Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen. Die vorliegende Erfindung betrifft Alu miniumlegierungen, die Zink und eine meist kleinere Menge Magnesium enthalten, und be zieht sich auf ein Verfahren zur Hitzebehand lung der genannten Legierungen zum Zwecke der Verbesserung ihrer Beständigkeit gegen Korrosion.
Legierungen dieser Art lassen sich der Aus- scheidungshärtungs-Wärmebehandhing unter werfen, welche gewöhnlich in einer Lö sungsbehandlung bei einer Temperatur von 450 bis 470 C und in einer darauf folgenden künstlichen Alterungshärtung bei einer Tem peratur von 110 bis 140 C besteht. Diese in dieser Weise vollständig wärmebehandelten Legierungen weisen einen hohen Grad von Korrosionsfestigkeit auf.
Die Legierung kann hierauf kalt bearbeitet werden, um die Dicke bis zu etwa 80 % zu vermindern, wobei das Maximum dieser Verminderung von der Zu sammensetzung der Legierung und deren Härte im völlig wärmebehandelten Zustand abhängt. Durch diese Kaltbearbeitung wird eine Steigerung der Festigkeit bewirkt, wobei jedoch der ernstliche Nachteil entsteht, dass die Zunahme der Festigkeit von einer be trächtlichen Verschlechterung der Korrosions festigkeit begleitet ist.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils. Es wurde gefun den, dass dies in einfacher und wirksamer Weise durchgeführt werden kann, indem man die kaltbearbeitete Legierung einer endgülti gen Hitzebehandlung bei einer ungefähr der Alterungshärtungstemperatur entsprechenden Temperatur unterwirft, wobei die Korrosions beständigkeit wieder hergestellt wird, so da.ss diese angenähert den Grad der Korrosions beständigkeit der hitzebehandelten Legierung im Zustande vor der Kaltbearbeitung er reicht, wobei nur eine geringe Verminderung der Festigkeit eintritt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Verbesserung der Korro sionsbeständigkeit von Aluminiumlegierun- gen, die 4 bis 10 % Zink und 0,5 bis 5 0/0 Magnesium enthalten und sich in dem durch Kaltbearbeitung nach der Ausscheidungshär- tungs,Wärmebehandlung herbeigeführten Zu stande befinden, dadurch gekennzeichnet,
da.ss die Legierungen im genannten Zustande bei einer zwischen 90 und 150 C liegenden Temperatur während einer Dauer von 30 Minuten bis 48 Stunden erhitzt werden.
Die Legierungen können je nach Wunsch zusätzlich verschiedene Legierungsbestand teile enthalten, und zwar beispielsweise Kupfer in Mengen bis zu 2,5 %, Mangan in Mengen bis zu 1%, Chrom in Mengen bis zu 10/0,
Titan in Mengen bis zu 0,25 %. Es können auch gleichzeitig mehrere dieser Zu sätze vorhanden sein.
Für spezielle Zwecke können kleine Mengen eines oder mehrerer anderer Elemente zugesetzt werden, und zwar beispielsweise 0,05 bis 0,3 % Cer, bis zu 1% Beryllium, 0,02 bis 0,2 % Bor, 0,05 bis 0,
3 % Zirkonium, bis zu 2 % Thorium, 0,05 bis 0,3 % Vanadium, 0,05 bis 0,3 % Niob, bis zu 1% Kobalt und/oder Nickel,
bis zu 2 % Blei und/oder Kadmium. Eisen -und Silicium kön- nen bis zu je 0,5 % zugegen sein.
