunden beträgt, wird die gewünschte Festigkeit des Endproduktes nicht erreicht. Während dieser Zeit scheint eine gewisse spontane Alterungshärtung aufzu treten, wie sich an einer Zunahme der Festigkeit er kennen lässt. Auf jeden Fall aber ist die Zunahme der Festigkeit mit derjenigen des fertig behandelten Produk tes nicht zu vergleichen.
Vom theoretischen Standpunkt aus kann angenommen werden, dass, wenn irgendeine Alterungshärtung stattfindet, diese zu einem Ausschei dungsmuster bzw. zu irgendeinem die Ausscheidung an regenden Zustand führt, und dass diese Erscheinung die spätere Ausscheidung regelt bzw. lenkt. Unabhängig da von, ob eine derartige Erklärung zutrifft oder nicht, wurde jedenfalls gefunden, dass die Lagerung bei Raum temperatur eine Vorbedingung für die sich anschliessende und letzte Alterungshärtungsbehandlung ist.
Ehe mit der Alterungshärtungsbehandlung fortge fahren wird, kann es wünschenswert sein, die geschmie deten Produkte auszurichten bzw. restliche Spannungen auf ein Minimum zu verringern, indem ein geringes Ausmass an Kaltverformung vorgenommen wird, ge wöhnlich um weniger als 5 %. Dieses Ausmass an Kalt verformung hat auf die Eigenschaften des Endproduktes keine nachteilige Wirkung.
Die zweistufige Alterungshärtungsbehandlung be steht darin, dass das gelagerte Produkt zunächst auf eine Temperatur zwischen 93 und 121' C erhitzt und 4 bis 24 Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird. Die Auswahl der jeweiligen Temperatur und der jeweiligen Behandlungszeit richtet sich nach ähnlichen Faktoren, wie sie die Lösungsglühbehandlung beeinflussen. Der angegebene Temperatur- und Zeitbereich ist wichtig, denn bei niedrigeren Temperaturen und kürzeren Zeiten tritt die erforderliche Alterungshärtung nicht ein.
Auf der anderen Seite führen höhere Temperaturen und längere Zeiten zu einer überalterung bzw. einer über vergütung, ein Zustand, der vermieden werden muss.
Nach Abschluss der ersten Stufe kann das Produkt auf Raumtemperatur abgekühlt und für die zweite Stufe erneut erhitzt werden. Das Produkt kann aber auch un mittelbar auf die höhere Temperatur erhitzt werden. In jedem Falle wird das Produkt dann auf eine Temperatur zwischen 138 und 160 C erhitzt und innerhalb dieses Temperaturbereiches 8-24 Stunden gehalten. Danach wird das Produkt auf Raumtemperatur abgekühlt. Diese Temperaturen und Zeiten sind in bezug auf die Erzie lung einer hohen Festigkeit und praktischen Beständig keit gegenüber der Rissbildung bei Spannungsbeanspru chung unter korrodierenden Bedingungen, ohne dass eine Übervergütung vorliegt, von ausschlaggebender Be deutung.
Es versteht sich, dass die Eigenschaften des Endpro duktes von der Art der Bearbeitung, die die Legierung erfahren hat, und der Richtung innerhalb des Produktes abhängig ist, in der die Eigenschaften bestimmt werden, d. h. ob in Längsrichtung, d. h. parallel zur Bearbei tungsrichtung, oder quer dazu.
In bezug auf die me chanischen Eigenschaften wurde gefunden, dass die Mindestzugfestigkeit, die das Endprodukt kennzeichnet, in-der-Grössenordnung von 29.50 kg/cm2-und-dtie.;Streck- -grenze bei rwindestens etwa 2460 kg/cm2 liegt.
