DE3144445A1 - "gegenstand aus einer hochfesten alumiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung" - Google Patents

"gegenstand aus einer hochfesten alumiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung"

Info

Publication number
DE3144445A1
DE3144445A1 DE19813144445 DE3144445A DE3144445A1 DE 3144445 A1 DE3144445 A1 DE 3144445A1 DE 19813144445 DE19813144445 DE 19813144445 DE 3144445 A DE3144445 A DE 3144445A DE 3144445 A1 DE3144445 A1 DE 3144445A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
alloys
alloy
strength
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19813144445
Other languages
English (en)
Inventor
Colin McLean 33458 Tequesta Fla. Adam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DE3144445A1 publication Critical patent/DE3144445A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys
    • C22C1/0416Aluminium-based alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

DE 33
PATENTANWALT DR. RICHARD KWEISSL
Widenmrye.str. 45 _
D-8000 MÜNCHEN 22 -3- ""9 fJOV IÖ81
Tel. 089/295125
United Technologies Corp. Hartford, Ct./V.St.A.
Gegenstand aus einer hochfesten Aluminiumlegierung und Verfahren zu seiner Herstellung
■'S-
Die Erfindung bezieht sich auf Aluminiumlegierungen, die durcn eine metallurgische Pulvertechnik, hergestellt werden und die für die Herstellung von Gegenständen verwendbar sind, welche bei erhöhten Temperaturen, mindestens bis zu 35O°C, gute mechanische Eigenschaften aufweisen.
In der Vergangenheit wurden bereits Versuche unternommen, durch metallurgische Pulvertechniken verbesserte Aluminiumlegierungen herzustellen. Bei diesen Techniken werden höhere Verfestigungsgeschwindigkeiten verwendet, als sie üblicherweise beim herkömmlichen Gießen erzielt werden. Jedoch waren die Verfestigungsgeschwindigkeiten nicht ausreichend hoch, um in der begrenzten Anzahl von bisher untersuchten Legierungssystemen brauchbare metastabile Phasen zu erzeugen.
Die folgenden Artikel befassen sich mit der raschen Verfestigung von Aluminiumlegierungen:
"Exchance of Experience and Information, Structures and Properties of Al-Cr and Al-Fe Alloys Prepared by the Atomization Technique". A.A. Bryukhovets, N.N. Barbashin, M.G. Stepanova, et I.N. Fridlyander. Moscow Aviation Technology Institute, tibersetzt von Poroshkovaya Metallurgiya, Nr. 1 (85), SS. 108-111, Januar, 1970.
"On Aluminum Alloys with Refractory Elements, Obtained by Granulation" von V.l. Dobatkin und V.l. Elagin. Soν. J. NonFerrous Metals Aug. 19 66, SS 89-93.
"Fast Freezing by Atomization for Aluminum Alloy Development" von W. Rostoker, R.P. Dudek, C. Freda und R.E. Russell, International Journal of Powder Metallurgy. SS. 139-148.
US-PSen 4 002 502, 4 127 426, 4 139 400 und 4 193 822. Sie
·■ ? -■
beziehen sich alle auf Aluminiumlegierungen, die Eisen als überwiegenden Legierungsbestandteil enthalten. Die US-PS 4 127 426 beschreibt ebenfalls die rasche Verfestigung einer Legierung, die bis zu 5 % Eisen enthält.
Hauptaufgabe der Erfindung war die Schaffung von Gegenständen aus einer Aluminiumlegierung mit brauchbaren mechanischen Eigenschaften bei Temperaturen bis zu mindestens 35O°C.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, eine Klasse von Aluminiumlegierungen zu beschreiben, die durch metallurgische Pulvertechniken hergestellt werden können, um Gegenstände mit hoher Festigkeit herzustellen.
Schließlich war es eine Aufgabe der Erfindung, metallurgische Pulverfahren zu beschreiben, die bei einer Klasse von Aluminiumlegierungen verwendet werden können, um Gegenstände mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen herzustellen.
