DE938398C

DE938398C - Use of magnesium and zinc-containing aluminum alloys as a material for high resistance to stress corrosion objects

Info

Publication number: DE938398C
Application number: DEV2011D
Authority: DE
Inventors: Hans Roehrig
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1940-05-18
Filing date: 1940-05-18
Publication date: 1956-01-26

Description

Verwendung von magnesium- und zinkhaltigen .Aluminiumlegierungen als Werkstoff für hohen Widerstand gegen Spannungskorrosion aufweisende Gegenstände Es ist bekannt, daß die Empfindlichkeit gegen Spannungskorrosion von Aluminiumlegierungen, die Magnesium oder Magnesium und Zink enthalten, dadurch wirksam bekämpft werden kann, da.ß man diesen Legierungen kleine Mengen bestimmter hochsehmelzender Elemente zusetzt. Die Höhe solcher Zusätze bewegt sich meist in der Größenordnung von einigen Promillen. Es ist noch ungeklärt, ob die Wirkung derartiger Zusätze auf einer Verminderung der »thermischen Beweglichkeit« der Legierungszusätze Magnesium und Zink bzw. deren Verbindungen untereinander oder mit dem Grundmetall beruht, oder ob durch sie von vornherein eine andere Art der Verteilung herbeigeführt wird. Die Anwendung von Zusätzen hochschmelzender Elemente ist jedoch mit Nachteilen verbunden. Es ist nicht immer leicht, kleine Mengen derselben in gleichmäßige Verteilung zu bringen, weil diese im Aluminium schwer löslich sind und weil selbst dann, wenn sie in Form einer Vorlegierung eingebracht werden, eine starke Überhitzung der Schmelze mit den damit verbundenen Nachteilen in Kauf genommen werden muß. überdies sind Zusätze der genannten Art verhältnismäßig teuer und heute im deutschen Wirtschaftsraum nur in sehr beschränktem Ausmaße verfügbar.Use of aluminum alloys containing magnesium and zinc as Material for objects with high resistance to stress corrosion It is known that the sensitivity to stress corrosion of aluminum alloys, that contain magnesium or magnesium and zinc, are effectively combated It is possible that these alloys contain small amounts of certain high-boiling elements clogs. The amount of such additions is usually in the order of a few Per mill. It is still unclear whether the effect of such additives on a reduction the "thermal mobility" of the alloy additives magnesium and zinc or their Connections with each other or with the base metal, or whether through them of a different type of distribution is brought about from the outset. The application of However, the addition of high-melting elements is associated with disadvantages. It is not always easy to distribute small quantities of them evenly, because these are sparingly soluble in aluminum and because even if they are in the form of a Master alloy are introduced, a strong overheating of the melt with the result associated disadvantages must be accepted. In addition, there are additions to the above Kind of relatively expensive and only to a very limited extent in the German economic area today Dimensions available.

Die Erfindung verfolgt deshalb den Zweck, die Verminderung der Empfindlichkeit. gegen Spannungskorrosion von solchen Aluminiumlegierungen, die mit Rücksicht auf die mechanischen Eigenschaften Magnesium und Zink im Verhältnis von i : 1,5 bis 1 :5,4 enthalten und einen Gesamtgehalt von Magnesium und Zink von 4,5 bis 12;5% aufweisen, durch andere Zusätze zu erreichen. Die hierfür durchgeführten Untersuchungen haben zu der überraschenden Feststellung geführt, daß schon durch eine geeignete Bemessung des Eisengehaltes eine sehr beträchtliche Verbesserung erzielt werden kann, wenn dafür Sorge getragen wird, daß das Verhältnis Eisen : Silizium größer als 3 und kleiner als 6 ist. Derartige Legierungen mit beispielsweise 0,9% -Eisen und 0,30/0 Silizium sind bereits sehr viel weniger spannungsempfindlich als Legierungen mit 0,3'/o Eisen und. 0,3 % Silizium.The invention therefore aims to reduce the sensitivity. against stress corrosion of such aluminum alloys that with regard to the mechanical properties of magnesium and zinc in relation to each other from i: 1.5 to 1: 5.4 and a total magnesium and zinc content of 4.5 to 12; 5% can be achieved with other additives. The for this carried out Investigations have led to the surprising finding that already through a suitable measurement of the iron content is a very considerable improvement can be achieved if care is taken that the iron: Silicon is greater than 3 and less than 6. Such alloys with, for example 0.9% iron and 0.30 / 0 silicon are already much less sensitive to stress as alloys with 0.3% iron and. 0.3% silicon.

Die Erfindung besteht daher in der Verwendung von Aluminiumlegierungen der genannten Art, bei denen das Verhältnis Eisen : Silizium größer als 3, aber kleiner als 6 ist, als Werkstoff für Gegenstände, bei denen es auf hohen Widerstand gegen Spannungskorrosion ankommt. Der Siliziumgehalt der Legierungen soll jedoch weniger als o,5 % betragen.The invention therefore consists in the use of aluminum alloys of the type mentioned, in which the iron: silicon ratio is greater than 3, but less than 6 is used as a material for objects where there is a high resistance against stress corrosion. The silicon content of the alloys should, however be less than 0.5%.

