146449. lajstromszámú szabadalom • Közepes szilárdságú jól hegeszthető alumíniumötvözet
^ Megjelent: 1960. március 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.449. SZÁM 40. b. 4—21. OSZTÁLY — FE--425. ALAPSZÁM Közepes szilárdságú jól hegeszthető alumíniumötvözet Fémipari Kutató Intézet, Budapest Dr. Buray Zoltán kandidátus, Budapest A bejelentés napja: 1958. december 19. A teherviselő szerkezeteknél' eddig alkalmazott alumíniumötvözetek egy csoportja (Al—Cu—-Mg és Al—Zn—Cu—Mg) szilárdságilag a szerkezeti acélok szilárdságát eléri, sőt meghaladja. Ezek az ötvözetek szilárdságukat nemesítő hőkezeléssel érik el, ezért szerkezeti felhasználáskor csak szegecseléssel kapcsolhatók. Hegesztés esetén ugyanis sz anyag a kötés környélkén a hegesztés hőhatására a nemesítéssel elért szilárdságát elveszíti, másrészt mindkét ötvözettípus hegesztési melegrepedésre erősen hajlamos. Ez azt jelenti, hogy hegesztéskor a meleg áBapotban kis szilárdságú varrat a hegesztés okozta felmelegedés következtében előálló zsugorodó feszültségeket felvenni ne>m képes és megreped. Az ilyen típusú ötvözetek ezért korszerű hegesztett szerkezetek építésére nem alkalmasak. A közepes szilárdságú ötvözetek közül az Al—• —Mg—Si-típusú hegeszthetőség szempontjából az előbbi két típushoz tartozik, azaz szintén nemesíthető és hegesztési melegrepedésre érzékeny. A szerkezeti célokra felhasználható 3—5% Mg tartalmú Al—Mg típusú ötvözetek — bár jól és lágy állapotban gyakorlatilag szilárdságveszteség nélkül hegeszthetők és hegesztési melegrepedékenységre alig érzékenyek — csak 18—25 kg/Iram2 szilárdságúak. Az utóbbi években a szakirodalomban ismeretessé váltak (1. 1, 2, 3, jelű irodalom) 1—1,75% Mg. és 2,75—5% Zn tartalom mellett 0,5%. körül Mn-t, esetleg 0,1—0,3% Cr-ot tartalmaznak (1. Francia (4) és NSZK (5) szabadalmat). Ezek az ötvözetek szintén nemesíthető típusúak, azonban szemben a többi nemesíthető ötvözettel széles hőfok közben (300—550 C°) homogenizálhatok és az utólagos felBzilárdulás szempontjából a hűtés sebességére bizonyos határak között nemi kényesek (pl. vízhűtés vagy levegőn hűtés). Az ötvözetek közepesen jó korrózióálló tulajdonságokkal is rendelkeznek. A hegesztés hőhatására a nemesített anyag Tt hőbefolyásolt zónában kilágyul ugyan, de e kilágyulás természetes öregedés következtében idővel eltűnik és a hegesztett kötés szilárdsága az alapanyag szilárdságát gyakorlatilag eléri. Az irodalomból ismert, ehhez a típushoz tartozó ötvözetek hibája azonban az, hogy hegesztési melegrepedésre érzékenyek, ami hegesztett szerkezetek előállításánál komoly hátrányként jelentkezik. E kísérleteink során eme ötvözet típuson belül a Mg, a Zn és a Mn ötvözök, azonkívül egyes adalékok, szennyezők és szemcsefinomítók befolyását vizsgáltuk a melegrepedékenységre, a szilárdsági tulajdonságokra, valamint a meleg és hideg alakíthatóságra.. 9 melegrepedékenységi vizsgálatokat a változóik nagy száma miatt először gyűrűöntési próbákkal végeztük el, mivel külföldi vizsgálatok és saját méréseink szerint a gyűrűöntési próbával kimutatható öntési melegrepedési hajlam, valamint a hegesztésnél fellépő melegrepedékenységi hajlam közt, szoros összefüggés van. A vizsgálataink során felvett háromalkotás 99,99 Al bázisú Al—Mg—Zn ötvözetek alumínium sarkában az öntési melegrepedékenység változását az 1. ábra szemlélteti. Jól látható, hogy az irodalomban szereplő összetételek melletti ötvözetek éppen a repedésre legérzékenyebbek. Látható az is, hogy az ötvözet melegrepedési hajlama a Mg tartalom növelésével jelentősen csökken. Tekintve azt, hogy az ötvözet szilárdsága — bizonyos összetételi határok között — elsősorban a Mg -4- Zn tartalom összegének és osak kevéssé az ötvözök egymáshoz való viszonyának függvénye, a repedékenység csökkentése érdekében a Mg tartalmat emelni lehet anélkül, hogy az a szilárdságra lényeges befolyásit gyakoroljon. Vizsgálatok alapján kimutatható volt, hogy a Ti, a B és a Ti -j-'B szemcsefinomítók különösen. erőis repedéscsökkentő hatásúak, mint az pl. a vizsgálatok során felvett 2. és 3. ábrákból jól látható. A hegesztési repedésvizsgálatokat 2 mm-es mereven befogott próbatesteken hajtottuk végre oxi-acetiléngáz hegesztéssel. A hegesztési repedékenység alakulása — várhatóan — az öntés repedékenységével azonos jellegűnek adódott. Megállapítást nyert itt is, hogy a «Mg tartalom növelése a hegesztési repedésérzékenységet jelentősen csökkenti. A 4. ábra baloldalán összefüggő vonallal kihúzott görbék az
