DE3884957T2

DE3884957T2 - Extrem hochfeste, schweissbare aluminium-lithium-legierungen.

Info

Publication number: DE3884957T2
Application number: DE88908055T
Authority: DE
Inventors: Frank Heubaum; Lawrence Kramer; Kumarchandran Kumar; Joseph Pickens
Original assignee: Martin Marietta Corp
Current assignee: Martin Marietta Corp
Priority date: 1987-08-10
Filing date: 1988-07-21
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2008-07-22
Also published as: KR960007429B1; NO176187B; WO1989001531A1; EP0377640B1; IL87229A; DE3884957D1; JPH02504531A; KR890701789A; CA1335697C; AU2314988A; JP2892666B2; AU615946B2; BR8807653A; EP0377640A1; NZ225563A; IL87229A0; NO176187C; NO900587L; NO900587D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft lithiumhaltige Legierungen von Aluminium, die durch einen einzigartige Kombination mechanischer und physikalischer Eigenschaften gekennzeichnet sind. Speziell besitzen de bevorzugten Aluminium-Kupfer-Magnesium-Silber-Lithium-Legierungen dieser Erfindung außerordentlich hohe Festigkeit, Duktilität, niedrige Dichte, ausgezeichnete Schweißbarkeit und hervorragende natürliche Alterungsreaktion.

Hintergrund der Erfindung

Von Aluminium und seinen Legierungen ist es seit langem bekannt daß sie erwünschte Eigenschaften, wie niedrige Kosten, relativ niedrige Dichte, Korrosionsbeständigkeit und relativ leichte Herstellbarkeit in einer großen Vielzahl von Formen und Gestaltungen für verschiedene Anwendungen haben. Aluminium als ein Basismetall für Legierungszwecke ist im allgemeinen etwa 99 %ig rein, wobei Eisen und Silicium die Hauptverunreinigungen umfassen.
Eine Anzahl von Aluminiumlegierungen erwies sich als gut schweißbar und mit Eigenschaften wie mittlerer bis hoher Festigkeit. Mehrere dieser Aluminiumlegierungszusammensetzungen beruhen auf Aluminium-Kupfer-Systemen, worin eine wesentliche Verstärkung durch die Ausfällung von CuAl&sub2; eingeleitet wird. In jüngsten Arbeiten beschrieb Polmear eine Aluminium- Kupfer-Megnesium-Silber-Legierungszusammensetzung für Anwendungen bei erhöhter Temperatur, die hohe Festigkeit bei Raumtemperatur hat. Es wurden keine Schweißbarkeitswerte für die Legierung berichtet. Polmear berichtete, daß die Gegenwart kleiner Mengen von Magnesium und Silber eine bisher nicht berichtete neue Ausfällung (d. h. omega-Phase) erzeugen, die zusätzlich die Legierung verstärkt, wobei solche Ausfällungen kohärente Plättchen sehr kleiner Dicke sind und hohe Bestandigkeit bei leicht erhöhten Temperaturen haben. Die Festigkeitserhöhung in solchen Legierungen scheint eine Funktion des Vorhandenseins sowohl von Magnesium als auch von Silber zu sein. Siehe "Development of an Experimental Wrought Aluminium Alloy for Use at Elevated Temperatures" Polmear, Aluminum Alloys: Their Physical and Mechanical Properties, E. A. Starke, Jr. und T. H. Sanders, Jr., Herausgeber, Band 1 von Conference Proceedings of International Conference, Universität Virginia, Charlottesville, Va., 15. bis 20. Juni 1986, Seiten 661 bis 674, Chameleon Press, London.
Lithiumzusätze zu Aluminiumlegierungen erzeugen bekanntermaßen eine Vielzahl alterungshärtbarer Legierungen niedriger Dichte, wie Legierungen von Aluminium-Magnesium- Lithium und Aluminium-Kupfer-Lithium. Solche Legierungen haben ersichtlich nur begrenzte Verwendung infolge der Schwierigkeit beim Schmelzen und Gießen und relativ niedrige Duktilität und Zähigkeit in bearbeiteten Produkten. Unter den herkömmlichen im Handel erhältlichen Aluminium-Lithium-Legierungen ist die einzige allgemein akzeptierte schweißbare Aluminium- Lithium-Legierung die Soviet-Legierung 01 420, die in der britischen Patentschrift BG-A-1 172736 von Fridlyander et al beschrieben ist und Al-5Mg-2Li umfaßt. Von dieser Legierung wird berichtet, daß sie mittlere bis hohe Festigkeit, niedrige Dichte und einen höheren Elastizitätsmodul als Standardaluminiumiegierungen hat in der US-Patentschrift US-A-2 381 219 von I. M. LeBaron, die auf Alcoa übertragen wurde, wurden Aluminiumbasislegierungen mit einem Gehalt an Cu und Li mit kleinen Zusätzen von Cd und Ag beschrieben. Diese Legierungen waren alle magnesiumfrei, und Schweißbarkeit war nicht angesprochen. Außerdem wurde die überraschende Steigerung der Festigkeit, die bei den Al-Li-Legierungen der vorliegenden Erfindung beobachtet wurde, welche sowohl Ag als auch Mg enthalten, nicht beobachtet.