Die .oben beschriebene Behandlung der Legierungs- produkte führt -im Vergleich zu in üblicher Weise behan- .delten geschmiedeten Produkten zu einer -verbesserten Beständigkeit -gegenüber -der Rissbildung bei.Spannungs- _beanspruchung unter <RTI
ID="0004.0025"> .korrodierenden Bedingungen. =Diese Eigenschaft wird gewöhnlich rnit Hilfe :eines be- schleunigten Korrosionsprüfver$uches bestimmt, ,bei dem Prüfkörper :spannungsbeansprucht werden, während :
sie .einem korrodierenden Medium ausgeseizt sind. Erfin- :dungsgemäss wurden zwei Verfahren der .Spannungs beanspruchung angewendet, um die Empfindlichkeit :
der -Produkte gegenüber der Spannungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen zu bestimmen. Bei dem einen Verfahren wird der Prüfkörper unter :
eine .Span- .nung -entsprechend 75 % seiner Streckgrenze gebracht, -und @bei,detn anderen Prüfverfahren werden Blechprobe- stücke in Form von -Streifen um einen ,Dorn @herumge- bogen, :
um .eine aU-fönmige Biegung zu erzeugen. Bei denn letzteren Prüfversuch wurden :die Streifen in ihre Ver- suchsstellung einspringen .bzw. ;
gelassen" um sie in eine stark gebogene Gestalt zubringen. Dieser Prüfversuch" bei dem der Prüfkörper also unter kon- stanter Durchbiegung .geprüft wird,
wird ausführlicher in einem Aufsatz in der American .S.aciety for Testing Materials Speeial Technical Publication I@Ir. 64, Seiten 255-272 (1944.),
beschrieben. Bei. beiden -Prüfversuchen werden die Prüfkörper abwechselnd in eine wässrige 3,5 % ige NaC1:
Lösung .eingetaucht und wieder -heraus- gehoben. Wenn sämtliche -Prüfkörper einer Gruppe.eine Versuchsdauer von 40 Tagen ohne ein Reissen .bzw. Zerbrechen überstehen,
können sie als gegenüber einer Rissbildung bei Spannungsbeanspruchung unter korro- dierenden Bedingungen praktisch beständig angesehen werden.
Ein weiterer -beschleunigter Korrosionsprüfversuch, .derin:erfolgreicher Weise Azur BestimmungAer Empfind- lichkeit derartiger Metallkörper .gegenüber der Span nungsbeanspruchung :unter :korrodierenden Bedingungen verwendet worden :
ist, -besteht darin, dass der Prüfkörper .unter .eine Spannung, die 75 % der Streckgrenze ent- .spricht, gebracht und in eine -wässrige Lösung einge tauchtwird, ..die 3.00 g NaCl und 20 g Na2Cr04 je -Liter .enthält ;
und mit -destilliertem Wasser angesetzt -worden ist. In die :Lösung wird weiterhin .eine geeignete Ka thode, wie z. B. eine aus einem Platindrahtsieb beste hende Kathode, :
eingetaucht. .An das .System wird dann von .aussen .eine Spannung angelegt, um .den .unter -Span- :mung stehenden Prüfkörper mit einem Potential von 100 mV zur Anode zu machen. Wenn der Prüfkörper eine Versuchsdauer von 24 Stunden ohne ein Reissen übersteht, ist er ;
gegenüber der Rissbilduttg bei Span- nungsbeanspruchung unter korrodierenden Bedingungen .als -.hochbeständig anzusehen.
Die durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielte Verbesserung wird durch die folgenden Vergleichsbei spiele erläutert, bei denen Blechprüfkörper von 1,62 mm Dicke verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen und -anschliessend -geprüft wurden. Die Zugfestigkäits- eigenschaftenwurden an Standardprüfkörpern bestimmt,
und die Prüfkörper für die Korrosionsprüfversuche -wur den wie -öben beschrieben kaltgeformt, ehe sie dem korrodierenden 'Medium ausgesetzt wurden.
Die beiden Legierungen, die für die Versuche verwendet wurden, hatten die folgenden nominellen Zusammensetzungen:
a) 4 % Zink, 2 % Magnesium, 0,3 % Mangan, -0,1 Chrom, Rest Aluminium; b) 4 % Zink, 3 % Magnesium, 0;05 % Mangan, 0,1 % Chrom, Rest Aluminium. Anga- ben über die -durchgeführten Wärmebehandlungen fin- den sich in:
der -folgendenTabelle.
