DE2551294A1

DE2551294A1 - Verfahren zur herstellung verbesserter metallegierungsprodukte

Info

Publication number: DE2551294A1
Application number: DE19752551294
Authority: DE
Inventors: Larry Roy Morris; John David Thomson
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-05-26
Also published as: JPS5172912A; AT360240B; DE2551294C3; YU285375A; CA1043671A; US4126487A; JPS6110023B2; FR2291285B1; FR2291285A1; AU507433B2; BR7507570A; AU8663175A; HU172746B; NO753834L; ES442622A1; IT1048798B; SE7512812L; NO144426C; DE2551294B2; ATA870775A

Description

Alcan Research and Development Ltd., Montreal / Kanada Verfahren zur Herstellung verbesserter Metallegierungsprodukte

Die vorliegende Erfindung betrifft Aluminiumlegierungsprodukte und insbesondere neue Verfahren zur Herstellung dispersionsyerstärkter Aluminiumlegierungsprodukte, die im wesentlichen aus Aluminium-Eisen-Legierungen bestehen. Die mechanischen Eigenschaften eines dispersionsverstärkten Legierungsproduktes werden durch eine feine Dispersion von mikroskopisch unlöslichen Teilchen und/oder durch die durch die Gegenwart dieser Teilchen hervorgerufene Verschiebungsstruktur oder Kornstruktur bestimmt. Bekannte dispersionsverstärkte Legierungen haben nützliche Eigenschaften wie beispielsweise eine hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Es wäre also von großem Vorteil, Bleche aus Aluminiumlegierungen mit guter Festigkeit und Verformungscharakteristika aus einer Legierung herzustellen, in der Eisen die Hauptlegierungskomponente ist, weil Eisen sehr billig ist.

In der US-PS 3 397 044 wurde schon vorgeschlagen, Aluminiumfolien und Aluminiumdosenrohmaterial geringer Abmessungen herzustellen, indem Aluminiumlegierungen die 0,6 bis 2,5 % Eisen als wesentliches-

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Legierungselement enthalten, obwohl geringe Mengen anderer legierender Elemente,insbesondere Magnesium, Mangan und Silizium zugegen sein können, ausgewalzt werden. Die Anfangslegierung wird zu .Barren vergossen und wird dann durch sukzessive Warmwalz- und Kaltwalzverfahren auf die endgültige Abmessung gebracht.

In der anhängigen Patentanmeldung Nr. P 24 23 597.0-24 wurde schon ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungs— blechen hoher Festigkeit beschrieben, in welchem eine eutektische oder nahezu eutektische ternäre Aluminiumlegierung unter kontrollierten Bedingungen derart gegossen wird, daß die intermetallischen Phasen sich als dünne Stäbchen mit einer Länge,die um ein Vielfaches größer ist als ihr Querschnitt, ausbilden.

Die Legierung,die die intermetallische Phase enthielt, wurde kalt bearbeitet und zwar derart, daß die relativ spröden intermetallischen Stäbchen gebrochen wurden, und eine Dispersion von feinen intermetallischen Teilchen in der gesamten Masse der Legierung gebildet wurde.

Die intermetallischen Phasen machten nicht weniger als 5 Vol.-% in der gegossenen Legierung aus, die in den meisten Fällen in Form von bekannten Barren . hergestellt wurde (rechteckige Barren von mindestens 10 cm Stärke).

Aluminium-Eisen-Systeme bilden Eutektika mit relativ geringen Eisengehalten und die darin enthaltenen intermetallischen Phasen machen weniger als 5 Vol.-% der gegossenen Legierung aus.