Die Erfindung betrifft eine neue Klasse von Aluminiumlegierungen, die* durch eine neuartige Fällung verfestigt sind. Durch Fällungen verfestigte Aluminiumlegierungen sind in der Technik bekannt. Typische solche Legierungen basieren auf dem Aluminium/Kupfer-System (wie z.B. die Legierung 2024). In einem solchen klassischen Fällungshärtungssystem wird die abnehmende Feststofflöslichkeit eines Elements in einem anderen ausgenützt,so daß durch eine thermische Behandlung eine erwünscnte Fällung erzeugt werden kann. Im Falle des Aluminium/Kupfer-Systems macht es die abnehmende Feststofflöslichkeit von Kupfer und Aluminium möglich, Fällungsteilchen auf der Basis von CuAl2 zu entwickeln. Da die Feststoff löslichkeit von Kupfer und Aluminium mit der Temperatur zunimmt, besitzen diese Materialien nur eine be-
schränkte Fähigkeit, bei erhöhten Temperaturen Spannungen zu widerstehen, da nämlich die Tendenz bestent, daß die gefällte Phase sich bei erhöhten Temperaturen auflöst. Eine andere Klasse von Legierungen, .welche durch Teilchen verfestigt sind, wird durch die sog.. SAP-Legierungen gebildet. Gegenstände aus SAP-Legierungen werden durch metallurgische Pulvertechniken hergestellt, wobei Aluminiumlegierungspulver oxydiert und dann verdichtet und stark kalt bearbeitet wird. Das Ergebnis dieser Behandlung ist die Entwicklung einer Struktur mit feinen diskreten Teilchen aus Aluminiumoxid. Da Aluminiumoxid in Aluminium praktisch unlöslich ist, ist diese Klasse von Legierungen bei erhöhten Temperaturen stabiler als die Fällungslegierungen, die durch ein richtiges Fällungsphänomen hergestellt worden sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klasse von Legierungen, welche in gewisser Hinsicnt die Vorteile beider Typen vorstehend beschriebener Materialien vereinigen. Die erfindungsgemäßen Legierungen sind durch eine Fällung auf der Basis von Eisen und ein oder mehreren feuerfesten Elementen verfestigt. Sowohl Eisen als auch die feuerfesten Elemente besitzen eine extrem kleine Feststofflöslichkeit in Aluminium und können für die meisten praktischen Zwecke als in Aluminium unlöslich angesehen werden. Als Folge sind Fällungsteilchen auf der Basis von Eisen und den feuerfesten Elementen in Aluminium auch bei erhöhten Temperaturen ziemlich stabil. Die Legierungen werden durch ein Verfahren hergestellt, bei dem eine Verfestigung aus der Schmelze mit einer hohen-Geschwindigkeit erfolgt, die vorzugsweise 1O5°C/s überschreitet. Diese hohe Verfestigungsgeschwindigkeit stellt sicher, daß die Fällungsteilchen, die sich bei einer Verfestigung aus der Schmelze bilden, klein und gleichförmig verteilt sind. Die kurze Zeit, die für die Verfestigung zur Verfügung steht, gestattet kein wesentli-
31U445'
ches Teilchenwachstum. Wenn die Verfestigungsgeschwindigkeit ausreichend hoch ist, dann ergibt sich die Bildung von amorphen oder nicht-kristallinen Bereichen, die reich an Eisen und den feuerfesten Elementen sind. Dies wird bevorzugt, da diese amorphen Bereiche durch thermische Behandlung kontrolliert zersetzt werden können, um eine außergewöhnlich feine Dispersion von Fällungsteilchen zu erzielen.
Eine Kühlgeschwindigkeit, die ungefähr 10sOC/s überschreitet, ergibt Verbindungen aus Eisen und feuerfestem Metall, die eine nicht im Gleichgewicht stehende metastabile Struktur haben. Im Extremfall wird die Struktur amorph sein, während bei niedrigeren Abkühlungsgescnwindigkeiten eine Reihe von verschiedenen nicht im Gleichgewicht stehenden kristallinen Fällungsstrukturen auftreten wird-. Es wird angenommen, daß beim Halten auf höheren Temperaturen die Fällungen diese verschiedenen Strukturen in Richtung auf eine Gleichgewichtsstruktur durchlaufen.