Zusammenfassung der Erfindung

Durch den Zusatz von Lithium zu Legierungen ähnlich jenen, die von Polmear vorgeschlagen wurden, fanden wir, daß es möglich ist, überraschend hohe Festigkeit, einen bei lithiumhaltigen Aluminiumlegierungen unerwarteten Duktilitätsgrad, gute Schweißbarkeit und eine überlegene natürliche Alterungsreaktion gegenüber jeder bisher für eine Aluminiumlegierung berichteten zu erreichen.
Spezieller liefert die Erfindung eine Legierung, die aus 2,0 bis 9,8 Gew.-% eines Legierungselementes, das unter Magnesium und Gemischen von Magnesium und Kupfer ausgewählt ist, wobei Magnesium immer in einer Menge größer als 0,05 Gew.-% vorliegt, 0,01 bis 2,0 Gew.-% Silber, 0,05 bis 4,1 Gew.-% Lithium und weniger als 1,0 Gew.-% eines Kornfeinungsadditivs, das unter Zirkonium, Chrom, Mangan, Titan, Bor, Hafnium, Vanadin, Titandiborid und Gemischen hiervon ausgewählt ist, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht. Bevorzugte Legierungen der Erfindung sind nachfolgend in den Unteransprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1: Isochrone Alterungskurven für Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierung 049.
Fig. 2: Isochrone Alterungskurven für Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierung 051.
Fig. 3: Isochrone Alterungskurven für Al-Mg-Ag-Li-Legierung 050.
Fig. 4: Isothermische Aiterung bei 160 ºC für Legierung 049.
Fig. 5: Isothermische Alterung bie 160 ºC für Legierung 050.
Fig. 6: Natürliche Alterungsreaktion von Legierung 049 beim Extrudieren mit und ohne 3 % Strecken.
Fig. 7: Natürliche Alterungsreaktion von Legierung 051 beim Extrudieren mit und ohne 3 % Strecken.
Fig. 8: Natürliche Alterungsreaktion von Legierung 050 beim Extrudieren mit und ohne 3 % Strecken.
Fig. 9: Zugeigenschaften bei Raumtemperatur von Legierung 049 für verschiedene Alterungszeiten bei 160 ºC (1 Ksi = 6,895 MPa).
Fig. 10: Druckfließgrenze von Legierung 051 für verschiedene Verformungstemperaturen.
Fig. 11: Streckgrenze gegen Temperatur für Legierung 049.
Fig. 12: Zugfestigkeit gegen Temperatur für Legierung 049.
Fig. 13: Zugfestigkeit gegen Gewichtsprozente Lithium von Al-Cu-Basisiegierungen in der SUA-Temperung.
Fig. 14: Streckgrenze gegen Gewichtsprozente Lithium von Al-Cu-Basislegierungen in der SUA-Temperung.
Fig. 15: Festigkeit von 3 %ig gestreckten Al-Cu-Basislegierungen bei natürlicher Alterung als eine Funktion des Lithiumgehaltes.
Fig. 16: Festigkeit ungestreckter Al-Cu-Basislegierungen bei natürlicher Alterung als eine Funktion des Lithiumgehaltes.
Fig. 17: Natürliche Alterungsreaktion ungestreckter Legierung 049 nach Aschrecken von 504 ºC in verschiedenen Medien.
Fig. 18: Festigkeit gegen Dehnung für Legierung 049.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die primären Elemente der bevorzugten Legierungen der vorliegenden Erfindung sind Aluminium, Kupfer, Magnesium, Silber und Lithium mit Kornfeinungsadditivelementen, wie Zirkonium. Obwohl hier besonderes Gewicht auf die Verwendung von Zirkonium für die Kornfeinung gelegt werden soll, können auch herkömmliche Kornfeinungsmittel, wie Chrom, Mangan, Titan, Bor, Vanadin, Hafnium, Titandiborid und Gemische hiervon, verwendet werden.
Im allgemeinen umfassen die Legierungen dieser Erfindung 2,0 bis 9,8 Gew.-% für die Gesamtheit von Kupfer plus Magnesium, vorzugsweise 2,0 bis 8,5 % und stärker bevorzugt 3,1 bis 7,5 %. Silber kann allgemein 0,01 bis 2,0 Gew.-% der Legierung umfassen, vorzugsweise 0,05 bis 1,2 % und stärker bevorzugt 0,10 bis 1,0 %. Lithium kann 0,05 bis 4,1 Gew.-% der Legierung umfassen, vorzugsweise 0,20 bis 31, % und am meisten bevorzugt 0,50 bis 2,7 %. Ähnlich kann die vorhandene Gesamtmenge an Kornfeinungsmittel 0,05 bis 1,0 Gew.-% der Legierung umfassen, vorzugsweise 0,05 bis 0,6 % und am meisten bevorzugt 0,05 bis 0,5 %.
Die Legierungen können breit als Aluminium-Kupfer-Basislegierungen oder Aluminium- Magnesium-Basisiegierungen mit variierenden Zusammensetzungen, wie in Tabelle I aufgeführt, gekennzeichnet werden. In jenen als Aluminium-Kupfer-Basislegierungen eingestuften Legierungen kann das Kupfer 2,0 bis 6,8 Gew.-%, vorzugsweise 3,0 bis 6,5 % und am meisten bevorzugt 4,0 bis 6,5 % umfassen. In solchen Legierungen liegt das Magnesium bei wenigstens mehr als 0,05 Gew.-% und bis zu 3,0 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 2,0 % und am meisten bevorzugt bei 0,10 bis 1,0 %.
In jenen als Aluminium-Magnesium-Basislegierungen eingestuften Legierungen kann das Magnesium 2,0 bis 9,8 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 7,0 % und am meisten bevorzugt 3,0bis 5,5 % umfassen. In solchen Legierungen kann das Kupfer 0 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 1,0 % und am meisten bevorzugt 0,10 bis 1,0 % umfassen.
Die Legierungen sind bei weitem fester als herkömmliche Legierungen der nächstkommenden bekannten Zusammensetzungen und fester als aufgrund der wissenschaftlichen Literatur vorausgesagt würde. Außerdem haben sie starker spezifische Eigenschaften als herkömmliche schweißbare Al-Legierungen. Sie haben auch eine überraschend starke Reaktion auf natürliches Altern, was äußerst brauchbar für Schweißen ist. Ihre Schweißbarkeit, definiert als der Widerstand gegen Heißrisse, die während des Schweißens auftreten können, ist ausgezeichnet. Dies ist überraschend im Hinblick auf die enttäuschende Schweißbarkeit jüngst in den Handel gebrachter Al-Li-Legierungen.
Drei Legierungsschmelzen mit den nachfolgend in Tabelle II aufgeführten Zusammensetzungen wurden hergestellt. Jede Legierung wurde gegossen, homogenisiert, extrudiert, lösungsgeglüht, abgeschreckt und gestreckt, wobei die in Tabelle III angegebenen Parameter verwendet wurden. Tabelle I Zusammensetzungsbereiche breit bevorzugt am meisten bevorzugt Al-Cu-Basis Kornfeinungsmittel Rest Al-Mg-Basis Tabelle II Zusammensetzungen (Gewichtsprozente) Charge Nr. Dichte g/cm³ (lb/in³) geplant tatsächlich Rest Tabelle III Verarbeitungsparameter Homogenisierung Stranggießdruckkolben* Charge Gieß-Temperatur (ºC) Temp (ºC) Zeit (h) Geschwindigkeit (in/min) (mm.min) Strecken % * für Barren mit einem Durchmesser von 6 Inch (15,24 cm) in einer Kammer von 6,375 Inch (16,20 cm) zum Extrudieren einer ebenen Platte von 0,375 x 4,0 Inch (0,95 x 10,16 cm)