Wenn Aluminium-Eisen-Legierungen unter Bedingungen gegossen werden, die geeignet sind, stäbchenähnliche metallische Phasen in den ternären Legierungssystemen, wie sie oben beschrieben sind, zu bilden (bekanntes Stranggießen (D.C), Gießen bei 10 bis 15 cm/ Minute und Wachstumsrate von 6 bis 8 cm/Minute) , lagern sich die Aluminium-Eisen-intermetallischen Phasen nicht in der gewünschten stäbchenähnlichen Form ab. Stattdessen tritt die Aluminium-Eisen-

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Phase als grobe Platten- oder Teilchen auf, die größer als 1 ,um im' Querschnitt sind; die Legierungsbleche, die beim Walzen von Barren ^ViS solchen Legierungen erhalten wurden, zeigten im geglühten Zustand sowohl eine hohe Streckgrenze als auch , eine hohe Dehnung.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Aluminium-Eisen-Legierungsbleche mit verbesserten Eigenschaften aus Aluminium-Eisen-Legierungen nahezu eutektischer Zusammensetzung herzustellen, indem spezielle Gießverfahren angewendet wurden, die es ermöglichten, die intermetallischen Phasen in Form fein verzweigter Stäbchen, d.h. Stäbchen im Größenbereich von etwa 0,05 bis 0,5,um Durchmesser zu verfestigen.

Obwohl die intermetallischen Phasen weniger als 5 Vol.-% ausmachen, wurde gefunden, daß eine adäquate Verfestigung erreicht werden kann, wenn die Aluminium-Eisen-Legierung, die die stäbchenähnlichen Phasen der genannten Größenordnung enthält, so bearbeitet wird, daß die intermetallischen Stäbchen zerkleinert werden und eine Dispersion von feinen Teilchen entsprechender Größe bilden.

In der britischen Patentschrift 1 286 720 wurde auch vorgeschlagen, Aluminium-Legierungsrohmaterial für Leiter herzustellen, indem Aluminium hoher Reinheit, beispielsweise 90,95 % Aluminium gegossen wird, mit 0,7 bis 3,0 % Eisen unter so schneller Kühlung legiert wird, daß die Eisen-Aluminium-intermetallischen Phasen sich als kleine Teilchen mit einer Größe von weniger als 5 absondern und die Zellen der Dentritstruktur auf eine Größenordnung von weniger als 9 begrenzt werden. Die gegossene Aluminium-Eisen-Legierung wurde dann wärmebehandelt,um das verbliebene Eisen aus der Festlösung auszufällen, bevor sie gemäß bekannter Drahtziehverfahren zu Leitungsdrähten verarbeitet wurden. Obwohl das Rohmaterial für die Leiter schnell gekühlt wurde, in Relation zu dem.für Vergleichszwecke angewendeten Gießverfahren, schien es, daß das Material nicht unter Bedingungen gegossen wurde, die zum Absetzen einer Eisen-Aluminium-Phase in Form von Stäbchen führte, und zwar

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bei sehr hohen Wachstumsraten, wie sie im erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden, da angegeben wird , daß die gewünschte Dentrit-Teilchengröße und Eisenteilchengroße mit einer Gußlegierung mit Abmessungen von etwa 152 mm χ 152 mm (6" χ 6") erhalten werden konnte.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Aluminium-Legierungsblechen, die sowohl eine gute Festigkeit (hohe Streckgrenze ) als auch eine gute Verformbarkeit (wie sie durch den hohen Prozentwert der Zugdehnung angegeben ist) aufweisen. Dies hängt hauptsächlich von- der Stabilisierung einer Feinkornstruktur durch Dispersion der feinen Teilchen ab. Wenn die intermetallischen Teilchen zu grobkörnig sind oder ungleichmäßig verteilt sind in einer Legierung mit dem erfindungsgemäßen niedrigen Volumen an intermetallischen Phasen, ist die Korngröße des Aluminiums nach der letzten Wärmebehandlung zu grob. Für den erfindungsgemäßen Zweck sollte die Korngröße nicht mehr als etwa 3/um betragen. Wenn andererseits die Größe der intermetallischen Teilchen zu klein ist, wandern die Korngrenzen an den Teilchen vorbei, die Korngröße wird größer als 3,um werden, und, obwohl das Material eine gute Verformbarkeit aufweist, hat es eine niedrige Streckgrenze .