EMI0004.0241
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Wärmebehandlungsplan
<tb> Lösungsglüh- <SEP> Lagerung
<tb> Legierung <SEP> Nr@ehandlungs- <SEP> Behandlung <SEP> 'Std. <SEP> Kühlmedium <SEP> bei <SEP> <B>Raum-</B>terungsbehandlung
<tb> ip' <SEP> C <SEP> Std. <SEP> @emp. <SEP> aC <SEP> "Std.
<tb> ' <SEP> Tip' <SEP> QC <SEP> temperatur
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> kaltes <SEP> Wasser <SEP> ja <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 2 <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> siedendes <SEP> Wasser <SEP> ja <SEP> 1-07 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 493 <SEP> 1.
<SEP> stillstehende <SEP> Luft <SEP> nein <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 4 <SEP> 493 <SEP> 1 <SEP> stillstehende <SEP> Luft <SEP> ja <SEP> 107 <SEP> 8 <SEP> 149 <SEP> 16
<tb> 5 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> kaltes <SEP> Wasser <SEP> nein <SEP> 121 <SEP> 48
<tb> 6 <SEP> 399 <SEP> 1 <SEP> siedendes <SEP> Wasser <SEP> J.a <SEP> 107 <SEP> $ <SEP> 149 <SEP> 16 DieRTI ID="0004.0242" WI="43" HE="4" LX="265" LY="2061"> -Abkühlungsgeschwindigkeit \des Bleches betrug in kaltem Wasser 111 :C je Sekunde, in siedendem Wasser -nicht mehr als 22';
C je Sekunde und in stillstehender Luft :etwa 2;2 C je Sekunde. Die Lagerung bei Raum- -temperatur wurde über einen Zeitraum von 72 Stunden -oder Hager durchgeführt.
Die durchschnittlichen Zugfestigkeitseigenschaften .der -nach .dem obigen Plan behandelten Prüfkörper sind in:
äer folgenden Tabelle Il. angegeben.
EMI0004.0268
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Zugfestigkeitseigenschaften
<tb> Legierung <SEP> Behandlung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> "Streckgrenze <SEP> Dehnung
<tb> Nr. <SEP> <U>(xglcm2) <SEP> (kglcm2) <SEP> (%)</U>
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 4010 <SEP> 3530 <SEP> 13
<tb> 2 <SEP> 4170 <SEP> <B>3700</B> <SEP> 14
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 4430 <SEP> 35,80 <SEP> 14.
<tb> 4 <SEP> 4640 <SEP> 3940 <SEP> 13
<tb> <B><I>5</I></B> <SEP> 4710 <SEP> -41'50 <SEP> 13
<tb> 6 <SEP> 4850 <SEP> 4280 <SEP> 13 Es ist ersichtlich, dass die zweistufige Behandlung in jedem einzelnen Falle zu einer Verbesserung der Zug festigkeitseigenschaften geführt hat.
Es ist weiterhin fest zustellen, dass bei der Abkühlung mit Hilfe von Luft die Lagerung bei Raumtemperatur günstige Wirkungen auf die Zugfestigkeit und die Streckgrenze hatte.
Bei den Korrosionsprüfversuchen wurden die Prüf körper aus den Behandlungsgruppen 1 und 2 der Legie rungen A und den Behandlungsgruppen 3 und 4 der Le gierung B einen konstanten Durchbiegungsprüfversuch unterworfen, während die Behandlungsgruppen 5 und 6 der Legierung B einer Spannung entsprechend 75 % ihrer Streckgrenze ausgesetzt wurden, während sie dem korro dierenden Medium ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfversuche sind in der folgenden Tabelle III angegeben.