Alterungsreaktion

Isochrone Alterungskurven wurden für drei Legierungen entwickelt, um vorteilhafte Alterungstemperaturen zu identifizieren, d. h. jene die hohe Härte in einer praktischen Zeitdauer erzeugen würden (Fig. 1 bis 3). Sodann wurden künstliche Alterungskurven bei ausgewählten Temperaturen entwickelt, und Studien mit natürlicher Alterung wurden mit unterschiedlichen Streckungsgraden durchgeführt (siehe Fig. 4 bis 8). Die kupferhaltigen Legierungen, z. B. Legierung 049, zeigen eine rasche und extrem starke Alterungsreaktion bei 160 ºC (Fig. 4), einer Temperatur, wo Al-Cu-Legierungen normalerweise langsam reagieren, obwohl eine Abnahme der Härte während der frühen Alterungsstufen beobachtet wird, (d. h. "Umkehrung").
Die Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierungen zeigen eine natürliche Alterungsreaklion, die ungewöhnlich und bei der Brauchbarkeit besonders wichtig ist (Fig. 6, 7). Die Reaktion ist für Legierung 049 so rasch, daß Innerhalb von 10 h nach dem Abschrecken die Härte von 48 auf 72 RB ansteigt, sowohl mit einem 3 %igen Kaltstrecken vor dem Altern als auch ohne vorherige Kaltbearbeitung. Dies ist äußerst wichtig, da alle existierenden gewerblichen Pilot-Al-Li-Legierungen ungenügende Festigkeit haben, um existierende Legierungen für hochwertige Technologien zu ersetzen, es sei denn, daß sie vor dem Altern kaltbearbeitet werden. Dies ist besonders problematisch für Schmiedelegierungen, bei denen es meistens nicht praktikabel ist, vor dem Altern eine Kaltbearbeitung einzuleiten. Es ist wichtig, daß die natürliche Alterungsreaklion ohne Kaltbearbeitung am Ende größer als mit Kaltbearbeitung ist, was ein äußerst günstiges Merkmal für Schmieden ist. Diese natürliche Alterungsreaktion beobachtet man für beide Chargen 049 und 051. Legierung 050 zeigte eine leichte natürliche Alterungsreaktion ohne Strecken und eine schnellere Reaktion mit Strecken (Fig. 8).
Im Gegensatz dazu haben bekannte Legierungen 2xxx eine sehr leichte, unbedeutende natürliche Alterungsreaktion ohne vorherige Kaltbearbeitung. Die Zugfestigkeiten, wie sie mit den vorliegenden Legierungen erhalten wurden, waren auf der Basis der Legierungen 2xxx völlig unerwartet.

Zugeigenschaften

Die Legierungen wurden mit Zugbeanspruchung unter verschiedenen Alterungsbedingungen sowohl in Längsrichtung (L) als auch in langer Querrichtung (LT) getestet in Tabelle IV kann man sehen, daß die Eigenschaften eindeutig ungewöhnlich und wesentlich stärker als bei irgendeiner herkömmlichen schweißbaren Aluminiumlegierung und auch stärker als bei der Soviet-Legierung 01 420, der einzigen handelsüblichen Al-Li-Legierung, die als schweißbar bezeichnet wird, sind.
Die höchsten berichteten Festigkeiten sind im allgemeinen bei der "etwas unteraltenen" (SUA)- Temperung, wo man erwartet, daß die Zähigkeit höher als bei der Spitzenalterungstemperung ist Man kann auf die Kurven für künstliches Altern (Fig. 4 und 5) blicken, um den Unteralterungsgrad bei der gerichteten Temperung bei 160 ºC (24 h) zu bewerten.
Die neuen Legierungen zeigen auch überraschend gute Eigenschaften im natürlich gealterten Zustand (Tabelle V). In der Tat ist Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierung 049 stärker in dem natürlich gealterten Zustand als irgendeine herkömmliche schweißbare Aluminiumlegierung in ihrem Spitzenfestigkeitszustand ist. Dies hat wichtige Bedeutungen für das Schweißen, wo eine starke Reaktion auf natürliches Altern die Möglichkeit liefert, in Schweißverbindungen Festigkeit wiederzugewinnen. Außerdem ist es extrem wichtig, daß diese ungewöhnliche natürliche Alterungsreaktion ohne vorherige Kaltbearbeitung existiert. Folglich gibt es ein wichtiges Vehikel, um die Festigkeit von Schweißverbindungen und Schmiedeteilen zu erhöhen, bei welchen die Einleitung von Kaltbearbeitung oftmals nicht praktisch ist. Noch bessere Eigenschaften bei natürlicher Alterung wurden in den anschließend hergestellten Legierungen erhalten, wie nachfolgend beschrieben ist (Tabelle XIV). Die Legierung 050, eine Al-Mg-Ag-Li-Legierung, ist im gestreckten und natürlich gealterten Zustand (T3-Temperung) im wesentlichen so fest wie die Legierung 01 420 im künstlich gealterten Zustand. Die Legierungen der vorliegenden Erfindung haben auch großartige spezifische Eigenschaften, wobei die spezifische Festigkeit von 049 fast zweimal so groß wie die von 2219 T81 ist (Tabelle VI).
Mit künstlicher Alterung sind die experimentellen Legierungen 040 und 051 tatsächlich so fest wie oder noch fester als irgendeine Blockmetallurgie-Aluminiumbasislegierung, sowohl schweißbare als auch nichtschweißbare, wie durch Vergleich der Tabellen V und VII und Fig. 9 ersichtlich ist.
Im Gegensatz dazu zeigte die von LeBaron entwickelte Ag-haltige, Mg-freie Al-Li-Legierung nicht die überraschende Festigkeitszunahmen, wie sie in der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Tatsächlich senkte das Vorhandensein von Ag die Festigkeit etwas (siehe Tabelle VIII).
Die vorliegenden Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierungen (049 und 051) zeigen eine wesentliche Festigkeitszunahme in Bezug auf die experimentelle Al-Cu-Mg-Ag-Mn-Zr-Ti-Fe-Si-Legierung, die von Polmear entwickelt wurde. wie ersichtlich ist, wurden Verbesserungen von 34 % und 23 % für die Streckgrenze bzw. die Zugefestigkeit für Legierung 049 im Vergleich mit der Polmear- Legierung (Tabelle VIII) beobachtet. Tabelle IV Festigkeitseigenschaften experimenteller und herkömmlicher schweißbarer Legierungen Alterung Charge ID # Ausrichtung Temp ºC Zeit (h) Egemessen (x 10³ ksi) Dichte (lb/in³) Neue schweißbare Legierungen (SUA) Herkömmliche schweißbare Legierungen * typische tatsächliche Werte von 50 lb-Chargen ** Mindestwerte für Platte. Die Mindestenswerte für Extrusion sind 42,0 ksi YS, 58,0 ksi UTS. *** Handbuch-Mindestwerte 1 ksi = 6,895 MPa und 0,1 lb/in³ = 2,786 g/cm³ Tabelle V Festigkeitseigenschaften von Legierungen Alterungsbedingungen Charge Ausrichtung Temp.(ºC) (Zeit, h) Neue Legierungen bei verschiedenen Temperungen Handbuch-Eigenschaftsmindestwerte (für Extrusionen) ** NA = natürlich gealtert mit folgender Alterungszeit ** 3 %ig kaltgestreckt vor natürlicher Alterung 1 ksi = 6,895 PMa Tabelle VI Spezifische Eigenschaften experimenteller Legierungen (etwas untergealterte Temperung) Legierung Nr. Neue schweißbare Al-Li-Legierungen Handbuch-Eigenschaftsmindestwerte 1 Inch = 2,54 cm Tabelle VII Nicht schweißbare Aluminium-I/M-Legierungen mit höchster Festigkeit (Extrusionen, typische Werte) Legierung System Dichte (lb/in³) 1 ksi = 6,895 MPa und 0,1 lb/in³ = 2,786 g/cm³ Tabelle VIII Festigkeitseigenschaften verschiedener Legierungen Legierung LeBaron Experimentelle Polmear-Legierung 1 ksi = 6,895 MPa

Schweißberkeit

Schmelzschweißbarkeit

Wolframinertgas

Die Legierung 049 wurde manuell mit TIG (Wolframinertgas) sowohl mit herkömmlichem FülIstoff 2319 als auch mit Grundmetallfüllstoff geschweißt Legierung 050 wurde manuell mit TIG sowohl mit herkömmlichem Füllstoff 5356 als auch mit Grundmetallfüllstoff geschweißt. V-Kerben- Stumpfschweißverbindungen mit einer angemessenen Menge an Druck wurden gemacht. TIG (Wolframinertgas)-Schweißen erfolgte. Die V-Kerbenschweißverbindung erzeugt keine Schweißverbindungen besonders hoher Verbindungswirksamkeit(d. h. Festigkeitderschweißverbindung/Festigkeit der Grundlegierung). Erzwungene V-Kerben-Stoßschweißverbindungen jedoch sind instinktiv für das Demonstrieren der Schweißbarkeit, wenn für ein neues Material Schweißparameter nicht bekannt sind. Außerdem wurden automatische TIG-Quadratstoßscheißverbindungen mit den Legierungen 049, 050 und 051 unter Verwendung herkömmlicher Füllstoffe hergestellt.
Während die Schweißbarkeit als der Widerstand gegen Heißrisse definiert ist, zeigte keine der Schweißverbindungen trotz angelegten Druckes eine Heißrißanfähigkeit. Außerdem führten die angewendeten Schweißparameter (Tabelle IX), die in Analogie zu herkömmlichen Legierungen ausgewählt wurden, zu gutem Metallfluß während des Schweißens und führten dazu, daß die Schweißer beurteilten, daß sich die Legierungen so leicht wie herkömmliche Legierungen 2219 und 5083 schweißen ließen.
Die Legierungen hatten niedrigen Wasserstoffgehalt (Tabelle II). Trotzdem zeigten Schweißverbindungen durch Gas gebildete Poren an der Grenzfläche zwischen Schweißraupe und Grundlegierung. Die Porosität dürfte das Ergebnis ungeeigneter Handhabung während des Schweißens gewesen sein. Diese Porosität bewirkte, daß die Schweißverbindungen an jener Grenzfläche unter Zugspannung versagten. Nichtdestoweniger sind die Festigkeiten mehrerer Schweißverbindungen recht gut (siehe Tabelle X) und lassen erkennen, daß sehr gute Schweißfestigkeiten möglich sind. In anschließenden Schweißversuchen wurde korrigierende Vorsorge für die Schweißverbindungsvorbehandlung getroffen, und dann wurde durch radiographische Techniken keine wesentliche Porosität beobachtet.
Tatsächlich genügten TIG-Schweißverbindungen einer Legierung vom 049-Typ (059 nachfolgend beschrieben) unter Verwendung von Grundmetallfüllstoff dem Produktionstest mit sehr strenger Qualitätskontrolle für Porosität, welcher mit dem Titangeschoß verwendet wird.