Die Entwicklung der gewünschten Struktur in der gegossenen Aluminium-Eisen-Legierung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Legierung kontinuierlich unter Bedingungen gießt, die zu einer sehr hohen Wachstumsrate führt (Rate der Ablagerung von Festmetall senkrecht zur Erstarrungsfront), d.h. zu einer Wachstumsrate von wenigstens 25 cm/Minute und vorzugsweise eine solche von 40 bis 100 cm/Minute. Die Wachstumsrate sollte vorzugsweise einen Wert von 250 cm/Minute nicht übersteigen. Wachsturnsraten von 25 cm/Minute können nur mit Material mit einer Dicke bis zu 25 mm erreicht werden; die Anforderung an höhere Wachstumsraten begrenzen die Dicke des gegossenen Materials auf einen niedrigeren VJert.

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Um optimale Eigenschaften zu erhalten, sollte das angewendete kontinuierliche Gießverfahren zu einer hohen Wachstumsrate in der gesamten Dicke des gegossenen Materials führen, um, soweit wie möglich, das Wachsen von unerwünschten grobkörnigen intermetallischen Teilchen zu vermeiden.

Es sollte betont werden, daß, während eine hohe Wachstumsrate in einem kontinuierlichen Gießverfahren nicht ohne eine hohe Gießrate erhalten werden kann, eine hohe Gießrate nicht notwendigerweise zu einer hohen Wachstumsrate führt.

In geeigneten großvolumigen Gießvorrichtungen wird die Forderung nach einer hohen Wachstumsrate am leichtesten durch die Verwendung von Gießvorrichtungen vom Doppelwalzentyp erhalten, in welchem das geschmolzene Metall im Spalt eines Paares von stark gekühlten Walzen erstarrt wird, die das geschmolzene Metall aus einer isolierten Injektionsdüse, die in der Nähe der Walzen angeordnet ist, nach oben herausziehen. Eine Gußvorrichtung dieses Typs wird von Hunter Engineering Company of Riverside, California, hergestellt. Typischerweise fällt bei Gießvorrichtungen dieses Typs das gegossene Material in Form von Streifen mit einer Dicke im Bereich von etwa 5 bis 7,6 mm (0,2 bis 0,3") an, und wird mit einer Geschwindigkeit von etwa_635 bis 1015 mm/Minute (25 bis 40"/Minute) gegossen. Das Metall ist im wesentlichen vollständig erstarrt, wenn es die Mittellinie der Gießwalzen durchläuft und es wird dann einem starken Druck ausgesetzt, wenn es durch den Spalt zwischen den Walzen hindurchgeht, wodurch als Konsequenz erreicht wird, daß dessen Oberflächen in ausgezeichnetem Hitzeaustauschkontakt mit den Gießwalzen steht.

Es wurde gefunden, daß bei Anwendung einer solchen Ausrüstung nahezu eutektische Aluminium-Eisen-Legierungen mit einem Eisengehalt im Bereich von 1,1 bis 2,5% in Form von dünnen Bändern gegossen werden können, in denen die intermetallische Phase in Form von feinen Stäbchen erstarrt. Diese dünne gegossene Band wird dann bearbeitet,um eine wenigstens 60 %-ige'!Stärkereduktion