Das Aluminiumlegierungspulver, das auf diese Weise hergestellt wird, wird in einen festen Gegenstand verdichtet. Es können die verschiedensten Verdichtungstechniken verwendet werden, solange die Legierungstemperatur nicnt eine beträchtliche Zeit wesentlich über 35O°C steigt.
Die beigefügten Zeichnungen erläutern die Vorteile der Erfindung.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 die Reißfestigkeit als Funktion der Temperatur verschiedener herkömmlicher Aluminium- und Titanlegierungen und einer .erfindungsgemäßen Legierung..
Figur 2 die Streckfestigkeit als Funktion der Temperatur verschiedener herkömmlicher Aluminium- und Titanlegierungen und einer erfindungsgemäßen Legierung.
Figur 3 die Spannungsrißeigenschaften als Funktion der Temperatur verschiedener herkömmlicher Aluminium- und Titanlegierungen und einer erfindungsgemäßen Legierung; und
Figur 4 eine Mikrofotografie einer erfindungsgemäßen Legierung, nachdem sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt worden ist.
Die erfindungsgemäßen Legierungen basieren auf Aluminium und enthalten 5 bis 15 Gew.-% Eisen und 1 bis 5 Gew.-% mindestens eines der feuerfesten Metalle Niob, Zirconium, Hafnium, Titan, Molybdän, Chrom, Wolfram und Vanadium. Vorzugsweise ist das feuerfeste Metall in einer Menge von 15 bis 35 %, bezogen auf den Eisengehalt, anwesend. Diese feuerfesten Elemente vereinigen sich mit Eisen unter Bildung einer verfestigenden Fällungsphase auf der Basis von Al-jFe, wobei das feuerfeste Metall einen Teil des Eisens ersetzt.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Auffindung dieser neuen nützlichen verfestigenden Phase. Es können viele weitere Elemente zu dieser Legierung für verschiedene Zwecke zugegeben werden, beispielsweise zum Zwecke einer verbesserten Feststoff lösungsverfestigung und einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit, ohne daß der verfestigende Effekt wesentlich beeinflußt wird, der durch die neue Fällung gemäß der Erfindung erzielt wird. Die Erfindung kann deshalb allgemein beschrieben werden als Aluminiumfeststofflösungsmatrix, welche bis zu 5 Gew.-% eines Feststofflösungsverfestigungselements enthalten.\,kann und welche, auch ungefähr 5 bis ungefähr 30 Vol.-% einer Verfestigungsfällung auf der Basis von .
3U4445
Eisen und mindestens einem der vorstehend erwähnten feuerfesten Metalle enthält. Diese verfestigenden Teilchen besitzen durchschnittliche Durchmesser von weniger als 0,05 pm und vorzugsweise weniger als 0,03 ym und haben typischerweise' einen Abstand von weniger als 0,2 pm.
Eine solche Struktur kann durch eine rasche Verfestigung erreicht werden. Um eine solche Struktur zu erreichen, ist es nötig, die Legierung in einer geschmolzenen Form beträchtlich zu überhitzen und hierauf die Legierung in Teilchenform mit einer Geschwindigkeit von mehr als 105°C/s zu verfestigen. Wenn die Gehalte an Eisen und feuerfestem Metall erhöht werden, dann ist eine höhere Abkühlungsgeschwindigkeit nötig, um die gleiche nicht im Gleichgewicht befindliche Struktur zu erzielen. Es gibt zwar verschiedene Techniken, mit denen solche hohe Verfestigungsgeschwindigkeiten erzielt werden können, aber diese Techniken sind überwiegend für die Laborherstellung von kleinen Materialmengen geeignet. Die Technik, die vorzugsweise zur Herstellung von technischen Mengen dieses Materials verwendet wird, ist als die RSR-Technik bekannt. Bei dieser Technik wird eine horizontal angeordnete Scheibe verwendet, die sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr. 20 000-30 000 ü/min dreht, während das zu atomisie'rende Material auf die Scheibe gegossen wird. Die rotierende Scheibe wirft das flüssige Material ab, wobei es durch Heliumgass'trahlen abgekühlt wird. Das Verfahren ist in den US-PSen 4 025 249, 4 053 264 und 4 078 873 beschrieben, auf welche hier Bezug genommen wird. Dies ist zwar das bevorzugte Verfahren, wesentlich ist jedoch nur die Abkühlungsgeschwindigkeit und nicht die Art und Weise, wie bei dem verwendeten Verfahren diese Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht wird. Ein anderer Vorteil des bevorzugten Verfahrens ist die Sauberkeit des erhaltenen Pulvers. Aluminium ist ein reaktives Element. Es ist deshalb erwünscht, daß die Oxydation des Pulvers geringgehalten oder gar vermieden wird. Dies erfordert eine sau-
bere Verarbeitungsvorrichtung. Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Verfahren erfüllen diese Notwendigkeit.
