171391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diszperzióval erősített aluminium ötvözetlemezek előállítására
21 171391 22 A 4. ábra a 3. ábra öntecsének hengerlésével készült 1,27 mm vastagságú lemez 500-szoros mikrofotogramja. Az 5. ábra egy ugyanolyan ötvözetből készült lemez ugyanolyan nagyítású mikrofotogramja, de e lemez olyan öntecsből készült, amelyet olyan körülmények között öntöttünk, hogy durva intermetallikus részecskék keletkeznek. A 6. ábra egy hengerelt és részlegesen hőkezelt lemez 13 000-szeres nagyítású transzmissziós elektronmikrográfja: a lemez Al, 6% Ni eutektikus összetételből készült, és NiAl3 nyújtott részecskéket tartalmazza. A találmány szerinti eljárás további illusztrálására szolgál a 7. ábra, amely egyszerűsített formában az Al,FeAl3 és Al, MnAl 6 közötti likviduszhatár-vonalakat mutatja. Az 1 külső egyenes vonallal jelölt terület olyan eutektikus összetételek általános tartományát jelöli, amelyeket a találmány szerinti eljárással készült diszperzió-erősítésű hengerelt alumínium-öntvény termékek előállításához használt pálcikaszerű intermetallikus fázisokat tartalmazó öntvényekhez használhatunk. A 2 belső egyenes vonallal jelölt terület az olyan összetételek előnyös tartományát jelöli, amelyekkel a kívánt pálcikaszerű fázisokat tartalmazó öntvények könnyebben állíthatók elő, anélkül, hogy nem kívánatos durva intermetallikus részecskék keletkeznének. A 8. ábrában az Al-Fe—Ni rendszer összetételeinek általános és előnyös határvonalait hasonló módon a 3 és 4 külső és belső egyenes vonalak jelölik, amelyek az Al, FeAl3 és Al, (Fe,Ni) 2 Al 9 fázisok közötti vonalakat jelentik. Bár a találmány szerinti eljárásban előnyös olyan öntött anyagból kiindulni, amelyben a pálcikaszerű intermetallikus fázisok az eutektikus struktúra páros növekedésével jöttek létre, kiindulhatunk olyan öntött anyagból is, amelyben nagy térfogatú alumínium dendritek vannak. Mint megállapítottuk, az öntött anyag akkor tartalmazhatja az említett alumínium dendriteket, ha a megszilárdulás nagyon gyors, és a dendritek eléggé kicsik. A 9. ábra egy 500-szoros nagyítású mikrofotogram, amely a 3. példa AI—Fe—Mn—Cu ötvözetéhez hasonló ötvözet 10 15 20 25 30 35 40 lemezének struktúráját mutatja, a különbség, hogy az ötvözet igen gyors hűtéssel készült. A mikrofotogramban a világos területek körülbelül 3—5 mikron méretű egyedi alumínium dendritek, a sötét területek pedig körülbelül 0,2 mikron átmérőjű pálcikaszerű intermetallikus fázisok csoportjai. A 10. ábra ugyanennek az anyagnak a mikrofotogramja, miután 7,1 mm vastagságról 1 mm vastagságúra hengereltük hideghengerléssel. Az ötvözetet egy pár hűtött acélhenger között öntötték, a berendezést a Hunter Engineering Company szállította. Az ezután következő 9. példában a 9. és 10. ábrák anyagának előállítási körülményeit és mechanikai tulajdonságait láthatjuk. 9. példa Iker acélhengeres öntőberendezéssel öntött táblából készített lemez. összetétel: 1,65% Fe, - 0,90% Mn, 0,24% Cu, 0,12% Si, egyéb elemek egyenként 0,01%-nál kisebb mennyiségben, a fennmaradó mennyiség Al. öntési eljárás: 83,8 cm széles x 7,1 mm vastag folyamatos táblaként öntve, öntési sebesség: 83,8 cm/perc. Fémhőmérséklet 710 C°. Megmunkálás: A a táblából hidegen hengerelve 1 mm-es és 0,3 mm-es lemezek készülnek. B a táblából hideghengerléssel 3,8 mm-es lemez készül, 350 C°-on 2 óra hosszat hőkezelve, hideghengerléssel 1 mm-es és 0,3 mm-es lemezek készülnek belőle. C a táblából 3,8 mm-es lemez készül hideghengerléssel, 500 C°-on 2 óra hosszat hőkezeljük, majd hideghengerléssel 1 és 0,3 mm-es lemez készül belőle. Struktúra: az öntecs igen finom alumínium dendriteket tartalmaz, körülbelül 5 mikron sejtméret, körülvéve körülbelül 0,2 mikron átlagos átmérőjű igen finom intermetallikus pálcikákkal. A pálcikák az 1 mm-es vastagságra való hideghengerlés folyamán széttöredeznek, és a részecskék szétoszlanak. A részecskeméret a hőkezelési hőmérséklettel nő, de az átmérő 1 mikronnál kisebb marad. Szakítási tulajdonságok - %-os nyúlás 50,8 mm-es jeltávolságnál Megmunkálás és méret, mm szakítószilárdság ksi Hengerlés folyási határ ksi nyúlás % A 1 47 43 5 0,3 52 45 4 B 1 42 35 6 0,3 44 36 5 C 1 36 31 6 0,3 37 31 5 11