EMI0005.0008
<I>Tabelle <SEP> I11</I>
<tb> Ergebnisse <SEP> der <SEP> Prüfung <SEP> auf <SEP> Beständigkeit <SEP> gegenüber
<tb> Rissbildung <SEP> bei <SEP> Spannungsbeanspruchung <SEP> unter
<tb> korrodierenden <SEP> Bedingungen
<tb> Legierung <SEP> Beh <SEP> Ndlung <SEP> .Lage <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Reissen <SEP> bzw. <SEP> Brechen
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 2 <SEP> Tagen
<tb> A <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 97 <SEP> Tagen, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 112 <SEP> Tagen,
<tb> 1 <SEP> noch <SEP> in <SEP> Prüfung
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 19 <SEP> Tagen, <SEP> 1 <SEP> in <SEP> 91 <SEP> Tagen,
<tb> 1 <SEP> in <SEP> 140 <SEP> Tagen
<tb> B <SEP> 4 <SEP> kein <SEP> Reissen <SEP> bzw.
<SEP> Zerbrechen
<tb> in <SEP> 5 <SEP> Monaten
<tb> B <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> in <SEP> 34 <SEP> bis <SEP> 39 <SEP> Tagen
<tb> B <SEP> 6 <SEP> kein <SEP> Reissen <SEP> bzw. <SEP> Zerbrechen
<tb> in <SEP> 5 <SEP> Monaten Aus den obigen Ergebnissen gehen die günstigen Wirkungen der verschiedenen Wärmebehandlungsstufen hervor. Wenn man diese Ergebnisse zusammen mit der verbesserten Festigkeit vergleicht, wird ersichtlich, dass sich eine Eigenschaft nicht zu verschlechtern braucht, um eine Verbesserung in bezug auf die andere bei der Behandlung von Legierungsprodukten der oben angege benen Zusammensetzung zu erzielen.
Bei einem weiteren Prüfversuch wurde eine Legie rung mit der folgenden Zusammensetzung verwendet: 3,90 % Zink, 2,87 % Magnesium, 0,25 % Mangan, 0,18 % Chrom, 0,02 % Titan, 0,04 % Kupfer, 0,11 Eisen, 0,06 % Silicium, Rest praktisch nur Aluminium.
Zwei Platten aus der Legierung mit einer Dicke von 7,62 cm wurden bei 460 C lösungsgeglüht, bis auf eine Dicke von 6,03 cm heissgewalzt und bei dem einen Versuch in kaltem Wasser abgeschreckt, während bei dem anderen Versuch in ein Wasserbad eingetaucht wurde, das eine Temperatur von 82 C aufwies. Bei dem letzteren Kühlverfahren wurde eine Abkühlgeschwindig- keit von etwa 5,6 C je Sekunde erzielt.
Die Platte, die in kaltem Wasser abgeschreckt worden war, wurde durch 48stündiges Erhitzen auf 121' C gealtert, während die andere Platte in zwei Stufen gealtert wurde, und zwar zunächst 5 Stunden bei 107 C und danach 16 Std. bei 149 C. Die mechanischen Eigenschaften der mit kaltem Wasser abgeschreckten Platten waren wie folgt: Zugfestigkeit 4010 kg/cm2, Streckgrenze 3170 kg/ cm2 und Dehnung 6 %. Die andere Platte wies eine Zug festigkeit von 4220 kg/cm2, eine Streckgrenze von 3480 kg/cm2 und eine Dehnung von 7 % auf.
Prüfkörper aus den beiden Platten wurden dem oben beschriebenen elektrolytischen beschleunigten Prüfversuch auf die Be ständigkeit gegenüber der Spannungsbeanspruchung un ter korrodierenden Bedingungen unterworfen. Die aus der mit kaltem Wasser abgeschreckten Platte herge stellten Prüfkörper rissen in 12,5 Stunden, während die aus der anderen Platte hergestellten Prüfkörper nach 24 Stunden Versuchsdauer noch nicht gerissen waren, was die Vorteile des langsamen Abkühlens und der zweistufigen Alterungsbehandlung unterstreicht.