Als Ausführungsbeispiel sei eine 6,69 % Zink, 1,83%Magnesium, 1,74% Kupfer, 0,170/ö Mangan, 0,12 % Chrom, 0,06 % Titan, 0,26 0/0 Eisen,
0,29 % Silicium und als Rest Alu- minium enthaltende Legierung gewählt, die zu einem Blech der Blechstärke 1,625 mm verar beitet wird. Die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit werden an Probestücken bestimmt, von denen ein Teil nur vollständig wärmebehandelt, ein anderer Teil wärmebehandelt und haltbearbeitet und ein weiterer Teil wärmebehandelt, kaltbear- beitet und einer endgültigen erfindungsge mässen Hitzebehandlung unterworfen worden ist.
Die erzielten Resultate sind in der nach stehenden Tabelle zusammengestellt. Die Re sultate zeigen, dass die Korrosionsbeständig keit der Legierung infolge der Kaltbearbei tung vermindert wird, durch die darauf folgende Hitzebehandlung jedoch praktisch wieder hergestellt wird, wobei nur eine ge ringe Verminderung der Festigkeit eintritt.
Der beschleunigte Korrosionsversuch besteht darin, dass die Legierung während 5 Tagen in eine 3 % N atriumchlorid und 0,3 0/0 -\Vas- serstoffperohyd enthaltende Lösung getaucht wird.
EMI0002.0063
<I>Tabelle</I>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 0'1 <SEP> % <SEP> Streck- <SEP> Dehnung <SEP> % <SEP> Festigkeitsverlust
<tb> [-Zustand <SEP> der <SEP> Legierung <SEP> grenze <SEP> in <SEP> in <SEP> % <SEP> nach <SEP> beschleunigtem
<tb> in <SEP> kg/mm2 <SEP> kg/mm2 <SEP> pro <SEP> 50,4 <SEP> mm <SEP> Korrosionsversuch
<tb> Wärmebehandelt <SEP> bei <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> abgeschreckt <SEP> und <SEP> gealtert <SEP> 58,60 <SEP> 47,80 <SEP> 16 <SEP> 2,5
<tb> bei <SEP> 1250 <SEP> C/18 <SEP> Std.
<tb> Wärmebehandelt <SEP> bei <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> abgeschreckt <SEP> -und <SEP> gealtert
<tb> bei <SEP> 1250 <SEP> C/18 <SEP> Std., <SEP> kalt <SEP> ge- <SEP> 70,20 <SEP> 61,40 <SEP> 5 <SEP> 7,0
<tb> walzt <SEP> bis <SEP> zu <SEP> einer <SEP> 300higen
<tb> Verminderung <SEP> der <SEP> Dicke
<tb> Wärmebehandelt <SEP> bei <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> abgeschreckt <SEP> und <SEP> gealtert
<tb> bei <SEP> 1250 <SEP> C/18 <SEP> Std., <SEP> kalt <SEP> ge walzt <SEP> bis <SEP> zu <SEP> einer <SEP> 30%igen <SEP> 66,30 <SEP> 59,40 <SEP> _ <SEP> 6 <SEP> 3,5
<tb> Verminderung <SEP> der <SEP> Dicke,
<tb> erhitzt <SEP> bei <SEP> 1250 <SEP> C/2 <SEP> Std.
Process for improving the corrosion resistance of aluminum alloys. The present invention relates to aluminum alloys containing zinc and usually a smaller amount of magnesium, and relates to a process for the heat treatment of said alloys for the purpose of improving their resistance to corrosion.
Alloys of this type can be subjected to precipitation hardening heat treatment, which usually consists of a solution treatment at a temperature of 450 to 470 C and a subsequent artificial aging hardening at a temperature of 110 to 140 C. These alloys completely heat treated in this way have a high degree of corrosion resistance.
The alloy can then be cold worked to reduce the thickness by up to about 80%, the maximum of this reduction depending on the composition of the alloy and its hardness in the fully heat-treated state. This cold working causes an increase in strength, but there is a serious disadvantage that the increase in strength is accompanied by a considerable deterioration in corrosion resistance.