Nachdem das Material in einer Teilchenform erhalten worden ist, wird es in einen Gegenstand mit brauchbaren Abmessungen verdichtet. Diese Verdichtung kann unter Verwendung der verschiedensten in der Metallurgie bekannten Verfahren erfolgen. Eine notwendige Bedingung ist jedoch, daß das Material nicht eine wesentliche Zeit auf eine Temperatur beträchtlich über 35O°C erhitzt wird. Wenn das Material über 35O°C erhitzt wird, dann entsteht eine übermäßige Vergröberung der Verfestigungsfällung und eine Verringerung der mechanischen Eigenschaften. Eine erfolgreich verwendete Verdichtungstechnik ist die Extrusion bei Temperaturen von ungefähr 300°C. Eine andere Verdichtungstechnik, die praktikabel erscheint, ist eine dynamiscne Verdichtung unter Verwendung einer Schockwelle, um die Pulverteilchen miteinander zu verbinden, ohne daß ein wesentlicher Temperaturanstieg hervorgerufen wird.
Wie bereits festgestellt, kann diese Klasse von Legierungen eine Reihe von Fällungsstrukturen zeigen, und zwar von amorph bis zur Gleichgewichtskristallstruktur. Wenn extrem hohe Verfestigungsgeschwindigkeiten verwendet worden sind, so daß eine beträchtliche Menge amorpher Phase vorliegt, dann kann es erwünscht sein, diese Phase in eine andere stabilere kristalline Phase zu überführen, bevor der Gegenstand in Gebrauch genommen wird. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß man den verdichteten Gegenstand auf eine Temperatur zwischen ungefähr 50 und 300°C während einer Zeit erhitzt, die ausreicht, die gewünschte umwandlung zustande zu bringen.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der Figuren besser verstand-
314U45
lieh. Die Figuren 1, 2 und 3 erläutern die mechanischen Eigenschaften einer bestimmten erfindungsgemäßen Zusammensetzung im Vergleich mit verschiedenen bekannten hoöhfesten Aluminiumlegierungen und zwei üblichen Titanlegierungen. Die Zusammensetzungen der Aluminiumlegierungen sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
2014 4,4 % Cu, 0,8 % Si, 0,8 % Mn, 0,4 % Mg
2219 6,3 % Cu, 0,3 % Mn, 0,1 % V, 0,15 % Zr
2618 2,3 % Cu, 1,6 % Mg, 1,0% Ni, 1,1% Fe
7075 5,6 % Zn, 1,6 % Cu, 2,5 % Mg, 0,3 % Cr
Solche Titan- und Aluminiumlegierungen werden üblicherweise dort verwendet, wo eine hohe Festigkeit und eine niedrige Dichte erforderlich sind. Titanlegierungen sind im allgemeinen fester und behalten ihre Festigkeit bei höheren Temperaturen bei, als dies bei Aluminiumlegiörungen der Fall ist. Jedoch ist Titan viel teurer als Aluminium, weshalb ein großer Bedarf für hochfeste Aluminiumlegierungen besteht, und zwar insbesondere für solche, die ihre Festigkeit bei erhöhten Temperaturen beibehalten, können. Die erfindungsgemäßen Legierungen überbrücken diese Kluft in den Eigenschaften zwischen herkömmlichen Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen.
