171391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diszperzióval erősített aluminium ötvözetlemezek előállítására

9 171391 10 ötvözetek esetében Mn-adalékot tartalmazó ötvözetekből, melyeket hideg megmunkálás után 230-450 C°-os végső hőkezelésnek vetünk alá, kitűnően formázható jó mechanikai szilárdságú hengerelt termék állítható elő. Sajtolt autókarosszéria-elemek céljára szolgáló alumínium lemezek előnyösen az alábbi tulajdonságokkal rendelkeznek: a folyási hatás 0,2%-a 1406 kg/cm2 nyúlás 50,8 mm jeltávolságnál 20% Erichsen benyomódási vizsgálat 10,16 mm Az Erichsen vizsgálat olyan benyomódási vizsgálat, amelynél egy, a közepe kivételével befogott fémlemezt tömb alakúra kiképzett végű, kúpos tüskével egészen szakadás bekövetkeztéig deformálunk. A szakadásnál tapasztalt benyomódási magasság milliméterekben a duktilitás mértéke. A vizsgálati módszert az 1965-ben a Brit Szabványügyi Hivatal által kiadott „Method for Modified Erichsen Cupping Test for Sheet and Strip Metal" c. brit szabvány írja le. AI—Fe—Mn ötvözetek esetében az előnyös eutektikus összetétel Fe- és Mn-t ártalma az alábbi koordináták között van: l,z% Fe, 0,3% Mn, 2,0% Fe, 0,8% Mn, 1,4% Fe, 1,2% Mn, 1,4% Fe, 0,6% Mn, az ötvözet összesen maximálisan 1,5% Zn-et, Li-ot, Cu-et, Mg-ot és Si-ot tartalmaz egyenként maximálisan 1% mennyiségben, egyéb fémeket összesen maximálisan 1% és egyenként maximálisan 0,3% mennyiségben, a fennmaradó mennyiség Al. A legelőnyösebb, ha az ötvözet Fe és Mn tartalma a következő koordináták között van: 1,8% Fe, 0,6% Mn, 1,8% Fe, 0,8% Mn, 1,5% Fe, 1,0% Mn, 1,5% Fe, 0,7% Mn, tartalmaz továbbá 0,1-0,3% Cu-ot és legföljebb 0,3% Si-ot, egyéb fémeket összesen maximálisan 0,15%-ban, egyenként maximálisan 0,1%-ban, a fennmaradó mennyiség pedig Al. A fentemlített tágabb és szűkebb Fe- és Mn-tartalom tartományba eső valamennyi összetétel 10%-kal az eutektikus összetétel felett, vagy 20%-kal az alatt van. Al-Fe-Ni alapú ötvözet esetében az előnyös összetétel az alábbi Fe és Ni koordináták között van: 1,9% Fe, 1,1% Ni, 1,9% Fe, 1,8% Ni, 1,5% Fe, 2,5% Ni, 1,2% Fe, 2,5% Ni, 1,2% Fe, 1,2% Ni, az ötvözet összesen maximálisan 1,5% Zn-et, Cu-et, Li-ot, Mg-ot, Si-ot is tartalmaz egyenként maximálisan 1,0% mennyiségben, egyéb fémeket összesen maximálisan 1,0% és egyenként maximálisan 0,3% mennyiségben, a fennmaradó mennyiség Al. A legelőnyösebb, ha az ötvözet Fe- és Ni-tartalma a következő koordináták között van: 1,7% Fe, 1,2% Ni, 1,8% Fe, 1,7% Ni, 1,4% Fe, 2,3% Ni, 1,4% Fe, 1,2% Ni, tartalmaz továbbá 0,3-0,6% Mn-t, 0,5%-ig terjedő mennyiségű Cu-et, 0,5%-ig terjedő mennyiségű Mg-ot, 0,3%-ig terjedő mennyiségű Si-ot, egyéb fémeket összesen maximálisan 0,15% és egyenként maximálisan 0,1%-ig terjedő mennyiségben, mimellett a fennmaradó mennyiség Al. Maximálisan 0,5% Co, ekvivalens mennyiségű Feés/vagy Ni-tartalmat helyettesíthet, de a Co aránylag magas ára miatt ennek az ipari gyakorlatban kevés az esélye. 1 cm/percnél nagyobb sebességgel, a folyadékban 5C°/cm-nél nagyobb hőfokgradienssel megdermesztett Al—Fe-Mn eutektikus összetételű öntecs szerkezete a (Fe, Mn)Al6 fázis egy mikronnál kisebb 5 átlagos átmérőjű finom pálcikát tartalmazó sejtes „eutektikus" szerkezet. Közvetlen hűtéses („direct chill"), folyamatos öntési eljárással öntött nagy méretű öntecsekben a növekedési sebesség a központtól a szélek felé változik, a folyadékban a 10 hőfokgradiensek nem jól definiáltak, és a megolvadt öntecs konvekciós keveredése csökkenti őket. Ennek ellenére azt találtuk, hogy közvetlen hűtéses („direct chill") folyamatos öntési eljárással lehetséges a kívánt szerkezettel rendelkező öntecseket önteni, ha az 15 ötvözetet 75-100 C°-kal olvadáspontja feletti hőmérsékleten tartjuk és olyan, üvegszövet-szita elosztóval és felöntőfejjel (forró kokillasapkával) ellátott öntőszerszámot használunk, amely az öntés alatt az öntecs fémolvadékában csökkenti a konvekciót. 20 Ha megfelelő szerkezetű öntecset meleghengerlünk vagy extrudálunk, akkor a pálcikaszerű (Fe, Mn)Al6 fázist egyenletes eloszlású finomszemcsés részecskékké diszpergáljuk az alumíniummatrixban. Ha ezt 25 az anyagot hidegen munkáljuk meg, akkor az anyag szilárdsága nő, és a szilárdságnövekedés bizonyos része az időben ezután következő visszalakulás vagy átkristályosodás után is megmarad, az intermetallikus diszperzió által stabilizált igen finom szemcseméret 30 következtében. A találmány szerinti eljárással készülő diszperzió erősítésű termékekhez sok egyéb eutektikus összetétel is használható. Ilyen, további eutektikus összetétel például egy AI—Fe—Mn—Si ötvözet. Ez 35 előnyösen 1,4-2,2% Fe-ból, 0,5-2,0% Si-ból, 0,1-1,0% Mn-ból, összesen legfeljebb 1,5% (egyenként maximálisan 1,0%) Zn-ből, Cu-ből, Li-ból, Mg-ból, összesen legfeljebb 1,0% (egyenként maximálisan 0,3%) egyéb fémből áll, a fennmaradó 40 mennyiség pedig Al. A legelőnyösebb összetétel 1,7-2,0% Fe, 0,5-1,0 Si, 0,5-0,9% Mn, legföljebb 0,3% Cu, legföljebb 0,3% Mg, összesen legfeljebb 0,15% (egyenként maximálisan 0,1%) egyéb fém, a fennmaradó mennyiség Al. 45 Egy másik alkalmas eutektikus összetétel olyan Al-Ni-Mn eutektikus elegy, amely 4,5-6,5% Ni-t és 0,3-2,5% Mn-t, összesen maximálisan 1,5%, egyenként legfeljebb 1,0% Zn-et, Cu-et, Li-ot, Mg-ot, Fe-t 50 és Si-ot tartalmaz. A Ni és Mn fő ötvöző elemek mennyiségét előnyösen 5,5-6,0% Ni és 1,0-2,0% Mn között tartjuk. A Cu, Mg, Fe és Si mennyisége egyenként előnyösen legfeljebb 0,3%, egyéb fémek összes mennyiségét 1,5%, előnyösen 0,15%, egyen-55 ként legfeljebb 0,3%, előnyösen 0,1%-on tartjuk. Egy további, alkalmas eutektikus összetétel egy Al-Fe-Si eutektikum, amely kb. 1,8% Fe-t és kb. 3% Si-ot tartalmaz. Tartalmazhat ezenkívül összesen legfeljebb 1,5%, egyenként legfeljebb 1,0% Zn-et, 60 Cu-t, Li-ot, Mg-ot, Mn-t és összesen legfeljebb 1,0% (egyenként legfeljebb 0,3%) egyéb fémet is. Az adalék ötvözőelemekből előnyösen legfeljebb 0,5% Cu-t, legfeljebb 0,5% Mg-ot, legfeljebb 0,5% Mn-t, egyéb fémekből összesen legfeljebb 0,15% (egyenként 65 legfeljebb 0,l%)-ot. 5