Elektronenstrahlschweißen

Autogenes Elektronenstrahl (EB)-Schweißen erfolgte mit einer Legierung ähnlich der Legierung 049, der nachfolgend beschriebenen Legierung 061. Eine quadratische Stoßschweißverbindung wurde entlang den Längsachsen von zwei 100 mm breiten Platten von Legierung 061 hergestellt Das Schweißen erfolgte mit einem Potential von 140 kV und einem Strom von 80 mA mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 500 mm/min in einem einzelnen Durchgang.
Die Legierung erwies sich nach dieser Technik als leicht schweißbar, und die beiden 18 mm dicken Platten wurden in der Schweißlage mit voller Durchdringung leicht miteinander verbunden.
Die Schweißverbindungen wurden radiographiert und zeigten vernachlässigbare Porosität, und die lang-quer-Zugfestigkeitseigenschaften wurden bestimmt. Die Zugfestigkeiten waren ungewöhnlich hoch und sind dies bei Material im Zustand wie geschweißt mit nur zwölftägiger natürlicher Alterung (siehe Tabelle XI). Obwohl die scheinbare Dehnung über die Länge von 4 Inch (10,16 cm) 0,3 % ist, wurde die Verformung in der engen (etwa 5 mm) Schweißzone lokalisiert, so daß das wahre Verhältnis von Spannung zu Fehler in diesem lokalisierten Bereich viel höher ist. Dies wird durch die viel höhere 9 %ige Reduzierung in diesem Bereich gestützt.

Reibschweißbarkeit

Mehrere Proben der Legierung 061 vom Typ 049 wurden zu zylindrischen Stäben von 2 Inch (5,08 cm) mit einem Durchmesser von 0,5 Inch (1,27 cm) gestreckt und unter Verwendung der Parameter in Tabelle XII reibgeschweißt. Obwohl eine detaillierte Studie nicht unternommen wurde, um optimale Reibschweißparameter zu entwickeln, wurden doch gute Festigkeiten erhalten (Tabelle XII). Beispielweise war die Zugfestigkeit von Verbindungen so hoch wie 57,9 ksi (400 MPa) ohne Nachschweißwärmebehandlung, was demonstriert, daß diese Legierung Reibschweißen zugänglich ist. Tabelle IX Für neue Legierungen verwendete Schweißparameter Manuelles TIG-Verfahren Legierung Füll-Material Spannung (Volt) Stromstärke (Ampere) Anzahl der Durchgänge Zeit je Durchgang (Sekunden) Länge (Inches) Grundmetall 2 % Thorium enthaltende Wolframelektrode mit einem Durchmesser von 3/16 Inch. Atmosphäre: 100 % He bei 8 cu ft/h oder 100 % Ar bei 25 cu ft/h. 75% V-Kerbe Vorerhitzen des Grundmetalls auf 170 ºF (76,7 ºC) Gasbechergröße: 3/8 Inch Automatische TIG-Verfahren Schweißdurchgang Vorschubgeschwindigkeit (in/min) Drahtgeschwindigkeit (in/min) Abdichtungsdurchgang Durchdringungsdurchgang Füllstoffdurchgang Gleichstrom mit ununterbrochener Polarität 049 und 051 verwendeten Füllstoffdraht 2319 050 verwendet Füllstoffdraht 5356, quadratische Stoßschweißverbindungen 1 Inch = 2,54 cm und 1 cu ft = 0,0283 m³ Tabelle X Zugfestigkeitseigenschaften von TIG-Schweißverbindungen Grund-Legierung Füllstoff Nachschweißtempern Schweißraupe TIG-Schweißtype obenauf bündig manuell automatisch Alle Legierungen waren vor dem schweißen in der SUA-Temperung * Dehnung stammt von einer Meßlänge von 1 Inch 1 ksi = 6,895 MPa und 1 Inch = 2,54 cm Tabelle XI Lang-quer-Elektronenstrahlschweißigenschaften von Legierung 061 Tempern vor dem Schweißen Scheinbares YS Scheinbare Dehnung, % Reduzierung in der Fläche, % As-geschweißt, NA (12 Tage) 1 ksi = 6,895 MPa Tabelle XII Reibechweißen von Legierung 061 in SUA-Temperung Drehgeschwindigkeit (U/min) Reibkraft (lbs) Schmiedekraft (lbs) Zustand nach dem Schweißen Zugfestigkeit (ksi) * mit Wasser 15 sec nach dem Reibschweißen abgeschreckt 1 ksi = 6,895 MPa und 1 lb = 0,454 kg

Werte bei erhöhter Temperatur

Die Eigenschaften bei erhöhter Temperatur wurden unter Verwendung von Heißkompressionstests mit Legierung 051 und herkömmlicher schweißbarer Legierung 2219, der herkömmlichen führenden Legierung für Arbeiten bei 120 ºC bestimmt (Tabelle XIII, Fig. 10).
Die Kompressionstests wurden mit einer Verformungsgeschwindigkeit von 8 x 10&supmin;³ s&supmin;¹ durchgeführt, nachdem 30 min auf der Temperatur gehalten wurde. Die neue Legierung zeigte außerordentliche Warmtemperaturfesteigkeit wesentlich oberhalb jener von 2219 (siehe Fig. 10) in dem gesamten untersuchten Temperaturbereich, was als über dem brauchbaren Temperaturbereich von 2219 liegend angesehen wird. Tatsachlich hat die Legierung 051 wesentlich höhere Umformfestigkeit bei 200 ºC, als 2219 bei Raumtemperatur hat, und sehr nahekommend die gleiche Umformfestigkeit bei 250 ºC, wie 2219 bei Raumtemperatur hat.
Mehrere Zugtests wurden bei erhöhten Temperaturen durchgeführt (Tabelle XIII, Fig. 11 und 12), und man fand, daß die Festigkeitswerte außerordentlich waren. Sowohl die Zugfestigkeit als auch die Umformfestigkeit sind besser als bei der Legierung 2014. Tabelle XIII Werte bei erhöhter Temperatur für neue Legierungen und 2219 Kompressionswerte bei erhöhter Temperatur für neue Legierung und 2219 Legierung Ausrichtung Verformungstemperatur (ºC) Zugwerte bei erhöhter Temperatur für Legierung 049 Temperung Verformungstemp. ºC * um 0,2 % versetzte Umformfestigkeit 1 ksi = 6,895 MPa und 1 psi = 6,896 kPa

Weitere Legierungen

Nach dem Demonstrieren der außergewöhnlichen Eigenschaften für Legierungen 049 bis 051 wurden weitere Chargen von 50 lb gemäß den in Tabelle XIV angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Mehrere Versuche waren nahe Reproduktionen von 049 und 050, um die Reproduzierbarkeit zu demonstrieren, und andere waren Versuche, spezielle Eigenschaften zu verbessern. Beispielsweise wurden Al-Cu-Basislegierungen ähnlich 049 mit höheren U-Gehalten hergestellt, um die Dichte zu vermindern und den Modul zu erhöhen. Andere Al-Cu-Basislegierungen wurden mit niedrigerem Cu-Gehalt hergestellt, um die Dichte zu vermindern und um zu bestimmen, ob Heißrißanfälligkeit bei dem untersuchten Cu-Gehalt steigt, wie durch Werte von binären Al-Cu- Legierungen vorausgesagt wird (Meiste und Martin, "Welding of Aluminum and Aluminum Alloys", Defense Metals Information Genter, Battelle Memorial Institute, Columbus, Ohio, 1967).
Zwei Al-Mg-Basislegierungen ähnlich 050 wurden hergestellt, eine mit der gleichen nominellen Zusammensetzung (062) und eine mit 0,2 % Cu hergestellt, um die Wirkung von Cu auf die Festigkeit zu prüfen. Die Legierungen wurden unter Anwendung von Parametern ähnlich jenen in Tabelle II gegossen und homogenisiert. Die Strangpreß- und Verarbeitungsparameter finden sich in Tabelle XIV, und die Vergleichszugfestigkeitseigenschaften finden sich in Tabelle XV.
Die nahe reproduzierenden Tests von Legierung 049 (d. h. die Legierungen 059, 060, 061) reproduzierten die überraschend hohen Eigenschaften von Legierung 049 (siehe Tabelle XVI). Der erhöhte Zusatz von Li zu Al-Cu-Basislegierung (064, 065, 066, 067) verminderte die Dichte in der Tat (Tabelle XIV), hatte aber eine überraschende Wirkung auf die Festigkeit. Sowohl die Zugfestigkeit als auch die Umformfestigkeit nahm in dem etwas untergealterten Zustand mit steigendem Li-Gehalt im untersuchten Bereich ab (siehe Fig. 13, 14). Der gleiche Trend wurde für die natürlich gealterten Werte mit und ohne Kaltstrecken beobachtet (siehe Fig. 15, 16). Diese Festigkeitszunahme ist der entgegengesetzte Effekt für fast alle praktischen Al-Cu-Li-Legierungszusammensetzungen. Tatsächlich zeigt eine kürzlich veröffentlichte japanische Arbeit (Yo Kojima et al "Effect of Lithium Addition on the Elevated Temperature Properties of 2219 Alloy", Journal of Japan Institute of Light Metals, Band 36, Nr. 11, November 1986, Seiten 737 bis 743), die sich mit Li-modifizierten Legierungen 2219 (Al 6 Gew.-% Cu) befaßt, eine direkte Beziehung der Steigerung der Umformfestigkeit mit der Steigerung des Li-Gehaltes von 0 bis 2 Gew.-% (siehe Tabelle XVII).
Die Zugfestigkeitsdaten bei natürlicher Alterung für Legierungen ähnlich den Legierungen vom Typ 049 sind höher als irgendwelche in der Literatur für Aluminiumlegierungen berichteten Werte. Tatsächlich sind die Zugfestigkeiten ohne Kaltbearbeitung, 84,2 bis 86,1 ksi, wesentlich höher als die Eigenschaften von 2219 in dem vollständig künstlich gealterten Zustand (siehe Tabelle XVIII).
Trotz der Tatsache, daß die Festigkeit mit dem Li-Gehalt von etwa 1,2% auf etwa 1,9 Gew.-% abnimmt, konkurrieren die Festigkeiten bei den Legierungen mit höherem Lithiumgehalt noch mit anderen Legierungen hoher Festigkeit sowie herkömmlichen Legierungen. So gibt es mehrere technologisch brauchbare Legierungsfamilien innerhalb des Gedankens der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise eine Legierung mit ultrahoher Festigkeit (049) mit einer 4 %igen Abnahme der Dichte gegenüber 2219 und einer Legierung mit hoher Festigkeit (065) mit einer 6 %igen oder höheren Dichteabnahme.
Versuche zur Verminderung der Dichte durch Senkung des Kupfergehaltes waren erfolgreich, indem sich die Festigkeit mit einer Abnahme des Kupfergehaltes von 6,3 auf 5,4 Gew.-% sowohl bei 1,4 Gew.-% als auch bei 1,7 Gew.-% Lithiumgehalt nicht veränderte. Tabelle XIV Strangpressen weiterer Zusammensetzungen Legierung Geplante Zusammensetzungen, Gew.% Strangpreß-Temp (ºC) Extrudierdruckkolbengeschw. (in/min) Extrusionsabmessung (in) Dichte g/cm³ (lb/in³) geplant gemessen Tabelle XV Zugfestigkeitseigenschaften von Al-Mg-Basislegierungen Legierung Temperung Ausrichtung * T3 = 3 %ig gestreckt, natürlich gealtert während 1200 h 1 ksi = 6,895 MPa Tabelle XVI Etwas unteralterte Zugfestigkeitseigenschaften von nahe reproduzierten Chargen der Legierung 049 Alterung Legierung Nr. Ausrichtung Temp.ºC (Zeit, h) 1 ksi = 6,895 MPa Tabelle XVII Steigerungen der Umformungsfestigkeit bei Raumtemperatur von Li-modifiziertem 2219 mit steigendem Li-Gehalt Legierung 1 ksi = 6,895 MPa Tabelle XVIII Reaktion von Al-Cu-Basislegierungen auf natürliches Altern (NA 1200 h) Legierung Strecken Handbuch Minimum für Extrusionen typisch 1 ksi = 6,895 MPa

Schmiedbarkeit

Ein Gießling von Legierung 058 wurde zu einem Stab mit einem Durchmesser von 2 Inch (5,08 cm) bei 358 ºC stranggepreßt. Abschnitte dieses Stabes wurden als Schmiedematerial verwendet, um die Schmiedbarkeit von Al-Cu-Basislegierungen zu prüfen. Zehn 4 Inch (10,16 cm) lange Abschnitte wurden von dem Stab abgeschnitten und unter Verwendung eines geschlossenen Werkzeugs für die auf einem Kampfflugzeug verwendete Armdrehmomentwelle geschmiedet. Die Legierung zeigte ausgezeichnete Schmiedbarkeit bei diesem komplexen Schmieden, indem alle zehn Schmiedestücke vollständige Werkzeugfüllung und keine Tendenz zu Rissen über einen Bereich von Schmiedetemperaturen von 275 bis 410 ºC zeigten. Ein Schmiedestück wurde anschließend mit Lösungswärme bei 504 ºC während 90 min behandelt und mit Wasser von 20 ºC abgeschreckt. Nach 24stündigem natürlichem Altern hatten die Schmiedestücke eine Härte von 77 RB ähnlich jener des stranggepreßten Stabes. Außerdem lagen nach Alterung bei 160 ºC während 20 h die Härteablesungen bei den Schmiedestücken im Bereich von 98 bis 104 RB (Zugfestigkeit in ksi und Härte in RB entsprechen einander grob). Dieses Experiment demonstriert die ungewöhnliche Fähigkeit dieser Legierung, hohe Festigkeit beim Schmieden ohne dle Beihilfe von Kaltbearbeitung, um eine Ausfällung während künstlicher Alterung zu stimulieren, zu erreichen. Andere Al-Li-Legierungen erreichen die Festigkeitsziele bei komplexem Schmieden nicht, da viele Schmiedestücke nicht Kaltbearbeitung zugänglich sind, und diese anderen Legierungen brauchen Kaltbearbeitung, um hohe Festigkeit zu erreichen.

Abschreckempfindlichkeit

Abschreckempfindlichkeit betrifft die Unfähigkeit eines Materials, bei Ausfällungsverfahren seine maximalen Festigkeitseigenschaften zu erreichen, wenn seine Kühlungsgeschwindigkeit nach Lösungswärmebehandlung während des Abschreckens vermindert wird, d. h. bewirkt durch verschiedene flüssige Medien oder aufgrund von Wärmeüberführungsbeschränkungen in dem Volumen des abgeschreckten Stückes. Es ist vorteilhaft, ein Material mit geringer Abschreckempfindlichkeit zu haben, wenn Kühlgeschwindigkeiten nicht kritisch sind. Abschreck-"Unempfindlichkeit" ist wertvoll für Schweißverbindungen, wo es nicht durchführbar ist, die Legierung durch Wiedererhitzen zu behandeln, oder wo die Schweißraupe und wärmebeeinflußte Zonen nach dem Schweißen relativ langsam abkühlen.
Als eine vorläufige Untersuchung der Abschreckempfindlichkeit in der Al-Cu-Basislegierung wurde ein Härteprofil quer zu einem abgeschreckten Stab mit einem Durchmesser von 2 Inch (5,08 cm) (Länge der Extrusion 0584 Fuß [1,219 m]) gemessen. Nach Lösungswärmebehandlung bei 910 ºF (488 ºC) während 1,5 h und Abschrecken mit Wasser von 20 ºC wurde das Material 1400 h natürlich gealtert, und Rockwell-B-Messungen wurden bei Anteilen von 1/8 Inch (3,175 mm) von dem Umfang zur Mitte der Extrusion abgenommen, wie in Tabelle XIX gezeigt ist Die maximale Abweichung der Härte ist weniger als 4 RB, was geringe Abschreckempfindlichkeitzeigt. Ähnliche Härteprofile quer zu der Extrusion 061 von 2 x 3/4 Inch (5,08 x 1,91 cm) zeigten weniger als 2 RB-Punkte Abweichung über die Dicke.
Als eine weitere Bewertung der Abschreckempfindlichkeit wurden Abschnitte von Legierung 049 entweder in Wasser von Raumtemperatur, Eiswasser (0 ºC) oder siedendem Wasser (100 ºC) nach Lösungswärmebehandlung bei 504 ºC abgeschreckt. Fig. 17 zeigt die natürliche Alterungsreaktion der Legierung als Ergebnis des Abschreckens mit diesen drei unterschiedlichen Abschreckgeschwindigkeiten. Eine starke natürliche Alterungsreaktion wird für alle drei Abschreckgeschwindigkeiten festgestellt. Bei den längsten aufgezeichneten Alterungszeiten trennen nicht mehr als sechs Rockwell-Punkte die langsamste (siedendes Wasser) und die schnellste (Eiswasser) Abschreckgeschwindigkeit, während es einen geringen Unterschied zwischen Standardabschreckung mit Wasser von Raumtemperatur und Abschrecken mit siedendem Wasser gibt. Somit scheinen Al-Cu-Mg-Ag-Li-Legierungen ausreichend abschreckunempfindlich zu sein, um in Schweißverbindungen und Schmiedestücken ihre Festigkeit wiedergewinnen zu können.
Dieses Ergebnis zeigt auch, daß die ungewöhnliche Festigkeit von Al-Cu-Basislegierungen im natürlich gealterten Zustand, z. B. 62,2 ksi (429 MPa) YS und 86,1 ksi (594 MPa) UTS für Legierung 061 durch Abschrecken in Eiswasser weiter gesteigert werden könnte. Tatsächlich zeigen die Kurven für natürliches Altern in Fig. 17, daß Zugfestigkeiten größer als 85 ksi (586PMa) nach einer Eiswasserabschreckung in etwa 1000 h erhalten werden können. Dies ist trechnologisch signifikant, da Abschrecken bei 0 ºC ein praktischer Anlagenbetrieb ist.
Unter Zugrundelegung der überraschend hohen Eigenschaften der Legierungen der vorliegenden Erfindung wurde entschieden, Zusätze von Silber oder Silber plus Magnesium zu machen, um jüngst Aluminium-Lithium-Legierungen 2090, 8090 und 8091 in den Handel zu bringen. Die Zusammensetzungen dieser Legierungen finden sich in Tabelle XX. Zusätze von 0,4 Gew.-% Silber zu 8090 und 8091 und 0,4 Gew.-% Silber plus 0,4 Gew.-% Magnesium zu 2090 wurden gemacht. Diese Legierungen wurden erfolgreich gegossen und erwiesen sich als verbesserte Eigenschaften besitzend. Tabelle XIX Härteprofile quer zu einem Extrusionsstab 058 von 2 Inch Durchmesser Abstand von der Oberfläche (Inch) Härte (RB) Ablesung 1 Inch = 2,54 cm Tabelle XX Modifizierte Zusammensetzungen von handelsüblichen Legierungen Legierung modifiziert Rest
Diese Erfindung liefert somit eine Familie von Legierungszusammensetzungen, die bei geeigneter Verarbeitung ausgezeichnete Festigkeit liefert, weit größer als die existierender Blockmetallurgielegierungen ähnlicher Aluminiumbasismaterialien. Die Gründe für diese ultrahohe Festigkeit sind nicht vollständig verständlich. Umfangreiche Elektronenmikroskopie und ausgewählte Flächenbrechungsexperimente ließen keine omega-Phase in Legierung 059 entdecken, wie aufgrund der Arbeiten von Polmear zu erwarten war. Es wurde beobachtet, daß die T&sub1;-Phase (Al&sub2;CuLi) in Legierung 049 stark gefeint war, was hilfreich für die Erklärung der ultrahohen Festigkeit sein kann. Die Legierungen haben geringere Dichte als ähnliche Legierungen als Ergebnis des Zusatzes von Lithium. Die Legierungen zeigen überraschend gute Duktilität (im natürlich gealterten und untergealterten Zustand), was für eine lithiumhaltige Legierung überraschend ist. Außerdem haben die Legierungen überraschend und unerwartet hohe Festigkeit in dem natürlich gealterten Zustand, was sie extrem günstig für Schweiß- und Schmiedeanwendungen macht. Die Legierungen haben bessere Kombinationen von Festigkeit und Duktilität als jünst in den Handel gebrachte Al-Li-Legierungen, wie 2090, 2091 und 8090 (siehe Fig. 18). Schweißversuche zeigen, daß die Legierungen der vorliegenden Erfindung sowohl bei Verwendung herkömmlicher Füllstoffe als auch bei Verwendung von Grundmetallfüllstoffen extrem gut schweißbar sind.

Claims

1. Legierung bestehend aus 2,0 bis 9,8 Gew.-% eines Legierungselementes ausgewählt aus Magnesium und Gemischen von Magnesium und Kupfer, wobei Magnesium immer in einer Menge von mehr als 0,05 Gew.-% vorhanden ist, 0,01 bis 2,0 Gew.-% Silber, 0,05 bis 4,1 Gew.-% Lithium und weniger als 1,0 Gew.-% eines Kornfeinungsadditivs ausgewählt aus Zirkonium, Chrom, Mangan, Titan, Bor, Hafnium, Vanadin, Titandiborid und Gemischen hiervon, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

2. Legierung nach Anspruch 1, bei der die Menge des Legierungselementes 2,5 bis 8,5 Gew.-% beträgt, die Silbermenge 0,05 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Lithiummenge 0,2 bis 3,1 Gew.-% beträgt und die Menge des Kornfeinungsadditivs 0,05 bis 0,6 Gew.-% beträgt.

3. Legierung nach Anspruch 1, bei der die Menge des Legierungselementes 3,1 bis 7,5 Gew.-% beträgt, die Silbermenge 0,1 bis 1,0 Gew.-% beträgt, die Lithiummenge 0,5 bis 2,7 Gew.-% beträgt und die Menge des Kornfeinungsadditivs 0,05 bis 0,5 Gew.-% beträgt.

4. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 6,3 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 1,2 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% Zirkonium, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

5. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 5,0 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 2,0 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

6. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 6,3 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 1,4 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

7. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 0,2 Gew.-% Kupfer, 5,0 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 2,0 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

8. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 6,3 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 1,7 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

9. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 6,3 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 2,0 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

10. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 5,4 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 1,4 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

11. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 5,4 Gew.-% Kupfer, 0,4 Gew.-% Magnesium, 0,4 Gew.-% Silber, 1,7 Gew.-% Lithium und 0,15 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

12. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 2,0 bis 6,8 Gew.-% Kupfer, mehr als 0,05 Gew.-%, aber nicht mehr als 3,0 Gew.-% Magnesium, 0,01 bis 2,0 Gew.-% Silber, 0,05 bis 4,1 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 1,0 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

13. Legierung nach Anspruch 12, worin das Kornfeinungsmittel Zirkonium umfaßt.

14. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 3,0 bis 6,5 Gew.-% Kupfer, mehr als 0,05 Gew.-%, aber nicht mehr als 2,0 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 1,2 Gew.-% Silber, 0,2 bis 3,1 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 0,6 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminum und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

15. Legierung nach Anspruch 14, worin das Kornfeinungsmittel Zirkonium umfaßt

16. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 4,0 bis 6,5 Gew.-% Kupfer, 0,1 bis 1,0 Gew.-% Magnesium, 0,1 bis 1,0 Gew.-% Silber, 0,5 bis 2,7 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 0,5 Gew.- % des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

17. Legierung nach Anspruch 16, worin das Kornfeinungsmittel Zirkonium umfaßt.

18. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 0 bis 1,5 Gew.-% Kupfer, 2,0 bis 9,8 Gew.-% Magnesium, 0,01 bis 2,0 Gew.-% Silber, 0,05 bis 4,1 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 1,0 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

19. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 0,01 bis 1,0 Gew.-% Kupfer, 2,5 bis 7,0 Gew.- % Magnesium, 0,05 bis 1,2 Gew.-% Silber, 0,2 bis 3,1 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 0,6 Gew.-% des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.

20. Legierung nach Anspruch 1 bestehend aus 0,1 bis 1,0 Gew.-% Kupfer, 3,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium, 0,1 bis 1,0 Gew.-% Silber, 0,5 bis 2,7 Gew.-% Lithium und 0,05 bis 0,5 Gew.- % des Kornfeinungsmittels, wobei der Rest aus Aluminium und gelegentlichen Verunreinigungen besteht.