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und vorzugsweise eine noch größere Stärkeduktion zu erreichen, die zur Zerkleinerung der intermetallischen Stäbchen unter Bildung von feinen Teilchen, die im gesamten Material dispergiert sind, führt und die den Effekt haben, eine Feinkornstruktur zu stabilisieren, wie schon oben erklärt wurde. Wenigstens die letzte 10 %-ige Stärkersduktion wird durch Kaltwalzen erreicht; vorzugsweise wird die Reduktion lediglich durch Kaltwalzen durchgeführt. Die kaltgewalzte Legierung wird schließlich und endlich bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 400°C geglüht. Vorzugsweise wird auch das Band vor dem Kaltwalzen bei einer Temperatur von 350 bis 500°C geglüht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Verbindung mit Legierungen durchgeführt, die nicht mehr als 2 % Eisen enthalten und insbesondere mit Legierungen,die einen Eisengehalt im Bereich von 1,3 bis 2,0 %aufweisen. Die Erfindung betrifft Legierungen, die weniger als 5 Vol.-% intermetallische Phasen haben. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, daß das Volumen der intermetallischen Teilchen einen Wert von 2,5 Vol.-% nicht übersteigt. Deshalb sollte die Legierung bei den niedrigeren Grenzen des Eisengehaltes vorzugsweise eine oder mehrere legierende Elemente enthalten, die ternäre intermetallische Phasen oder intermetallische Phasen höherer Ordnung mit Aluminium und Eisen bilden. Aus diesem Grunde kann die Legierung kleine Anteile an Silizium, Mangan und Nickel enthalten, die alle ternäre Phasen mit dem Aluminium und Eisen bilden, und die in Form von Stäbchen unter den spezifischen Gießbedingungen abgelagert werden. Das Silizium kann in Mengen bis zu 2,0 %, Nickel in Mengen bis zu 1,0% und Mangan in Mengen bis zu 0,5 % eingearbeitet werden. Der Gesamtgehalt der intermetallischen Phasen sollte vorzugsweise einen Wert von 5,0 Vol.-% nicht übersteigen. Es kann aber auch Kupfer in Mengen bis zu 1,0 %, Magnesium in Mengen bis zu 1,0 % und Zink in Mengen bis zu 2,0·% zugegen sein. Diese verbleiben im wesentlichen in der Festlösung. Andere Elemente können in Mengen bis zu einem Gesamtwert von 1,0 % zugegen sein (jeweils maximal 0,3 %).

2/070?

Die aus der Legierung hergestellten Blechprodukte der vorliegenden Erfindung sind ein billiges Blechmaterial*und aus diesem Grunde basiert es auf handelsüblichen Reinmetallen von nicht mehr als 99,8 % Reinheit und im allgemeinen nicht mehr als 99,5 bis 99,7 % Reinheit. Als Konsequenz daraus enthält die Legierung wenigstens 0,08 % Silizium und im allgemeinen 0,1 bis 0,3 % Silizium,ohne daß Silizium als legierendes Element zugegeben wurde.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßeh Verfahrens sollte der legierende Elementgehalt der Legierung vorzugsweise etwas niedriger liegen als eine eutektische Zusammensetzung,um den Erstarrungsbereich etwas zu vergrößern. Wenn der Erstarrungsbereich sehr kurz ist, hat man gewisse Schwierigkeiten beim Gießen der Legierung mit einer Doppelwalzengießmaschine Die Zugabe einer geringen Mengen von Kupfer und/oder Magnesium in einer Menge bis zu einer Gesamtmenge von 1 % hat bekanntlich einen festigenden Effekt. Zusätzlich zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Legierungsbleches vermindert es auch die Anisotropie zwischen den Eigenschaften in den Längs- und Querrichtungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung von Blech aus Legierungen benutzt, die aus handelsüblichem Reinaluminium mit Eisen als hauptsächlichen legierenden Zusatz und im allgemeinen mit 0,1 bis 0,3 % Kupfer oder Magnesiuirijbestehen. Der Gesamteisengehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 1,3 bis 2,0 % Eisen und insbesondere im Bereich von 1,6 bis 1,8 %. Außerdem kann' Silizium in Gesamtmengen von bis zu 1,5 % zugesetzt werden. Gewisse Vorteile können festgestellt werden, wenn Silizium in einer Menge von 0,5 bis 1,2 % eingearbeitet wird.