Im Gegensatz zu den Legierungen aus 'Aluminium mit Kupfer und Magnesium wird auch die Wirkung der Ausscheidungshärtung durch eine Erhöhung des Eisengehaltes auf rund i % nicht merklich beeinträchtigt. Gemäß der Erfindung zu verwendende Legierungen. zeigen sogar gegenüber den Aluminium-Kupfer-Magnesium-Legierungen den wichtigen Vorteil, daß sie bei der Wärmebehandlung sehr temperaturunempfindlich sind, so daß die sonst für die Wärmebehandlung erforderlichen verwickelten Einrichtungen und empfindlichen Meßgeräte gespart werden können.In contrast to the alloys of 'aluminum with copper and magnesium The effect of precipitation hardening is also increased by increasing the iron content not noticeably impaired to around i%. Alloys to be used in accordance with the invention. even show the important thing compared to the aluminum-copper-magnesium alloys The advantage that they are very insensitive to temperature during heat treatment, so that the intricate facilities otherwise required for heat treatment, and sensitive measuring devices can be saved.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß eine Verminderung des Eisengehaltes um etwa 25 % noch keine Erhöhung der Spannungsempfindlichkeit herbeiführt, wenn diese Eisenmenge durch 0,05 bis o, i0 /o Chrom, Vanadin und Titan einzeln oder zu mehreren ersetzt wird.It has also been shown that a reduction in the iron content of about 25% does not lead to an increase in stress sensitivity if this amount of iron is replaced by 0.05 to 0.110 / o chromium, vanadium and titanium individually or in groups.

Gegenüber den früher gemachten Vorschlägen kann also die -Menge der Zusätze an den hochschmelzenden Elementen Chrom, Vanadin und Titan beträchtlich herabgesetzt werden.Compared to the suggestions made earlier, the amount of Substantial additions of the high-melting elements chrome, vanadium and titanium be reduced.

Beispiel Eine Legierung aus 6% Zink, 3'10 Magnesium, 0,3'/o Vanadin, Rest Aluminium eines Reinheitsgrades von 99,5% mit 0,31/o Eisen und 0,2% Silizium, deren Zerreißfestigkeit in Form von 2 mm dickem, vergütetem Blech 46 kg/mm2 beträgt, ging beim Spannungskorrosionsversuch, der unter Verwendung einer Lösung aus i % Na Cl und 3 % H2 02 durchgeführt wurde, nicht vor 125o Stunden zu Bruch.Example An alloy of 6% zinc, 3'10 magnesium, 0.3 '/ o vanadium, The remainder is aluminum with a purity of 99.5% with 0.31 / o iron and 0.2% silicon, whose tensile strength in the form of 2 mm thick, tempered sheet metal is 46 kg / mm2, went in the stress corrosion test, which was carried out using a solution of i% Na Cl and 3% H2 02 was carried out, did not break before 125o hours.

Eine Legierung aus 6% Zink, 3% Magnesium, o,95 °/o Eisen, 0,25'/o Silizium, 0,040/a Vanadin, Rest Aluminium, wies eine Zerreißfestigkeit von 45,4kg/mm2 auf und ertrug die Beanspruchung beim Spannungskorrosionsversuch 1300 Stunden lang. Obwohl also nur etwa 1/s der Vanadinmenge bei der Vergleichslegierung verwendet wurde, war die Beständigkeit der Probe noch etwas besser.An alloy of 6% zinc, 3% magnesium, 0.95% iron, 0.25% silicon, 0.040% vanadium, the remainder aluminum, had a tensile strength of 45.4 kg / mm2 and withstood the stress Stress corrosion test for 1300 hours. Even though only about 1 / s of the amount of vanadium was used in the comparison alloy, the resistance of the sample was even better.

Legierungen der beschriebenen Art sind beispielsweise besonders geeignet für .die Herstellung von Hohlkörpern, die zur Aufnahme von hochgespannten Gasen dienen, von denen bekanntlich im Verein mit in den Hohlkörpern zurückgebliebenen Feuchtigkeitsspuren empfindliche korrosive Beanspruchungen ausgehen können.Alloys of the type described are particularly suitable, for example for. the production of hollow bodies for the absorption of high-tension gases serve, of which, as is well known, in association with those left behind in the hollow bodies Traces of moisture can result in sensitive corrosive stresses.

Ferner haben sich die Legierungen bei der Anfertigung geschmiedeter und gegossener Beschlagteile bewährt, die der Einwirkung von Seewasser ausgesetzt sind..Furthermore, the alloys have been forged in the manufacture of and cast fittings that are exposed to seawater are..

Claims

PATENT CLAIMS: i. Use of aluminum alloys with content of magnesium, zinc, iron, silicon, the remainder aluminum, where the ratio of Mg: Zn from 1: 1.5 to 1: 5.4 and the total content of Mg and Zn is 4.5 to 12.5%, the content of silicon less than 0.5% and the ratio of Fe: Si greater than 3, but less than 6, is used as a material for objects that are high Stress corrosion resistance matters.

2. Use of aluminum alloys according to claim i, the iron content of which has been replaced by up to 25% by the elements vanadium, chromium, titanium, individually or together, in amounts of from 0.05 to 0.1%. Cited publications: - British Patent Nos. 475 373, 476 930, 5 0 5 72 8 , 5o8 975.