Bei Anwendungen in rotierenden Maschinen, wo also die auf ein Bauteil ausgeübten Spannungen weitgehend das Ergebnis von auf dieses Bauteil wirkenden Zentrifugalkräften sind, ist die absolute Festigkeit nicht so wichtig wie das Verhältnis von Festigkeit Zu Dieh-te, Aus waheliegenöten .Öffinden entwickeln Gegenstände mit einer hohen Dichte größere
-A-
innere Spannungen als identische Gegenstände niedrigerer Dichte. Titanlegierungen sind etwas dichter als Aluminiumlegierungen. Die Figuren 1, 2 und 3 enthalten jeweils eine gestrichelte Linie, welche eine theoretische Aluminiumlegierung repräsentiert, die bei der Dichte einer typischen Aluminiumlegierung das Festigkeit/Dichte-Verhältnis einer üblichen Titanlegierung (Ti-6A1-4V) aufweist. Wenn eine Aluminiumlegierung entwickelt werden könnte, welche die durch die gestrichelte Linie festgelegten Eigenschaften erreichte oder gar überschritte, dann entspräche eine solche Legierung bei Hochleistungsanwendungen, insbesondere rotierenden Maschinen, in vielen Hinsichten dem Titan.
Eine erfindungsgemäße Legierung wurde hergestellt, und an dieser Legierung wurden die mechanischen Eigenschaften bestimmt. Die Legierung war eine einfache, welche 8 Gew.-% Eisen, 2 Gew.-% Molybdän und im übrigen Aluminium enthielt. Sie wurde unter Verwendung des vorstehend beschriebenen raschen Verfestigungsverfahrens mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mehr als ungefähr 1O6°C/s hergestellt. Das Ergebnis dieses AbkühlungsVerfahrens war ein Pulvermaterial, das verdichtet und heiß extrudiert wurde, um ein Material herzustellen, aus dem Proben herausgearbeitet werden konnten.
Figur 1 zeigt neben der Reißfestigkeit als Funktion der Temperatur von verschiedenen herkömmlichen Aluminium- und Titanlegierungen auch eine Kurve, welche die Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Al-8Fe-2Mo-Legierung erläutert, wie auch eine gestrichelte Linie, welche die Reißfestigkeit einer theoretischen Legierung mit dem Festigkeits/Dichte-Verhältnis von Ti-6A1-4V und der Dichte von Aluminium aufweist. Eine Aluminiumlegierung mit dieser Kombination von Festigkeit und Dichte könnte direkt anstelle von Ti-6A1-4V in rotierenden Maschinen eingesetzt
•β-
werden. Es ist ersichtlich, daß hinsichtlich dor Reißfestigkeit bei höheren Temperaturen die erfindungsgemäße Legierung wesentlich besser ist als die herkömmliöhen hochfesten Aluminiumlegiarungen. Von Temperaturen von 1OO°C aufwärts ist die erfindungsgemäße Legierung Sestet1 als die bekannten Legierungen. Bei höheren Temperaturen, wie z.B. bei 29O°C, ist die Überlegenheit der erfindungägeirtäßen Legierung beträchtlich, da bei 29O0C die festeste herkömmliche Aluminiumlegierung eine Reißfestigkeit von ungefähr 137,9 MPa aufweist, während die erfindungsgemäße Lfegierung die doppelte Festigkeit von 275,8 MPa besitzt. Im Vergleich hierzu hätte die theoretische Aluminiumlegierung mit dem Festigkeit/Dichte-Verhältnis von Titan eine Reißfestigkeit von 413,7 MPa. Hinsichtlich der Reißfestigkeit als Funktion der Temperatur überbrückt also die erfinduiigsfemäße Legierung die Kluft zwischen herkömmlichen Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen.