Das Gießverfahren mit hoher Wachstumsrate führt zu befriedigenden Ergebnissen beim Gießen von einer Vielzahl von ternären Aluminium-Eisen-Legierungen, um stäbchenähnliche intermetallische Strukturen zu entwickeln, die beim Walzen der Legierung zu dispergierten Teilchen umgewandelt werden, wie schon beschrieben wurde.

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— R —

Es ist also die Herstellung von Blechprodukten beabsichtigt, indem eine nahezu eutektische binäre oder ternäre Alumin-ium-Eisen-Legierung mittels eines kontinuierlichen Gießverfahrens mit einer Wachstumsrate von wenigstens 2 5 cm/Minute und einer Dicke von weniger als 25 mm gegossen wird,um intermetallische Stäbchen zu bilden, die dann während einer wenigstens 60 %igen Stärkexeduktion durch Walzen segmentiert werden, wobei die Legierung innerhalb der folgenden Bereiche zusammengesetzt ist:

Eisen 1,1 bis 2,5 %

Silizium bis zu 2,0 %

Zink bis zu 2,0 %

Kupfer bis zu 1,0 %

Magnesium bis zu 1,0 %

Nickel bis zu 1,0 %

Mangan bis zu 0,5 %

Andere Bestandteile bis zu jeweils 0,3 % ( bis zu

1,0 % insgesamt)

Aluminium Restanteil.

Die durchschnittliche Teilchengröße der intermetallischen Teilchen liegt bei weniger als 0,5.um im Durchmesser (gemessen als Durchmesser einer Kugel von äquivalentem Volumen zu dem der Teilchen). Die Legierung enthält vorzugsweise Eisen in einer Menge von 1,3 bis 2,0 % und wenigstens eine weitere Komponente innerhalb der folgenden Bereiche:

Silizium 0,1 bis 1,5 %

Zink 0,5 bis 1,5%

Nickel 0,1 bis 0,5 %

Mangan ^l 0,1 bis 0,4 %.

Auf jeden Fäll sollten vorzugsweise 0,1 bis 0,3 % Kupfer oder 0,05 bis 0,2 % Magnesium eingearbeitet werden, um eine extra Festigkeit zu bewirken. Andere Bestandteile werden vorzugsweise unterhalb eines Wertes von jeweils 0,3 % und unterhalb eines Gesamtwertes

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von 0,5 % gehalten. Zink wird in der angegebenen Menge geeigneterweise in Blechmaterial eingearbeitet, das zur Verwendung als Ausgangsmaterial für Nähte in Wärmeaustauschmaterial geeignet ist, um zu garantieren, daß das Material vorzugsweise an den Wärmeaustauschrohren angreift. Das Ausgangsmaterial für Nähte bzw. Schweißnähte sollte vorzugsweise einen geringen Gehalt an Mangan aufweisen.

Eine Zugabe von Nickel in einer Menge von 0,1 bis 1,0 % zu der Aluminium-Eisen-Legierung, die möglicherweise Mangan und Kupfer oder Magnesium enthält, erhöht die Streckgrenze im geglühten Zustand.

Die Blechmaterialien, die nach einem Verfahren hergestellt werden, die das Gießen der Legierung zu einem dünnen Band mit einer Wachstumsrate von wenigstens 25 cm /Minute erforderlich macht, zeigen eine zufriedenstellendere Kombination aus Streckgrenze und Dehnung in geglühtem Zustand, als sie aus der gleichen Legierung erhalten werden können, wenn sich nach dem bekannten Stranggießverfahren in Form von Barren hergestellt werden, bevor sie zu Blechen nach üblichen Warmwalz- und Kaltwalzverfahren verarbeitet werden, wie es in den folgenden Tabellen an den Eigenschaften von 1 mm starken Blechen gezeigt wird.

Es kann beobachtet werden, daß die Zugabe von Silizium eine geringe Verbesserung der Streckgrenze ergibt, im Vergleich mit Aluminium-Eisen-Legierungen, die 1,7 % Eisen und 0,2 % Kupfer enthalten; aber unter Umständen erhöht die Zugabe von Silizium in einer Menge von 0,5 % die Korrosionsfestigkeit der Legierung.

Eine Kombination von mechanischen Eigenschaften, die durch eine Streckgrenze angezeigt ist, die größer ist als ca. 11 kg/mm (15 ksi) sowie eine durchschnittliche Dehnung, die größer ist als 15 %, ist von besonderem kommerziellen Interesse. Es ist darauf hinzuweisen, daß Blech, das erfindungsgemäß hergestellt wird, diesen Anforderungen entspricht, während Blech, das aus der gleichen Legierung durch Auswalzen von Barren,die nach dem bekannten Strang-

* 1 ksi = 0,7032 kg/mm² _1n

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gußverfahren hergestellt wird/ den Anforderungen nicht entspricht,

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Al-Fe-Legierungen:physikalische Eiaenschaften

(1)

am 1 mm Blech

Material	im gewalzten Zustand	YS	Dehnung	Angelassen bei	YS	Dehnung	·. Angelassen bei	YS	Dehnung	. Angelassen bei	YS	Dehnung
		(ksi).	(%)	300°<	(ksi).	(%)	35O°C	(ksi)„ cg/rtm^	(.%)	400°C	(ksiV	(.%)
	UTS	kg/ircrr		UTS	kg/mrtf		UTS			UTS	kg/mm
	(ksi.}			(ksi)			(ksi)			(ksi)
	kg/mm			kg/mmS			eg/mm·'			kg/mnr
A Doppelwalzenguß								(34
(1,70 Fe -		,27, (39)	5 ·		(IS)	16		11 (16)	19		(il)	26
0,19 Cu -		25 (35)	6		13 (19)	22		dl)	21		8 (12)	22
0,15 Si) Band · nicht ge	/33, (47)			dl)	df)	16	18 (25)		22	ah
glüht Band geglüht- 45O^ÜC (3)	30 (43)			16 (23)			16 (22)			14 (20)
Zwischeng.eglüht 400°C (4)				18 (25)			d§>
B Normaler Strang								g
guß		20			6			(8)			6
(1,68 Fe-		(28)	9		(9)	30			32		(9	31
0,20 Cu -	25	15		14	13
0,15 Si.) 5	(36)	(21)	*άο)*	(19)

Al-Fe-Si-Legierüngen:' pay sika1iscne Eigenschaften

(D

am 1 mm Blech

Material	im gewalzten Zw,*	YS	Dehnung	Angelassen bei 250⁰C^ '	YS	Dehnung	Angelassen	YS	bei 300⁰C
	stand	(ksij ko/mm	(%)		(ksi) kä/ircn2	(%)		(ksi), kg/mm
	UTS			UTS			UTS		Dehnung
	(ksil kg/nPi			(ksiJ ■ca/inm.			(ksi)_ kq/mm·'		(%)
A. D'oppelwalzenguß
(1,7 Fe-1,2 Si-		(la⁷)	3		(30)	9
0,2 Cu)
Platte nicht ge	(I?)	25		*itt*	14		dl)	8	22
glüht "Platte geglüht^{1 J;}		(36)	4		(20)	19		(12)
500^aC	36			18			15
.Platte geglüht,	(42)	(37)	4	(25)	(21)	17	(21)	(14)	29
400⁰C		26			15			10
(1,7 Fe- 1,1 βΙ-	(44)			(26)			(24)		20
Ο,2 Cu - 0,46 Mn)	31	27		18	16		17	10
.Platte geglüht		(39)	4		(23)	15		(14)
bei 400⁰C	30			22			• 17
B. Normaler Strang-	(43)			'(31)			(24)		22
iguß		23			6			6
(1,7 Fe - 1,2 Si-		(33)	7		(8)	30		(8)
0,2 Cu)(5)	26		18		13
(37)	(19)	(19)	30

• απ cn

NJ) CD

Anmerkung: (1) Festigkeitswerte der Zugproben aus Standardblechen;

Dehnungen gemessen über 5 cm Länge.

(2) Das Anlassen wurde zwei Stunden lang bei den angegegebenen Temperaturen durchgeführt.

(3) 6 mm dicke Bänder wurden zwei Stunden lang bei den angegebenen Temperaturen geglüht, bevor das Blech auf 1 mm Dicke kalt ausgewalzt wurde.

(4) 6 mm dicke Bänder wurden auf 4 mm kaltgewalzt, eine

Stunde lang bei 400* . kältgewalzt wurden.

Stunde lang bei 400⁰C geglüht, bevor sie auf 1 mm

(5) 127 mm dicke Stranggußbarren wurden bei 400 C geglüht; auf 6 mm warmausgewalzt und dann auf 1 mm kaltgewalzt.

Das im Doppelwalzengießverfahren hergestellte Material wurde mit einer Gießgeschwindigkeit von 75 cm/Minute und einer Wachstumsrate von etwa 50 bis 70 cm/Minute gegossen. Die normalen Stranggußbarren wurden mit einer Gießgeschwindigkeit von etwa 9 cm/Minute und einer Wachstumsrate von etwa 6 bis 8 cm/Minute gegossen.

Die intermetallischen Phasen in dem nach dem Doppelwalzengießverfahren hergestellten Bandmaterial waren verzweigte stäbchenähnliche Aluminium-Eisen-(Mn)-metastabile Phasen mit raumzentrierter tetragonaler Struktur sowie stäbchenähnliche <* -Al-Fe(Mn)-Si-Phasen in Anteilen, die vom Siliziumgehalt der Legierung abhingen. Der Querschnittsdurchmesser der Stäbchen betrug weniger als etwa 0,3 ,u. Keine FeAl₃ oder FeAl, oder MnAlg-Phasen wurden im gegossenen Zustand in den Bändern gefunden.

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Die Phasen in den Al-Fe-Stranggußbarren waren FeAl₃ oder FeAl-* die als grobe Platten oder Markierungen mit einer Dicke/ die im allgemeinen höher als 1 ,um war zugegen sind.

Kein großer Unterschied in den mechanischen Eigenschaften von. Blechen/ die nach dem Doppelwalzengießverfahren hergestellt waren, wurde bei den angegebenen Glühbedingungen gefunden, wenn der Fe-Gehalt zwischen 1/3 und 2,0 % und der Cu-Gehalt zwischen 0,1 bis 0/ 3 % variiert wurde. Die Variation des Siliziumgehaltes zwischen 0 und 2,0 % hatte einen geringen Effekt; auf jeden Fall ist es möglich, durch geeignete Kontrolle des letzten Glühens bei Temperaturen im Bereich von 250 bis 400 C kaltgewalzte geglühte Bleche

herzustellen, die eine Streckgrenze von mehr als ca. 11 kg/mm (15-ksi) und eine Dehnung von mehr als 15 % aufweisen, selbst wenn das Kupfer vollständig fehlt.

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Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungsproduktes in Blechform aus einer binären oder ternären Alumihium-Eisen-Legierung oder einer Aluminium-Eisen-Legierung höherer Ordnung, dadurch gekennz eichnet, daß man die Legierung in die Form eines Bandes mit einer Dicke von weniger als 25 mm
bei einer Wachstumsrate von mehr als 25 cm/Minute gießt, um intermetallische Phasen in Form von gestreckten Stäbchen im Größenbereich von 0,05 bis 0,5 um Durchmesser abzulagern, das gegossene Band einer wenigstens 60 %-igen Stärkereduktion durch Auswalzen aussetzt, wodurch die intermetallischen Stäbchen zerkleinert werden, und das gewalzte Blech einem letzten Glühen bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 400°C unterw:
rung die folgende Zusammensetzung aufweist:

peratur im Bereich von 250 bis 400°C unterwirft, wobei die Legie-

Fe 1,1 bis 2,5 %

Si bis zu 2,0 %

Zn bis zu 2,0 %

Ni bis zu 1,0 %

Mn bis zu 0,5 %

Cu bis zu 1,0 %

Mg bis zu 1,0 %

Andere Bestandteile bis zu jeweils O,3 % (insgesamt bis zu 1 %)
Al Restanteil,

wobei die Legierung intermetallische Phasen in einer Menge von weniger als 5,0 Volumen-% aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Eisen in einer Menge von
1,3 bis 2,0 % aufweist und zusätzlich wenigstens eine weitere
Komponente in einer Menge aufweist, die in den folgenden Be-«
reichen liegt:

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Si 0,1 bis 1,0 %

Zn 0,5 bis 1,5 %

Ni 0,1 bis 1,0 %

Mn 0,1 bis 0,4 %.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außerdem 0,1 bis 0,3 % Kupfer oder 0,05 bis 0,2 % Magnesium aufweist, wobei andere Komponenten auf einen Wert von jeweils weniger als 0,1 % und insgesamt 0,3 % begrenzt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung im wesentlichen, aus..handelsüblichem Reinalumini'um (Al 99,5 bis 99,8 %) und zusätzlich aus Eisen besteht, um den Eisengehalt auf einen Wert von 1,3 bis 2,0 % zu erhöhen.

5. Verfahren nach Anspruch Λ_{ dadurch ge kennzeich net, daß das Band einer Bearbeitung unterworfen wird, die lediglich aus Kaltwalzen besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene ßand bei einer Temperatur von 350 bis 500⁰C geglüht wird, bevor es kaltgewalzt wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungsbleches aus einer Legierung die 1,1 bis 2,5 % Eisen und 0,1 bis 1,0 % Nickel sowie bis zu 1,0 % Silizium, bis zu 1,5 % Zink, bis zu 0,5 % Mangan, bis zu 0,3 % Kupfer, bis zu 0,2 % Magnesium, bis zu jeweils 0,3 % (insgesamt bis zu 0,5 %) anderer Bestandteile und als Restanteil Aluminium enthält, dadurch g e k e ή", η ζ ei ch η e t, daß die Legierung zu einem Band- mit einer Dicke von weniger als 25 mm bei einer .Wachstumsrate von mehr als 25 cm/Minute gegossen wird, um die intermetallischen Phasen in Form von gestreckten Stäbchen in einem Größenbereich

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von 0,05 bis 0,5 um im Durchmesser abgelagert wird, das gegossene Band einer Stärkereduktion von mindestens 60 % durch Kaltwalzen unterworfen wird, um die intermetallischen Stäbchen zu fragmentieren, woraufhin das kalt gewalzte Blech einem letzten Glühprozeß bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 400°C unterworfen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung 1,3 bis 2,0% Eisen und 0,1 bis 0,5 % Nickel enthält.

9. Aus Aluminiumlegierungen gewalzte Blechprodukte mit einer Zusammensetzung von 1,3 bis 2,0 % Eisen, bis zu 2,0 % Silizium, bis zu 0,5 % Mangan, bis zu jeweils 0,3 % (insgesamt bis zu 0,5 % ) anderer Bestandteile und der Restanteil Aluminium, wobei das Blech durch eine Korngröße von weniger als 3 /um und einer Dispersion von feinen intermetallischen Teilchen im Größehbereich von 0,05 bis 0,5 /um durchschnittlicher Durchmesser charakterisiert ist, und wobei das Blech eine Streckgrenze von mehr als ca. 10 kg/mm² (15 ksi) und eine Dehnung von mehr als 15 % aufweist.

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