AT507490B1

AT507490B1 - Aluminiumlegierung, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung

Info

Publication number: AT507490B1
Application number: AT16382008A
Authority: AT
Inventors: Franz Dr Riemelmoser; Thomas Dipl Ing Waltenberger; Peter J Dr Uggowitzer; Joerf F Dr Loeffler
Original assignee: Lkr Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2011-04-15
Also published as: AT507490A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung der Legierungsgruppe 6xxx mit der Zusammensetzung 0,3 bis 11,5 Gew.-% Silizium, 0,06 10 bis 1,2 Gew.-% Magnesium, 0,05 bis 0,9 Gew.-% Mangan, 0,01 bis 0,5 Gew.-% Kupfer, 0,05 bis 0,5 Gew.-% Eisen, 0,05 bis 0,25 Gew.-% Chrom, 0,02 bis 0,9 Gew.-% Titan, und gegebenenfalls 0,05 bis 0,3 Gew.-% Vanadiu und/oder 0,02 bis 0,3 Gew.-% Hafnium, 0,02 bis 0,3 Gew.-% Tantal, unvermeidbare Verunreinigungen insgesamt maximal 0,1 Gew.-% und Rest Aluminium. Die Erfindung betrifft weiters die Verwendung der neuen Legierung für durch Gießen, Massivumformen, Walzen, Pressen, Strang- und Fließpressen hergestellte Halbzeuge und Bauteile zum Einsatz im Fahrzeugbau, in der Luft- u. Raumfahrt, Medizintechnik, Architektur, Verpackungsindustrie, im Anlagenbau und in der Sportartikelfertigung.

Description

österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft neue Aluminiumlegierungen der Legierungsgruppe 6xxx, die Verwendung der neuen Aluminiumlegierung zur Herstellung von Halbzeugen und Bauteilen und die daraus hergestellten Halbzeuge und Bauteile für die verschiedensten Zwecke, insbesondere zum Einsatz im Fahrzeugbau, in der Luft-, See- und Raumfahrt, Medizintechnik, Architektur, Verpackungsindustrie, im Anlagenbau und in Sport- bzw. Extremsportartikeln.

[0002] Bei Aluminiumlegierungen der Klasse 6xxx handelt es sich um Aluminiumlegierungen des Typs AlMgSi. Diese sind der Familie der aushärtbaren Aluminiumlegierungen zuzuordnen.

[0003] Derartige Aluminiumlegierungen sind aushärtbar und enthalten im Allgemeinen Magnesium in einem Konzentrationsbereich von 0,2 bis 1,2 Gew.-% und Silizium in einem Konzentrationsbereich von 0,3 bis 1,5 Gew.-%. Solche aushärtbare Aluminiumlegierungen sind z.B. in der DE 32 43 371 A1, in der EP 0 805 219 A1 und in der WO 00/52216 A1 beschrieben.

[0004] Je nach erwünschtem Eigenschaftsprofil werden die Magnesium- und Siliziumkonzentrationen gewählt und gegebenenfalls werden weitere Legierungselemente zugesetzt, wie beispielsweise Mangan bis zu 0,6 Gew.-%, Kupfer bis zu 0,5 Gew.-%, Chrom bis zu 0,25 Gew.-% und Vanadium bis zu 0,35 Gew.-%.

[0005] Solche Legierungen sind an sich bekannt und werden beispielsweise unter den Bezeichnungen AA6016 (0,2 bis 0,6 Gew.-% Mg, 0,9 bis 1,5 Gew.-% Si), AA6060 (0,35 bis 0,6 Gew.-% Mg, 0,3 bis 0,6 Gew.-% Si) und AA6061 (0,8 bis 1,2 Gew.-% Mg, 0,4 bis 0,8 Gew.-% Si) hergestellt und vertrieben.

[0006] Aluminiumlegierungen der genannten Art und Bauteile daraus, die im Bereich des Fahrzeugbaus ganz allgemein und überall dort, wo hohe Festigkeit und Energieabsorption gefordert bzw. erwartet wird, eingesetzt werden, müssen ein hohes Maß an Energieabsorptionsvermögen bzw. eine hohe Bereitschaft zur Absorption von Verformungsenergie vordem Bruch aufweisen. Dies wird unter anderem durch einen hohen Verfestigungsexponenten des Materials erzielt und/oder durch eine hohe Gleichmaß- und Bruchdehnung der Legierung.

[0007] Derartige Aluminiumlegierungen finden Einsatz insbesondere in Fahrwerksteilen von Fahrzeugen der verschiedensten Art, insbesondere von Kraftfahrzeugen aller Art sowie in Wagenkastenstrukturen von Schienenfahrzeugen.

[0008] Eine weitere wesentliche Anforderung an Aluminiumlegierungen der genannten Art ist eine gute Umformbarkeit des Halbzeugs zur Erzielung einer jeweiligen Bauteil-Endkontur. Diese Eigenschaft wird vor allem mit Legierungen mit einer hohen Bruchdehnung erreicht. Blechbauteile sind hierfür typische Produkte, die durch Tiefziehen oder ähnliche Finalisierungsverfahren zu dreidimensionalen Elementen bzw. Formkörpern umgeformt werden und so durchaus komplex gestaltet werden können.

[0009] Rahmen von Fahrrädern sind oftmals aus mittels Innenhochdruck-Verfahren umgeformten, komplex gestalteten Rohren aus Aluminiumlegierungen hergestellt, um möglichst steife, jedoch gleichzeitig gewichtssparende Strukturen herzustellen. Stand der Technik ist hier z.B. die Legierung AW 6061, die aber an sich relativ geringe Duktilität aufweist.

[0010] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Aluminiumlegierung zu schaffen, welche im Sinne der oben beschriebenen verschiedenen Anforderungen eine besonders günstige Kombination aus hoher Grundfestigkeit und hoher Duktilität darstellt.

[0011] Bisher bekannte Aluminiumlegierungen vom Typ AlMgSi mit an sich hoher Festigkeit, wie z.B. AW 6082, weisen den Nachteil auf, dass sie relativ grob-rekristallisiert ausgebildet sind und daher relativ geringe Verfestigungskoeffizienten, eine geringe Duktilität und damit auch ein relativ niedriges Energieaufnahmevermögen aufweisen.

[0012] Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Aluminiumlegierung 1/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche gleichzeitig ein hohes Streckgrenzenniveau, einen hohen Verfestigungskoeffizienten, eine hohe Gleichmaß- bzw. Bruchdehnung sowie ein bisher nicht erreichtes, hohes Maß an plastischer Umformbarkeit und Energieaufnahmevermögen der unter ihrer Verwendung hergestellten Bauteile und Konstrukte aufweist.

[0013] Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch Strangpressen bzw. gegebenenfalls Fließpressen hergestellte Bauteile bzw. Profilbauteile, insbesondere Schienenfahrzeug-Profilbauteile aus der neuen Aluminiumlegierung aufzuzeigen, mit denen besonders sichere Wagenkastenstrukturen aufgebaut werden können. Zu erwähnen sind weiters derartige Bauteile, welche z.B. durch Innenhochdruck-Umformtechniken hergestellt werden können.

[0014] Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gewalzte Produkte, insbesondere Flachprodukte, aus der neuen Aluminiumlegierung herzustellen, aus welchen komplexe Blechelemente, insbesondere für Außenhautstrukturen von Fahrzeugen, seien diese nun Straßenoder Schienenfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge, Raumfahrtfahrzeuge od. dgl., gestaltet werden können.

[0015] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch Formguss hergestellte Bauteile bereitzustellen, welche im Vergleich zu bisher wesentlich erhöhte Sicherheit gegen Riss, Bruch od. dgl. beim Einsatz im Anlagenbau ermöglichen.

[0016] Ergänzend ist als Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erwähnen, dass mit der neuen Aluminiumlegierung durch Schmieden hergestellte Bauteile, insbesondere Fahrzeug-Fahrwerksteile, zur Verfügung gestellt werden können, mit denen gewichtsreduzierte Fahrwerksteile bzw. Fahrwerke realisiert werden können [0017] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine neue Aluminium-Legierung, welche insbesondere im Hinblick auf die Erreichung wesentlich verbesserter Eigenschaften und jeweils abgestimmt auf ihren Einsatzzweck die im Anspruch 1 genannte Zusammensetzung aufweist: [0018] Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung zeichnet sich durch ein hohes Streckgrenzenniveau, einen hohen Verfestigungskoeffizienten, eine hohe Gleichmaß- bzw. Bruchdehnung sowie durch ein hohes Maß an Umformbarkeit und Energieaufnahmevermögen aus, und dies bei gleichzeitiger hoher Festigkeit.

[0019] Es ist an dieser Stelle daraufzu verweisen, dass ähnliche Legierungen und deren Herstellung aus US 2006/0032560 A1 und WO 2003/006697 A1 bekannt geworden sind.

[0020] Was jedoch entscheidend ist, ist die Tatsache, dass in keiner der in den Entgegenhaltungen offenbarten Aluminium-Legierungen ein Gehalt an Tantal vorgesehen ist.

[0021] Tantal als Legierungselement hat - selbst in geringen Konzentrationen - durch die Bildung besonders feindisperser Ausscheidungen den wesentlichen Effekt, dass es bereits während der Erstarrung aus der Schmelze hochwirksam kornfeinend wirkt.

[0022] Tantal unterstützt in diesem Sinne, wie sich im Laufe der Tests bei der Entwicklung gezeigt hat, ganz wesentlich auch die Wirkung des diesbezüglich in dieser Richtung an sich auch wirksamen Titans erheblich und führt daher an sich schon alleine, aber insbesondere in Kombination mit Titan und/oder Vanadium zu - im Vergleich zu Aluminium-Legierungen (Typ 6xxx) ohne Gehalt an Tantal - ganz deutlich gesteigerten mechanischen Kennwerten im jeweiligen Halbzeug und Endprodukt.

[0023] Diese feinst-dispersen Ausscheidungen haben äußerst starke positive Wirkung auf die Rekristallisations-Kinetik und unterdrücken die Rekristallisation mitsamt der damit verbundenen Korngrenzen-Bewegung und -Verschiebung besonders wirksam.

[0024] Interne Vorversuche an stranggepressten Profilen bzw. an (walz-)geschmiedetem und gegossenem Haltzeug zeigten, dass durch die - bis jetzt diesbezüglich nicht als wesentlich erachtete - Beigabe von Tantal, einzeln, und ganz besonders in Kombination mit Titan und/oder Vanadium, sowohl die Bruchdehnung als auch die Kerbschlagzähigkeit bei dennoch zumindest 2/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 gleichbleibendem sonstigem Festigkeitsniveau durchaus beachtlich erhöht werden konnte.

[0025] Der näheren Ausgestaltung bzw. den einzelnen bevorzugten Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung liegt also die Erkenntnis zugrunde, dass die hochschmelzenden Legierungselemente Titan, Vanadium, Hafnium und/oder Tantal einerseits beim Erstarren aus der Schmelze durch ihre Anreicherung an der Erstarrungsfront und andererseits bei der Warmumformung durch die Bildung feiner intermetallischer Phasen das Kornwachstum, insbesondere bei nachträglichen Wärmebehandlungsschritten, hemmen.

[0026] Der Zusatz der hochschmelzenden Übergangsmetalle Titan, Vanadium, Hafnium und/oder Tantal ist dafür verantwortlich, dass die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung nach einer Umformung, insbesondere Warmumformung, oder auch nach einer Lösungsglühung fein-rekristallisiert vorliegt.

[0027] Die bei der Erstarrung der Restschmelze gebildeten intermetallischen Phasen beeinflussen zudem die Ausbildung der eisenhaltigen Phasen vom Typ AlFeMnSi, die in der neuen Legierung in vorteilhafter weise in feinerer Form und homogener als in bisher üblichen Aluminiumlegierungen verteilt vorliegen.

[0028] Ein derart homogenes und fein-rekristallisiertes Gefüge mit besonders feinen intermetallischen Phasen zeichnet sich durch ein erhöhtes Festigkeitsniveau im Vergleich zu den Festigkeiten von bisher bekannten gröberrekristallisierten Legierungen aus und weist darüber hinaus einen höheren Verfestigungskoeffizienten bzw. eine höhere Duktilität auf als ähnliche, bisher bekannte Aluminiumlegierungen.

[0029] Zudem wurde beobachtet, dass die während der Erstarrung an der Erstarrungsfront auftretende Anreicherung der hochschmelzenden Legierungselemente Titan und Vanadium, sowie gegebenenfalls weiters Hafnium und/oder Tantal, einerseits das Kornwachstum während der Erstarrung verzögert und andererseits gleichzeitig eine Entwicklung und Aktivierung neuer Erstarrungskeime eintritt.

[0030] Die Legierungselemente Titan, Vanadium, Hafnium und Tantal weisen jeweils den höchsten Grad an Anreicherungstendenz auf im Vergleich zu anderen nur relativ wenig kornfeinenden Elementen.

[0031] Es ist also im Vergleich zu den mit den Hauptlegierungselementen Magnesium und Silizium erzielbaren Anreicherungen die Anreicherung dieser Legierungselemente deutlich ausgeprägter, für Titan ist sie etwa um den Faktor 70 stärker, für Tantal etwa um den Faktor 30, für Vanadium etwa um den Faktor 10 und für Hanium etwa um den Faktor 4.

[0032] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bzw. Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung weist dieselbe eine dem Anspruch 2 entnehmbare Zusammensetzung auf, wobei hier der Vorteil gegeben ist, dass insbesondere der Gehalt an kostspieligen Legierungselementen, wie insbesondere Tantal und Hafnium reduziert sein kann, was jedoch hinsichtlich der hohen Materialeigenschaften kaum zu Einbußen führt.

[0033] Es wurde weiters gefunden, dass selbst bei noch geringeren Maximal-Gehalten der neuen Aluminiumlegierungen an Silizium, Magnesium, Mangan, Chrom und Eisen sowie bei weiterer Reduktion der Gehalte an den für die Feinkorn-Ausbildung wesentlichen Metalle Ti, V sowie weiters Ta und Hf durchaus noch hohen Ansprüchen gerecht werdende Festigkeiten und Absorptions- sowie Umformungswerte erzielt werden, wenn nur für einen relativ hoch bleibenden Kupfer-Gehaltswert in der Legierung Sorge getragen ist. Im Einzelnen wird hiezu auf den Anspruch 3 verwiesen.

[0034] Die neuen Aluminiumlegierungen mit den in den Ansprüchen 1 bis 3 geoffenbarten Zusammensetzungen weisen, wie sich gezeigt hat, ein offenbar streng ausgewogenes Verhältnis der Elementkonzentrationen zueinander auf, wobei für die Eigenschaften der neuen hoch-bzw. höchstqualitativen Aluminium-Mikrolegierungen, insbesondere die hochschmelzenden Übergangsmetalle Titan, Vanadium sowie gegebenenfalls Hafnium und Tantal, in den speziellen Zusammensetzungskombinationen mit den restlichen Metallen ganz entscheidend ist. Hie- 3/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 bei sind die Wechselwirkungen aller Legierungselemente untereinander, die Reaktionskinetiken derselben sowie die Kornwachstumskriterien von Bedeutung, wobei die Vorteile insbesondere in dem Erhalt einer hoch-homogenen Feinkornstruktur der neuen Aluminiumlegierungen und in der dadurch bedingten hohen Kaltumformbarkeit und in einer wesentlichen Verbesserung der Duktilität gegenüber ähnlichen Legierungen des Standes der Technik liegen.

[0035] Es wurde weiters gefunden, und dies ist im Anspruch 4 festgehalten, dass es im Sinne der oben angesprochenen Eigenschaftswerte besonders günstig ist, wenn die Konzentration der Elemente Titan, Vanadium, sowie gegebenenfalls Hafnium und Tantal in der neuen Legierung in der Summe weniger als 0,4 Gew.-% beträgt.

[0036] Zudem hat es sich als günstig erwiesen, wenn die 70-fache Konzentration an Titan und die 30fache Konzentration an Tantal in neuen Legierung in der Summe weniger als 15 Gew.-% beträgt, siehe hiezu den Anspruch 5.

[0037] Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die 70-fache Konzentration an Titan, die 30-fache Konzentration an Tantal, die 10-fache Konzentration Vanadium und die 4-fache Konzentration an Hafnium in der Legierung in der Summe mehr als 3,0 Gew.-% beträgt, wie dem Anspruch 6 zu entnehmen.

[0038] Derartige gezielte Einschränkungen der Konzentration der Legierungselemente Titan, Vanadium, Hafnium und Tantal oder z.B. von Titan und Vanadium allein sind insbesondere im Hinblick auf die Bildung günstig wirkender intermetallischer Phasen von Vorteil. Sie ergeben eine besonders homogene und feinkörnige Gefügestruktur der resultierenden Aluminiumlegierung und eine hohe Verformbarkeit eines daraus hergestellten Halbzeugs, Bauteils od. dgl. Was die neuen Legierungen weiters besonders auszeichnet, ist ihre hohe Kaltverformungskapazität.

[0039] Im Vergleich zu der ähnliche Zusammensetzung aufweisenden bekannten Standardlegierung EN-AW 6082 erzielen die erfindungsgemäßen Legierungen im durch Warmauslagerung eingestellten bzw. wärmebehandelten Zustand wesentliche Steigerungen in ihrer Festigkeit und Bruchzähigkeit.

[0040] Ein mit der erfindungsgemäßen Legierung hergestelltes z.B. sicherheitsrelevantes Bauteil, insbesondere Profilbauteil bzw. Schmiedebauteil, besteht also aus einer Aluminiumlegierung im Rahmen der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere hergestellt gemäß dem Anspruch 14.

[0041] Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungen ergeben sich eine besonders hohe Verformbarkeit sowie ein hohes Energieaufnahmevermögen der damit hergestellten Bauteile, was dieselben zum Beispiel insbesondere für mechanisch hoch beanspruchungsfähige Strukturbauteile von Schienenfahrzeugen und dgl. besonders geeignet macht.

[0042] Ein aus der neuen Legierung produziertes erfindungsgemäßes Halbzeug vereint hohe Verformbarkeit aufgrund der homogenen, feinkörnigen Gefügestruktur mit einer hohen Kaltumformbarkeit.

[0043] Die Ansprüche 7 bis 12 nennen besonders bevorzugte Arten der Verwendung bzw. des Einsatzes der neuen Aluminiumlegierungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.

[0044] Der Anspruch 13 betrifft einen Bauteil bzw. ein Vorprodukt aus einer der neuen Aluminiumlegierungen und dessen Verwendungseinsatz.

[0045] Der Anspruch 14 hat ein zur Herstellung der neuen Produkte vorteilhaftes Verfahren zum Gegenstand.

[0046] Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung kann für eine Vielzahl von Anwendungen Einsatz finden.

[0047] Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert: [0048] Beispiel 1: Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines Profilteils, insbesondere eines Profilteils zur Verwendung im Fahrzeugbau, umfasst folgende Schritte: [0049] a) Bereitstellung von Gussbolzen aus zwei unterschiedliche Zusammensetzungen auf- 4/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 weisenden, erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungen I und II: [0050] Aluminiumlegierung I: Gew.-%:

Si 1.0

Mg 0.8

Mn 0.4

Fe 0.3

Cu 0.4

Cr 0.1

Ti 0.2 V 0.1 [0051] unvermeindbare Verunreinigungen: maximal 0,1 Gew.-% AI Rest auf 100

Aluminiumlegierung II: Gew.-%:

Si 1.0

Mg 0.8

Mn 0.6

Fe 0.4

Cu 0.3

Cr 0.2 V 0.1

Hf 0.1

Ta 0.1 [0052] unvermeindbare Verunreinigungen: max. 0,1 AI Rest auf 100 [0053] b) Ein- oder mehrstufiges Erhitzen des Gussbolzens auf bzw. bei Temperaturen zwischen 470°C und 580°C; im Konkreten auf 550°C (Legierung I), und [0054] auf 555°C (Legierung II) [0055] c) Warmumformung des Gussbolzens mittels Strangpressen bei Temperaturen zwischen 400°C und 580°C zur Ausbildung des Halbzeugs; konkret auf 490°C (Legierung I) und [0056] auf 495°C (Legierung II).

[0057] d) Aushärtung des im Verfahrensschritt c) erzeugten Halbzeugs mittels Lösungsglühen bei einer Temperatur von 520°C (Legierung I) und von 525°C (Legierung II) und [0058] e) Warmauslagerung bzw. Warmaushärtung des Halbzeugs bei einer niedrigeren Temperatur als die Temperatur des Lösungsglühens, nämlich bei 190°C (Legierung I und II).

[0059] Das eben beschriebene Verfahren gewährleistet in beiden Fällen die Herstellung von hochqualitativen Profilteilen mit hohem Streckgrenzenniveau, hohen Verfestigungskoeffizienten, hohen Gleichmaß- bzw. Bruchdehnungen sowie einer erhöhten Umformbarkeit und einem erhöhten Energieaufnahmevermögen im Vergleich zu bisher bekannten, ähnlich zusammengesetzten Aluminiumlegierungen der Gruppe 6xxx.

[0060] Insbesondere durch die Aushärtungsbehandlung mittels Lösungsglühung wird ein be- 5/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 sonders günstiges Eigenschaftsprofil des Halbzeugs bezüglich seiner Energieabsorptionsfähigkeit erzielt.

[0061] Allgemein sei noch angemerkt, dass die Aushärtungsebehandlung gemäß Verfahrensschritt d) gleich während des Verfahrensschritts c) erfolgen kann.

[0062] Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen des Verfahrens ist es allgemein gesagt günstig, wenn das Lösungsglühen gemäß Verfahrensschritt d) innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 500°C und 560°C für einen Zeitraum zwischen 6 min. und 2 Std. erfolgt.

[0063] Das Warmauslagern bzw. Warmaushärten gemäß Verfahrensschritt e) erfolgt vorteilhafterweise innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 140 und 215°C für einen Zeitraum zwischen 1 und 20 Stunden.

[0064] Beispiel 2: Herstellung eines Bleches, und zwar eines Blechbauteiles, insbesondere für eine Verwendung im Fahrzeugbau: [0065] a) Bereitstellung eines Gussbarrens aus einer neuen Aluminiumlegierung III mit der Zusammensetzung: [0066] Aluminiumlegierung III: Gew,-%):

Si 4.0

Mg 0.5

Mn 0,7

Fe 0,3

Cu 0.4

Cr 0.1

Ti 0.2

Ta 0.05 [0067] Herstellungsbedingte Verunreinigungen: max. 0,1 AI Rest auf 100.

[0068] b) Ein- oder mehrstufiges Erhitzen des Gussbarrens auf Temperaturen zwischen 470°C und 580°C, konkret auf 540°C.

[0069] c) Warmumformung des Gussbarrens mittels Warmwalzen bei Temperaturen zwischen 400°C und 580°C zur Ausbildung des Halbzeugs, konkret bei 490°C.

[0070] hier erfolgt als Zwischenschritt ein Kaltwalzen des Halbzeugs zur Erzielung der Enddicke, im konkreten Fall 1,5 mm.

[0071] d) Aushärtung des im Verfahrensschritt c) erzeugten Halbzeugs mittels Lösungsglühen bei 525°C.

[0072] e) Warmauslagerung bzw. Warmaushärten des Halbzeugs bei einer niedrigeren Temperatur als die Temperatur des Lösungsglühens, nämlich bei 190°C.

[0073] Das beschriebene Herstellungsverfahren ermöglicht den Erhalt eines Bleches mit einem hohen Streckgrenzenniveau, einem hohen Verfestigungskoeffizienten, einer hohen Gleichmaß-bzw. Bruchdehnung sowie einer erhöhten Umformbarkeit im Vergleich zu Blechen aus bisher bekannten höherfesten Aluminiumlegierungen der Gruppe 6xxx.

[0074] Insbesondere durch die Aushärtungsbehandlung mittels Lösungsglühen wird ein besonders günstiges Eigenschaftsprofil des Halbzeugs bezüglich seiner Endfestigkeit und Kaltum-formbarkeit erzielt.

[0075] Die Aushärtungsbehandlung gemäß Verfahrensschritt d) kann auch hier während des 6/9

Claims

österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 Verfahrensschritts c) erfolgen. [0076] Vorteile in den Eigenschaften der neuen Aluminiumlegierung sind zu erwarten, wenn das Lösungsglühen gemäß Verfahrensschritt d) innerhalb eines Temperaturbereich zwischen 500°C und 560°C für einen Zeitraum zwischen 6 min. und 2 Stunden erfolgt. [0077] Das Warmauslagern bzw. Warmaushärten gemäß Verfahrensschritt e) erfolgt vorteilhafterweise innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 140°C und 215°C für einen Zeitraum zwischen 1 und 20 Stunden. [0078] Die in den Ansprüchen allgemein und in den Ausführungsbeispielen im Einzelnen konkret angegebenen Aluminiumlegierungen unterscheiden sich von den bisher bekannten Aluminiumlegierungen, wie z. B. DIN EN AW 6082, durch ein wesentlich günstigeres Rekristallisationsverhalten, was z.B. zu einer noch feinkörnigeren und homogeneren Gussstruktur führt. Diese Gussstruktur wiederum bedingt u.a. ein verbessertes mechanisches Verhalten gemäß den unterschiedlichsten Kriterien, was sowohl für nachfolgende Bearbeitungsschritte, wie Walzen, Strangpressen, Fließpressen, Schmieden u. dgl., als auch für die Bauteilperformance selbst, wie z. B. plastisches Umformen, Energieaufnahmevermögen u. dgl. von Vorteil ist. Patentansprüche 1. Aluminiumlegierung der Legierungsgruppe 6xxx, mit der Zusammensetzung: 0,3-11,5Gew.-% 0,06- l,2Gew.-% 0,05 - 0,9 Gew.-%, 0,01 - 0,5 Gew.-% 0,05 - 0,5 Gew.-% 0,05 - 0,25 Gew.-% 0,02 - 0,9 Gew.-% 0,05 - 0,3 Gew.-% 0,02 - 0,3 Gew.-% max. 0,1 Gew.-% Rest auf 100% Silizium, Magnesium, Mangan, Kupfer, Eisen, Chrom, Titan, Vanadium, gegebenenfalls Hafnium, sowie weiters unvermeidbare Verunreinigungen; und Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,02 - 0,3 Gew.-% Tantal als Kornfeinungsbestandteil enthält.
2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, mit der Zusammensetzung: 0,6 bis 1,3 Gew.-% Silizium, 0,4 bis l,2 Gew.-% Magnesium, 0,2 bis 0,6 Gew.-% Mangan, 0,2 bis 0,5 Gew.-% Kupfer, 0,2 bis 0,5 Gew.-% Eisen, 0,05 bis 0,25 Gew.-% Chrom, 0,02 bis 0,2 Gew.-% Titan, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Vanadium, gegebenenfalls 0,02 bis 0,2 Gew.-% Hafnium, sowie weiters 7/9 österreichisches Patentamt AT 507 490 B1 2011-04-15 max. 0,1 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen. Rest auf 100Gew.-% Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,02 bis 0,2 Gew.-% Tantal als Kornfeinungsbestandteil enthält.
3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2, mit der Zusammensetzung Zusammensetzung: 0,9 bis 1,1 Gew.-% Silizium, 0,7 bis 0,9 Gew.-% Magnesium, 0,3 bis 0,5 Gew.-% Mangan, 0,2 bis 0,5 Gew.-% Kupfer, 0,2 bis 0,4 Gew.-% Eisen, 0,05 bis 0,15 Gew.-% Chrom, 0,02 bis 0,15 Gew.-% Titan, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Vanadium, gegebenenfalls 0,02 bis 0,15 Gew.-% Hafnium, sowie weiters max. 0,1 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen und Rest auf 100 Gew.-% Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,02 bis 0,15 Gew.-% Tantal als Kornfeinungsbestandteil enthält.
4. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrationen der Elemente Titan, Vanadium und Tantal, sowie gegebenenfalls Hafnium in der Legierung in Summe weniger als 0,4 Gew.-% beträgt.
5. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 70fache Konzentration an Titan und die 30fache Konzentration an Tantal in der Legierung in Summe weniger als 15,0 Gew.-% beträgt.
6. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 70fache Konzentration an Titan, die 30fache Konzentration an Tantal, die 10fache Konzentration Vanadium und die 4fache Konzentration an Hafnium in der Legierung in Summe mehr als 3,0 Gew.-% und weniger als 15,0 Gew.-% beträgt.
7. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung eines Vorproduktes, insbesondere Halbzeugs, vorzugsweise durch eines der Verfahren Gießen, Schmieden, Walzen, Stranggießen, Strangpressen und/oder Fließpressen, oder Innenhochdruckumformung, wie es zur Verarbeitung zu einem Halbzeug bzw. dann folgend zu einem Bauteil erforderlich ist.
8. Verwendung gemäß Anspruch 7 einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Walz-, Blech- und Bandprodukten für den Einsatz im Fahrzeugbau, im Bereich der Straßenfahrzeuge, des Agrar-, Berg-, Hoch-, Tief- und Straßenbaus, sowie in der Schiff-, Luft- und Raumfahrt.
9. Verwendung gemäß Anspruch 7 oder 8 einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Strangpressprodukten zur Verwendung im Schienenfahrzeugbau, Wasserfahrzeugbau, in der Luft- u. Raumfahrt, Medizintechnik, Architektur, Verpackungsindustrie, im Anlagenbau und in Sportartikeln. 8/9