Figur 2 zeigt einen ähnlichen Vergleich der Festigkeit gegenüber der Temperatur, außer daß der Festigkeitäparameter die Streckfestigkeit ist (gemessen bei einer Streckung von 0,2 %). Auch hier sind wiederum Kurven für herkömmliche hochfeste Aluminium- und Titanlegierungen und öine gestrichelte Linie eingetragen, welche die Streökföstigkeit einer Legierung mit dem Streckfestigkeit/Dichte-Verhältnis von T1-6A1-4V repräsentiert. Hinsichtlieh der Streckfestigkeit liegt die erfindungsgemäße Legierung (Al-8Fe-2Mo) sehr nahe an der theoretischen Legierung und ist wesentlich besser als die herkömmlichen hochfesten Aluminiumlegierungen. Ein wesentliches Merkmal, das aus Figur 2 hervorgeht, liegt darin, daß die herkömmlichen hochfesten Aluminiumlegierungen im Temperaturbereich von ungefähr 125 bis ungefähr 25O°c einen beträchtlichen Abfall der Streckfestigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäßfe Legierung zeigt bis zu einer Temperatur in der Nähe Von 35O°C
3H4445
keine scharfe Abnahme der Streckfestigkeit. Dies bedeutet eine Erhöhung von ungerähr 10O0C der üblichen Betriebstemperatur bei Anwendung des erfindungsgemäßen Materials. Die erhöhte Erweichungstemperatur der erfindungsgemäßen Legierung ist ein Anzeichen für eine größere Stabilität der Legierung.
Figur 3 zeigt die Spannungsrißeigenschaften von verschiedenen hochfesten Aluminium- und Titanlegierungen als Funktion der Temperatur. Auch hier sind die Eigenschaften einer theoretischen Aluminiumlegierung mit dem Festigkeit/Dichte-Verhältnis von Ti-6A1-4V gezeigt. Die gezeigten Kurven bedeuten die Spannung, die bei einer gegebenen Temperatur erforderlich ist, um in einer Probe nach 1000 h einen Riß zu erzeugen. Auch hier erweist sich die erfindungsgemäße Legierung den herkömmlichen hochfesten Aluminiumlegierungen überlegen.
Figur 4 zeigt eine Aufnahme mit einem Elektronenmikroskop des vorher beschriebenen Materials Al-8Fe-2Mo nach einer Erhitzung während 4 h auf 29O°C. Das wesentliche Merkmal, das aus dieser Mikrofotografie ersichtlich ist, besteht darin, daß die ausgefallene Phase auch dann extrem fein ist, wenn das Material eine solche Zeit einer erhöhten Temperatur ausgesetzt wird, welche bei allen herkömmlichen Aluminiumlegierungen eine beträchtliche Erweichung hervorrufen würde. Die Fällung besitzt nach dieser Behandlung einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,01 μm.
Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen auch höhere Elastizitätsmoduln als herkömmliche Aluminiumlegierungen. Der Elastizitätsmodul bezieht sich auf die Steifheit der Legierung; hohe Modulwerte sind für eine Anzahl von Bauteilen erwünscht. Herkömmliche Aluminiumlegierungen besitzen Modulwerte von ungefähr 68 950 MPa und herkömmliche
3U4A45
Titanlegierungen besitzen Modulwer'te von 96 430- 110 MPa. Der gemessene Wert für den Modul der vorstehend beschriebenen Al-8Fe-2Mo-Legierung ist 85 498 MPg. Der Bereich der Modulwerte für die erfindungsgemäßen Legierungen beträgt 82 740-110 320 MPa.

Claims (7)

31UU5 Patentansprüche;
1. Gegenstand aus einer hochfesten Aluminiumlegierung, bestehend im wesentlichen aus einer Feststofflösungsmatrix aus Aluminium, welche eine Dispersion von verfestigenden Teilchen enthält, dadurcn gekennzeichnet, daß die Teilchen auf der Verbindung Al3Fe basieren, wobei ein Teil des Fe-Gehalts durch mindestens eines der feuerfesten Elemente Titan, Zirconium, Hafnium, Niob, Molybdän, Wolfram, Chrom und Vanadium ersetzt ist und wobei die Teilchen eine durchschnittliche Größe von weniger als 0,05 pm und einen durchschnittlichen Abstand von weniger als 0,2 pm aufweisen.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Teilchengröße weniger als 0,03 pm beträgt.
3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigende Phase in einer Menge von 5 bis 30 Vol.-% anwesend ist.
4. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Element aus Molybdän besteht.