The purpose of the present invention is to eliminate this drawback. It has been found that this can be done in a simple and effective manner by subjecting the cold worked alloy to a final heat treatment at a temperature approximately equal to the age hardening temperature, the corrosion resistance being restored so that it approximates the degree the corrosion resistance of the heat-treated alloy in the state before cold working it is enough, with only a slight reduction in strength.
According to the present invention, the method for improving the corrosion resistance of aluminum alloys which contain 4 to 10% zinc and 0.5 to 5% magnesium and is in the state brought about by cold working after precipitation hardening, heat treatment are, characterized
da.ss the alloys in the stated condition are heated at a temperature between 90 and 150 C for a period of 30 minutes to 48 hours.
The alloys can also contain various alloy components, for example copper in amounts up to 2.5%, manganese in amounts up to 1%, chromium in amounts up to 10/0,
Titanium in amounts up to 0.25%. Several of these additions can also be present at the same time.
For special purposes, small amounts of one or more other elements can be added, for example 0.05 to 0.3% cerium, up to 1% beryllium, 0.02 to 0.2% boron, 0.05 to 0,
3% zirconium, up to 2% thorium, 0.05 to 0.3% vanadium, 0.05 to 0.3% niobium, up to 1% cobalt and / or nickel,
up to 2% lead and / or cadmium. Iron and silicon can each be present up to 0.5%.
As an exemplary embodiment a 6.69% zinc, 1.83% magnesium, 1.74% copper, 0.170% manganese, 0.12% chromium, 0.06% titanium, 0.26% iron,
0.29% silicon and the remainder aluminum-containing alloy selected, which is processed into sheet metal with a sheet thickness of 1.625 mm. The mechanical properties and the corrosion resistance are determined on test pieces, of which a part has only been completely heat-treated, another part heat-treated and hold-machined and another part heat-treated, cold-worked and subjected to a final heat treatment according to the invention.
The results obtained are summarized in the table below. The results show that the corrosion resistance of the alloy is reduced as a result of cold machining, but is practically restored by the subsequent heat treatment, with only a slight reduction in strength.
The accelerated corrosion test consists of immersing the alloy in a solution containing 3% sodium chloride and 0.3% vasified perohydrate for 5 days.
EMI0002.0063
<I> table </I>
<tb> tensile strength <SEP> 0'1 <SEP>% <SEP> stretch <SEP> elongation <SEP>% <SEP> loss of strength
<tb> [-State <SEP> of the <SEP> alloy <SEP> limit <SEP> in <SEP> in <SEP>% <SEP> after <SEP> accelerated
<tb> in <SEP> kg / mm2 <SEP> kg / mm2 <SEP> per <SEP> 50.4 <SEP> mm <SEP> corrosion test
<tb> Heat treated <SEP> at <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> quenched <SEP> and <SEP> aged <SEP> 58.60 <SEP> 47.80 <SEP> 16 <SEP> 2.5
<tb> at <SEP> 1250 <SEP> C / 18 <SEP> hrs.
<tb> Heat treated <SEP> at <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> quenched <SEP> and <SEP> aged
<tb> at <SEP> 1250 <SEP> C / 18 <SEP> hours, <SEP> cold <SEP> - <SEP> 70.20 <SEP> 61.40 <SEP> 5 <SEP> 7, 0
<tb> rolls <SEP> to <SEP> to <SEP> a <SEP> 300higen
<tb> Reduction <SEP> of the <SEP> thickness
<tb> Heat treated <SEP> at <SEP> 4600 <SEP> C,
<tb> quenched <SEP> and <SEP> aged
<tb> at <SEP> 1250 <SEP> C / 18 <SEP> hours, <SEP> cold <SEP> rolled <SEP> to <SEP> to <SEP> a <SEP> 30% <SEP> 66.30 <SEP> 59.40 <SEP> _ <SEP> 6 <SEP> 3.5
<tb> Reduction <SEP> of the <SEP> thickness,
<tb> heated <SEP> at <SEP> 1250 <SEP> C / 2 <SEP> hrs.