5. Verfahren zur Hersteilung eines Gegenstands aus einer hochfesten Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Aluminiumlegierung, welche 5 bis 15 Gew.-% Eisen und 1 bis 5 Gew.-% mindestens eines der feuerfesten Elemente Titan, Zirconium, Hafnium, Niob, Molybdän, Wolfram, Chrom und Vanadium enthält, mit einer Geschwindigkeit von mehr als ungefähr 105°C/s abkühlt, um feste Teilchen herzustellen; und
b) die Teilchen bei einer Temperatur von weniger als ungefähr 350° C in eine einheitliche Masse konsolidiert.
3HU45
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Element in einer Menge von 15 bis 35 Gew.-%, bezogen auf den Eisengehalt, verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfestes Element Molybdän verwendet wird.
DE19813144445 1980-11-24 1981-11-09 "gegenstand aus einer hochfesten alumiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung" Ceased DE3144445A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20956880A 1980-11-24 1980-11-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3144445A1 true DE3144445A1 (de) 1982-08-26

Family

ID=22779287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813144445 Ceased DE3144445A1 (de) 1980-11-24 1981-11-09 "gegenstand aus einer hochfesten alumiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung"

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JPS57116741A (de)
AU (1) AU548469B2 (de)
BE (1) BE891067A (de)
BR (1) BR8107141A (de)
CA (1) CA1177286A (de)
CH (1) CH646999A5 (de)
DE (1) DE3144445A1 (de)
ES (1) ES507377A0 (de)
FR (1) FR2494722A1 (de)
GB (1) GB2088409B (de)
IL (1) IL64191A (de)
IT (1) IT1144940B (de)
NO (1) NO813966L (de)
SE (1) SE8106934L (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533233A1 (de) * 1985-09-18 1987-03-19 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Hochwarmfeste aluminiumlegierung und verfahren zu ihrer herstellung

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4743317A (en) * 1983-10-03 1988-05-10 Allied Corporation Aluminum-transition metal alloys having high strength at elevated temperatures
US4805686A (en) * 1983-10-03 1989-02-21 Allied-Signal Inc. An apparatus for forming aluminum-transition metal alloys having high strength at elevated temperatures
BR8406548A (pt) * 1983-12-19 1985-10-15 Sumitomo Electric Industries Liga de aluminio reforcada por dispersao e resistente ao calor e ao desgaste e processo para a sua producao
US4715893A (en) * 1984-04-04 1987-12-29 Allied Corporation Aluminum-iron-vanadium alloys having high strength at elevated temperatures
JPS6148551A (ja) * 1984-08-13 1986-03-10 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 高温強度に優れたアルミニウム合金成形材
WO1986006748A1 (en) * 1985-05-17 1986-11-20 Aluminum Company Of America Alloy toughening method
GB8519691D0 (en) * 1985-08-06 1985-09-11 Secretary Trade Ind Brit Sintered aluminium alloys
JPS62270704A (ja) * 1986-05-19 1987-11-25 Kobe Steel Ltd 加工性及び耐熱性の改善された急冷凝固アルミニウム合金の製造方法
GB2196647A (en) * 1986-10-21 1988-05-05 Secr Defence Rapid solidification route aluminium alloys
US4889582A (en) * 1986-10-27 1989-12-26 United Technologies Corporation Age hardenable dispersion strengthened high temperature aluminum alloy
JPH01100234A (ja) * 1987-10-12 1989-04-18 Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法
RU2487186C1 (ru) * 2012-03-06 2013-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компакт-Д" Способ упрочнения легких сплавов
FR3086873B1 (fr) * 2018-10-05 2022-05-27 C Tec Constellium Tech Center Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium
CN115612880B (zh) * 2022-10-28 2023-07-21 上海交通大学 一种纳米非晶合金颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2963780A (en) * 1957-05-08 1960-12-13 Aluminum Co Of America Aluminum alloy powder product
DE1817499A1 (de) * 1967-12-30 1969-08-14 Ti Group Services Ltd Aluminiumlegierungen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1195247A (fr) * 1956-12-14 1959-11-16 Kaiser Aluminium Chem Corp Alliages d'aluminium
GB846530A (en) * 1957-05-08 1960-08-31 Aluminum Co Of America Hot-worked aluminium base alloy powder article
US3380820A (en) * 1965-09-15 1968-04-30 Gen Motors Corp Method of making high iron content aluminum alloys
GB1362209A (en) * 1971-10-02 1974-07-30 Ti Group Services Ltd Aluminium products

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2963780A (en) * 1957-05-08 1960-12-13 Aluminum Co Of America Aluminum alloy powder product
DE1817499A1 (de) * 1967-12-30 1969-08-14 Ti Group Services Ltd Aluminiumlegierungen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533233A1 (de) * 1985-09-18 1987-03-19 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Hochwarmfeste aluminiumlegierung und verfahren zu ihrer herstellung
US4832737A (en) * 1985-09-18 1989-05-23 Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft High temperature-resistant aluminum alloy and process for its production

Also Published As

Publication number Publication date
AU548469B2 (en) 1985-12-12
GB2088409A (en) 1982-06-09
GB2088409B (en) 1985-01-09
IT8125153A0 (it) 1981-11-18
SE8106934L (sv) 1982-05-25
FR2494722A1 (fr) 1982-05-28
CH646999A5 (de) 1984-12-28
IT1144940B (it) 1986-10-29
ES8206651A1 (es) 1982-08-16
CA1177286A (en) 1984-11-06
IL64191A0 (en) 1982-02-28
BE891067A (fr) 1982-03-01
JPS57116741A (en) 1982-07-20
ES507377A0 (es) 1982-08-16
AU7774181A (en) 1982-06-03
BR8107141A (pt) 1982-07-20
NO813966L (no) 1982-05-25
IL64191A (en) 1984-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2462117C2 (de) Dispersionsverfestigtes Blech aus einer Aluminium-Eisen-Legierung
DE3043503A1 (de) Kristalline metallegierung
DE3144445A1 (de) "gegenstand aus einer hochfesten alumiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung"
DE2125562C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung dichter Körper aus Nickel-Superlegierungen
DE3744573A1 (de) Oberflaechenraffinierter sinterlegierungskoerper und verfahren zu dessen herstellung
DE3139548A1 (de) Verbesserte aluminium-uebergangsmetall-legierungen, hergestellt unter verwendung von rasch verfestigten pulvern, und verfahren zu deren herstellung
DE2133103A1 (de) Sich in der Hitze erholende Leigierung
DE3921626C2 (de) Bauteil mit hoher Festigkeit und geringer Ermüdungsriß-Ausbreitungsgeschwindigkeit
EP0330913B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Hartmetallkörpers und gesinterter Hartmetallkörper
DE2326284A1 (de) Werkstueck aus einer verdichteten superlegierung auf ni-basis
DE112023000030T5 (de) Mit Titanpartikeln verstärktes Magnesiummatrix-Verbundmaterial und dessen Herstellungsverfahren
DD284904A5 (de) Verfahren zur herstellung von teilen aus aluminiumlegierung, die eine gute festigkeit bei werkstoffermuedung durch lange erwaermung behaelt
WO2019034506A1 (de) Kupfer-basierte legierung für die herstellung metallischer massivgläser
DE1921359A1 (de) Gusslegierungen
DE4327227A1 (de) Kornfeinungsmittel, seine Herstellung und Verwendung
DE2560567C2 (de)
DE2217897A1 (de) Vorlegierungen für Aluminiumlegierungen und Verfahren zu deren Herstellung
EP1680246B1 (de) Verfahren zur herstellung von metall-matrix-verbundwerkstoffen
EP0587960B1 (de) Herstellung von Eisenaluminid-Werkstoffen
EP0207268B1 (de) Aluminiumlegierung, geeignet für rasche Abkühlung aus einer an Legierungsbestandteilen übersättigten Schmelze
EP1047803B1 (de) Aluminium-gleitlagerlegierung
DE3835253A1 (de) Gegenstand aus einer aluminium-silizium-legierung und verfahren zu seiner herstellung
EP0456296B1 (de) Verfahren zur Herstellung von stranggegossenen Bändern und Drähten
DE4417936C1 (de) Nickel-Aluminium-Legierung
DE102019104492B4 (de) Verfahren zur herstellung einer kristallinen aluminium-eisen-silizium-legierung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection