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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Blechs
aus einer Al-Mg Legierung, das einen verbesserten Widerstand gegen
Spannungskorrosionsrisse aufweist und eine verbesserte Formfestigkeit
nach dem Pressen besitzt.
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Stand der
Technik
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Bleche
aus Aluminium-Legierungen sind gewichtsmäßig leicht im Vergleich mit
Stahlblechen und besitzen eine gute Verformungsfähigkeit und daher werden sie
heutzutage an Stelle von Stahlblech für Teile von Karosserieblechen
für Kraftfahrzeuge,
für Rundstrukturen,
für Schiffsbauteile
und dergleichen eingesetzt. Wegen ihrer großen Festigkeit und ausgezeichneten
Verformungsfähigkeit
wird eine Legierung der Al-Mg-Type (JIS Typ 5000 Series) vorgeschlagen,
als typisch anwendbar auf die oben erwähnten Bleche aus Aluminiumlegierung.
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Die
Al-Mg-Legierung hat jedoch das Problem, dass nach Ablauf einer verlängerten
Zeitdauer nach der Deformation die Legierung dazu tendiert, die β Phase (Al2Mg3) vorzugsweise
in Form eines Films an der Korngrenze auszufällen und dies führt zu Spannungskorrosionsrissen.
Es sind verschiedene Techniken entwickelt worden, um dieses Problem
zu lösen.
Beispielsweise beschreibt die Japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift No.
4-187748 ein Verfahren zur Erzeugung eines Blechs aus einer Aluminiumlegierung
für Kraftfahrzeuge,
welches einen hohen Widerstand gegenüber Spannungskorrosionsrissen
aufweist. Das Verfahren umfasst die Homogenisierung eines Aluminiumlegierungsblocks,
der Magnesium in einer Menge von 3,5 bis 5,5 Gew.-% aufweist, wobei
der Block zunächst
warmgewalzt und dann kaltgewalzt wird, und das so hergestellte Blech
ohne weiteres Kaltwalzen geglüht
wird, wobei das geglühte
Blech 0,5 bis 24 Stunden bei einer Temperatur zwischen 150 bis 230°C gehalten
wird. Zum gleichen Zweck beschreiben JP5-179413A oder JP63-255346A
ein Verfahren, bei dem ein Aluminiumlegierungsblock nach dem Guß homogenisiert,
heißgewalzt
und dann kaltgewalzt wird, worauf ein Glühen und eine langsame Abkühlung des
so geschaffenen Blechs erfolgt.
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Um
nach der Formgebung die Formgestalt eines Blechs aus einer Al-Mg-Legierung
aufrechtzuerhalten, nämlich
um die Formfestigkeit aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, dass
die Prüfspannung
(oder die 0,2 % Fließgrenze)
eines solchen Blechs so klein als möglich gehalten wird. Zu diesem
Zweck ist ein spezielles Verfahren in der geprüften Japanischen Patent-Veröffentlichung
No. 6-68146 beschrieben. Dieses bekannte Verfahren umfasst ein kaltgewalztes
oder heißgewalztes
Blech oder einen kontinuierlichen Strangguß einer Al-Mg-Legierung, die
Magnesium in einer Menge von 2 und 6 Gew.-% enthält, wobei das kaltgewalzte
Blech rekristallisiert, abgeschreckt und einer Lösungswärmebehandlung unterworfen wird,
wobei eine schnelle Erhitzung und schnelle Abkühlung erfolgt, worauf ein Glühen und
eine Korrekturbehandlung des resultierenden Blechs durchgeführt wird.
Wenn bei einem solchen Verfahren die Erwärmungstemperatur nach der Korrektur auf
einen Bereich zwischen 60 und 200°C
eingestellt wird, dann wird die Erhitzung und Abkühlung mit
einer Rate von 4 × 10–3 °C/sec oder
darüber
durchgeführt.
Im Fall einer Erwärmungstemperatur
von 200 auf 360°C wird
die Erhitzung und Abkühlung
mit einer Rate von 1,225 × 10–3T – 0,241 °C/sec oder
mehr durchgeführt, wobei
T die Erhitzungstemperatur ist, wobei diese Definition als solche
in den folgenden Fällen
angewandt wird. Alternativ wird eine Wärmebehandlung 105 Sekunden
oder weniger im Fall einer Erhitzungstemperatur von 60 auf 160°C durchgeführt, für –5,33 × 105T + 9,5 × 105 Sekunden
oder weniger im Fall einer Erhitzungstemperatur von 160 auf 175°C, für –1,65 × 10T +
4,89 × 104 Sekunden oder weniger im Fall einer Erhitzungstemperatur
von 175 auf 290°C
und für –7,14T +
3,07 × 103 Sekunden oder weniger im Fall einer Erhitzungstemperatur
von 290°C
auf 360°C.
Auf diese Weise wird ein Aluminiumlegierungsblech erzeugt, das für die Automobilfabrikation
geeignet ist, und eine hohe Festigkeit und gute Verformbarkeit aufweist.
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Ein
aus einer Al-Mg-Legierung bestehendes Blech, das durch Strangguß und Walzen
nach dem obigen Verfahren hergestellt wurde, hat jedoch den Nachteil,
dass es wenn es der Wärmebehandlung
unterworfen wird, keinen genügenden
Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse und eine entsprechende
Verminderung der Prüfspannung
aufweist.
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Beschreibung
der Erfindung
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Unter
Berücksichtigung
der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile schafft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Blechs aus einer Aluminiumlegierung,
das aus einem Strangguß und
Walzen gefertigt ist und ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich eines
Widerstands gegen Spannungskorrosionsrisse aufweist, und eine gute
Formfestigkeit besitzt.
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Bei
den Recherchen die durchgeführt
wurden, um diese Probleme zu lösen
und die schließlich
zur vorliegenden Erfindung führten,
haben die Erfinder erkannt, dass im scharfen Gegensatz zu konventionellen
Produktionsverfahren eines Blechs aus einer Al-Mg-Legierung ein durch Strangguß und Walzen
erzeugtes Al-Mg-Legierungsblech bei einer sehr viel höheren Temperatur
stabilisiert werden kann, wenn dann eine sehr viel langsamere Abkühlungsrate
erfolgt, um die Abkühlung
derart zu erreichen, dass der Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse
verbessert wird und die Prüfspannung
vermindert wird und die Formsteifigkeit nach dem Pressen verbessert
wird. Das Blech aus einer Al-Mg-Legierung, welches durch Strangguß und Walzen hergestellt
wurde, wird keiner Homogenisierungsbehandlung ausgesetzt und demgemäß wird das
Magnesium veranlaßt,
sich bis zu einem merklichen Ausmaß zu trennen. Dies bedeutet,
dass die Empfindlichkeit gegenüber
Spannungskorrisionsrissen durch die Behandlung bei jenen Aufheiztemperaturen
und Kühlraten,
die üblicherweise
verwendet werden, umgekehrt nachteilig erhöht wird. Im einzelnen heißt dies:
Magnesium würde vermutlich
kontinuierlich, als β Phase
längs der
zugeordneten Korngrenze, in einem merklich abgetrennten Bereich
ausgefällt,
an dem Spannungskorrosionsrisse stattfinden könnten. Dieses Problem kann
gelöst
werden durch Anwendung des durch die vorliegende Erfindung geschaffenen
Verfahrens; das heißt
die β Phase
wird veranlaßt,
sich diskontinuierlich in einem Blech aus einer Al-Mg-Legierung
auszufällen,
das einen kleinen Gehalt an Magnesium aufweist und durch Strangguß und Walzen
hergestellt wurde. Ein derart spezielles Verfahren führt zu einem
hohen Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse, zu einer niedrigen
Prüfspannung
und einer guten Formfixierbarkeit nach dem Pressen.
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Gemäß vorliegender
Erfindung betrifft diese ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs
aus einer Aluminiumlegierung, mit verbesserter Beständigkeit
gegen Spannungskorrosionsrisse und einer verbesserten Formfixierbarkeit.
Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Glühen eines
stranggegossenen und gewalzten Blechs aus einer Aluminiumlegierung,
die Magnesium mit einem Gehalt von 3 bis 5 Gew.-% aufweist; Verformungskorrigieren
des geglühten
Blechs durch Walzen oder Strecken; Erhitzen des verformungskorrigierten
Blechs bei einer Temperatur, die aus einer voreingestellten Temperaturzone
ausgewählt
ist, wobei die voreingestellte Temperaturzone auf eine derartige
Weise definiert ist, dass ein rechteckiges Koordinatensystem mit
einer Abzissenachse der Wärmebehandlungstemperatur
(°C) und
einer Ordinatenachse der Kühlungsrate
(°C/sec)
aufgetragen wird, wobei ein Erhitzungstemperaturbereich durch Verbinden
einer Geraden zwischen Koordinate (240, 5,0 × 10–3)
und Koordinate (340, 2,5 × 10–3),
einer Geraden zwischen der Koordinate (240, 1,0 × 10–3)
und Koordinate (340, 1,0 × 10–3),
einer Geraden zwischen Koordinate (240, 5,0 × 10–3)
und Koordinate (240, 1,0 × 10–3)
und einer Geraden zwischen Koordinate (340, 2,5 × 10–3)
und Koordinate (340, 1,0 × 10–3)
umgeben ist; das erhitzte Blech wird bei der gewählten Temperatur eine Stunde
lang oder länger gehalten;
und schließlich
wird das sich ergebenden Blech bei einer Abkühlungsrate, die der voreingestellten Temperaturzone
entspricht, abgekühlt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine graphische Darstellung einer begrenzten Zone, die nützlich ist
für die
Endwärmebehandlung
zwischen der Stabilisierungstemperatur und der Abkühlungsrate.
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Bester Modus
zur Durchführung
der Erfindung
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Eine
Aluminiumlegierung, die für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurde, ist eine Al-Mg-Legierung
mit 3 bis 5 Gew.-% Magnesium. Ein Magnesium-Gehalt von wenigstens
3 Gew.-% führt
zu einer hohen Festigkeit und einer genügenden Druckformbarkeit. Unterhalb
von 3 Gew.-% Magnesium ist die Legierung weniger wirksam bei der
Erzielung dieser Ergebnisse. Umgekehrt führt ein Gehalt über 6 Gew.-% Mg
zu einer zu hohen Festigkeit gegenüber der Verformung des Bleches,
wie Walzen, Biegen und dergleichen, und außerdem wird hierbei das Blech
empfindlich gegenüber
Spannungskorrosionsrissen, und schließlich wird es schwierig, die
stabile Qualität
des fertigen Bleches über
eine ausgedehnte Zeitdauer aufrechtzuerhalten, und außerdem sinkt
die Formfixierbarkeit. Infolgedessen sollte der Gehalt von Magnesium
zwischen 3 und 5 Gew.-% betragen.
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Das
vorstehend erwähnte
stranggegossene und gewalzte Blech wird aus einer stranggegossenen
Aluminiumlegierung hergestellt, die Magnesium mit einem Gehalt von
3 bis 5 Gew.-% in einer Bramme enthält, und indem die sich ergebende
Bramme sofort auf eine bestimmte Blechdicke ausgewalzt wird. Dieses
stranggegossene und gewalzte Blech wird zur Erweichung geglüht und dann
spannungskorrigiert. Um ausreichende Verbesserungen im Widerstand
gegen Spannungskorrosionsrisse und eine gute Formfixierbarkeit zu
erhalten, soweit es das bis zu diesem Schritt hergestellte Blech
betrifft, erfolgt eine Wärmebehandlung
und eine Aufrechterhaltung und eine nachfolgende langsame Abkühlungsbehandlung,
worauf das Magnesium, das im Blech abgesondert ist, adäquat als β Phase längs der
Korngrenzen in Form von Partikeln ausgefällt wird.
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Die
Wärmebehandlung
und die Aufrechterhaltung, wie dies oben erwähnt wurde, werden durch Erhitzen
auf eine Temperatur zwischen 240°C
und 340°C
durchgeführt,
und indem jene Temperatur während
einer Stunde oder länger
aufrechterhalten wird. Der Erhitzung und der Aufrechterhaltung der
Erhitzung folgt eine langsame Abkühlungsbehandlung, die gewährleistet,
dass das Magnesium, das beim Stranggießen abgetrennt wurde, betriebssicher
in Form von Partikeln längs
der Korngrenzen ausgefällt
wird. Die beiden Behandlungsmethoden ergeben nicht nur eine niedrige
Prüfspannung
und eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Spannungskorrosionsrissen,
sondern schaffen auch eine günstige
Formfixierbarkeit, die wirtschaftlich durchgeführt werden kann.
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Die
langsame Abkühlungsbehandlung,
wie sie oben erwähnt
wurde, wird mit einer Rate durchgeführt, die aus einer vorbestimmten
Abkühlzone
ausgewählt
wurde, um einer voreingestellten Wärme und Aufrechterhaltungs-Temperaturzone
zu entsprechen. Die Wärme
und Aufrechterhaltungs-Temperaturzone werden derart definiert, dass
ein rechteckiges Koordinatensystem gezogen wird, mit einer Abzissenachse
der Temperatur (°C)
und einer Koordinatenachse der Kühlrate
(°C/sec),
einem Erhitzungstemperaturbereich, der durch Verbindung einer geraden
Linie zwischen der Koordinate (240, 5,0 × 10–3)
und der Koordinate (340, 2,5 × 10–3),
einer Geraden zwischen der Koordinate (240, 1,0 × 10–3)
und der Koordinate (340, 1,0 × 10–3),
einer Geraden zwischen der Koordinate (240, 5,0 × 10–3)
und einer Koordinate (240, 1,0 × 10–3),
und einer Geraden zwischen der Koordinate (340, 2,5 × 10–3)
und einer Koordinate (340, 1,0 × 10–3)
gebildet wird.
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Bei
der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
können
andere Legierungselemente außer Magnesium
erforderlichenfalls vorhanden sein. Wenn eine höhere Festigkeit benötigt wird,
kann eines oder es können
mehrere der folgenden Elemente Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Zr und V zugesetzt
werden, und zwar jeweils in einer Menge zwischen etwa 0,1 bis 2
Gew.-%. Eine Rissebildung während
des Stranggießens
kann durch Zusatz von Ti in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-%,
oder von Ti in einer Menge von 0,1 Gew.-% oder weniger kombiniert
mit B in einer Menge von weniger als 0,05 Gew.-% vermieden werden.
Wenn die geschmolzene Legierung aus einer Aluminiumlegierung gewonnen
wird, dann können
Verunreinigungselemente, die in dem ungeschmolzenen Barren oder
in dem zurückgeführten Schrott
enthalten sind, als zulässig
angesehen werden, solange sie in den Grenzen liegen, die durch JIS
Typ 5000 Series vorgeschrieben sind.
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Nunmehr
wird die Erfindung mit größeren Einzelheiten,
unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines hierdurch
erzeugten Bleches aus einer Aluminiumlegierung, beschrieben.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann ein Aluminiumlegierungsblech durch Strangguß einer Aluminiumlegierung
gewählter
Zusammensetzung zu einer Bramme von 5 bis 30 mm Dicke, unter Benutzung
eines Stranggußverfahrens,
beispielsweise eines Doppel-Walzenverfahrens,
eines Riemengußverfahrens,
eines 3C Verfahrens oder dergleichen, und durch unmittelbar anschließendes Auswalzen
der Bramme mittels Warmwalzen und Kaltwalzen hergestellt werden,
oder auch durch Kaltwalzen allein, um dadurch ein Blech zu erzeugen, das
eine vorbestimmte Dicke hat. Erforderlichenfalls kann ein Glühvorgang
durchgeführt
werden, nachdem der Warmwalzvorgang vollendet ist, oder während das
Kaltwalzen durchgeführt
wird. Nach dem End-Glühen
zur Rekristallisation und Erweichung bei der Rekristallisationstemperatur
wird eine Korrekturbehandlung, die als "Leveling" bezeichnet wird, als Flachrollen oder
Strecken mit einem Dickenverlust von etwa 0,5 bis 2 derart durchgeführt, dass
die verminderte Flachheit eliminiert wird, die während des Kaltwalzens und der
Glühbehandlung
erzeugt wurde.
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Diese
Glühbehandlung
soll das kaltgewalzte Blech rekristallisieren, um die Formfähigkeit
zu verbessern. Zu diesem Zweck kann eine kontinuierliche Glühung oder
eine Chargenglühung
benutzt werden. Die kontinuierliche Glühung kann ein Abwickeln umfassen
und eine Bearbeitung kann bei einer Temperatur zwischen 450°C und 530°C während einer
Aufrechterhaltungszeit von etwa 1 Sekunde bis 10 Minuten durchgeführt werden,
mit einer Erwärmungsrate
von 5°C/sec
oder mehr, um eine Erweichungsbehandlung durch Rekristallisation
zu erreichen. Dieser Modus des kontinuierlichen Glühens ermöglicht eine
Verkürzung
der Glühbehandlung
und es wird außerdem
ein Wachstum der Rekristallisationskörner und demgemäß eine gröbere Ausbildung
der Körner
verhindert. Eine geringere Aufrechterhaltungszeit von weniger als
5°C/sec
oder einer längeren
Aufrechterhaltungszeit als 10 Minuten verursacht ein gröberes rekristallisiertes
Korn, was eine schlechtere Formfähigkeit
zur Folge hat.
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Durch
Chargen-Glühen
kann die zugeordnete Rolle in einem Glühofen behandelt werden, wodurch eine
Enthärtungsbehandlung
durch Rekristallisation bei einer Temperatur zwischen 300°C und 400°C durchgeführt wird,
bei einer Aufrechterhaltungszeit zwischen 10 Minuten und 5 Stunden,
mit einer Erwärmungsrate von
etwa 40°C/sec.
Höhere
Glühtemperaturen
als 400°C
oder längere
Aufrechterhaltungszeiten als 5 Stunden bewirken ein gröberes rekristallisiertes
Korn und demgemäß eine beeinträchtigte
Formbarkeit und auch eine Verdickung des Oxidfilms auf der Oberseite
des Bleches. Niedrige Glühtemperaturen
unter 300°C
oder kürzere Aufrechterhaltungszeiten
als 10 Minuten sind für
die Rekristallisation nicht wirksam.
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Unabhängig davon
welcher Modus des Glühens
durchgeführt
wird, so wird das fertige Blech während des Kaltwalzens und des
Glühens
gestreckt, wodurch die Flachheit gestört wird. Wenn es so benutzt
wird, dann wird das Blech fehlerhaft und besitzt eine ungünstige Form
während
des Preßvorgangs.
Demgemäß wird das
Blech in Form einer Rolle oder eines Bandes einer Streckkorrekturbehandlung,
beispielsweise durch wiederholtes Biegen in Verbindung mit der Benutzung
einer Ausgleichswalze, unterwofen, so dass die Verzerrung des Bleches
korrigiert wird und das Blech wieder flach ist.
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Das
stranggegossene und gewalzte Blech wird keiner Homogenisierungs-Behandlung
unterworfen. Aus diesem Grund sondert sich Magnesium in einem großen Umfang
ab, und infolge der Änderung
der Eigenschaften mit der Zeit nach dem Stanzen, wird die β Phase vorzugsweise
in kontinuierlicher Form längs
der Korngrenzen derart ausgefällt,
dass das Blech höchst
empfindlich ist für
Spannungskorrosionsrisse, wie oben erwähnt. Außerdem entspricht die Korrekturbehandlung
nach der Glühbehandlung
einem gewissen Kaltwalzvorgang, und dies führt zu einer verbesserten Prüfspannung
und demgemäß zu einem
verbesserten Rückfedern
und auch zu einer Verminderung der Formfixierbarkeit. Um den Widerstand
gegen Spannungskorrosionsrisse und die Formfixierbarkeit zu verbessern,
sollte das korrektur-behandelte Blech durch eine Wärmebehandlung
und Aufrechterhalten der Wärmebehandlung
sowie langsames Abkühlen
stabilisiert werden. Diese Behandlung und/oder ein langsames Abkühlen wird
durchgeführt,
um abgesondertes Magnesium als β Phase in
Form von Partikeln auszufällen.
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Die
beiliegende Zeichnung repräsentiert
graphisch eine begrenzte oder spezifizierte Zone, die für die Stabilisierungsbehandlung
zwischen Stabilisierungstemperatur (°C) und Abkühlrate (°C/sec) nützlich ist. Bei der Durchführung der
Stabilisierungsbehandlung wird zunächst das Erhitzen und das Aufrechterhalten
der Behandlung während
einer Stunde oder länger
bei einer gegebenen Temperatur zwischen 240°C und 340°C durchgeführt, um eine vollständige Eliminierung
jener Fehlstellen zu bewirken, die von der Korrektionsbehandlung,
wie oben erwähnt,
herrühren.
Danach erfolgt eine langsame Abkühlung.
Im einzelnen wird die Wärmebehandlung
und die Aufrechterhaltung während
einer Stunde oder länger
bei einer Temperatur in dem oben erwähnten Bereich gemäß der Graphik
der Zeichnung durchgeführt,
und es wird danach eine langsame Abkühlungsbehandlung mit einer
Abkühlrate
durchgeführt,
die als Koordinatenachse dient, und gemäß einer vorgewählten Temperaturzone,
wobei die Temperaturzone in der Weise definiert ist, dass ein rechteckiges
Koordinatensystem gezogen wird, mit einer Abzissenachse der Stabilisierungsbehandlungstemperatur
(°C) und
einer Koordinatenachse der Abkühlungsgeschwindigkeit
(°C/sec),
einem Erhitzungstemperaturbereich S (schraffiert), der umgeben ist
durch Verbindung einer geraden Linie zwischen der Koordinate B (240,
5,0 × 10–3)
und der Koordinate C (340, 2,5 × 10–3),
einer Geraden zwischen der Koordinate A (240, 1,0 × 10–3)
und der Koordinate D (340, 1,0 × 10–3),
einer Geraden zwischen der Koordinate B (240, 5,0 × 10–3)
und der Koordinate A (240, 1,0 × 10–3),
und einer Geraden zwischen der Koordinate C (340, 2,5 × 10–3)
und der Koordinate D (340, 1,0 × 10–3).
Im Fall einer Wärmebehandlung
und Aufrechterhaltung der Behandlung bei 290°C während einer Stunde, kann die
Abkühlrate
für eine
langsame Abkühlbehandlung
als ein numerischer Wert zwischen den Koordinaten E und G eingestellt
werden, das heißt
in dem Bereich zwischen 3,75 × 10–3 bis
1,0 × 10–3/sec.
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Sowohl
das Erhitzen als auch die Aufrechterhaltungsbehandlung und die langsame
Abkühlbehandlung
sind erforderlich, um wirksam Magnesium, das während des Stranggusses merkbar
abgetrennt wird, adäquat
längs der
Korngrenzen abzuspalten, wodurch die Empfindlichkeit des resultierenden
Bleches gegenüber Spannungskorrosionsrissen
eliminiert und die Prüfspannung
eines solchen Bleches vermindert wird, was dessen Formfixierbarkeit
verbessert. Eine niedrigere Wärmetemperatur
als 240°C
und Abkühlgeschwindigkeiten über der
oberen Grenze, nämlich
jene, die über
der Gerade B – C
in der Zeichnung liegen, liegen außerhalb der erwähnten Vorteile.
Höhere
Temperaturen als 340°C
ermöglichen
eine Sättigung
der Wirkung der Eliminierung der durch die Stresskorrektur eliminierten
Spannung, wodurch schließlich
keine besseren Ergebnisse auf Kosten einer Erschwerung erlangt werden.
Ferner bewirken Abkühlungsraten
unter dem unteren Grenzwert, nämlich
jene, die unterhalb der Geraden A–D in der Zeichnung liegen,
eine längere
Verarbeitung, was die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird weiter durch jene Beispiele veranschaulicht,
welche in den Tabellen 1 bis 4 dargestellt sind.
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Eine
geschmolzene Legierung wurde in üblicher
Weise durch Entgasen, durch Filtern und dergleichen hergestellt.
Die geschmolzene Legierung wurde einem Stranggußverfahren und einem Walzvorgang
unterworfen, wodurch zwei unterschiedliche Typen von stranggegossenen
und gewalzten Blechen erhalten wurden, deren Legierungs-Zusammensetzungen
in der Tabelle 1 dargestellt sind. Unter den Herstellungsbedingungen und
Wärmebehandlungs-Bedingungen
gemäß Tabelle
2 wurden die beiden stranggegossenen und gewalzten Bleche in Bleche
gemäß der Erfindung
umgewandelt. Jene Blechverarbeitungs- und Behandlungsbedingungen
wurden in vier Gruppen unterteilt, nämlich die Gruppen A, B, C und
D. Die Produktbleche wurden als vergleichende Beispiele in gleicher
Weise aus stranggegossenen und gewalzten Blechen unter Herstellungsbedingungen
und Wärmebehandlungsbedingungen
gemäß Tabelle
3 hergestellt. Diese Blechverarbeitungsbedingungen und Wärmeverarbeitungs-Bedingungen
wurden in sechs Gruppen, nämlich
die Gruppen E, F, G, H, I und J unterteilt.
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Wie
in den Tabellen 2 und 3 dargestellt wurden Brammen gegebener Dicke,
die im Strangguß hergestellt
waren, direkt ohne Schälen
oder Durchwärmung
in 1,0 mm dicke Bleche ausgewalzt. Einige der Brammen wurden intermittierend
geglüht
(rekristalliert), während
der Kaltwalzvorgang erfolgte, und einige wurden direkt dem Kaltwalzvorgang
unterworfen. ohne dass ein Zwischenglühen stattfand. Danach wurden
das 1,0 mm dicke, kaltgewalzte Blech schnell von Raumtemperatur
auf 500°C
mit einer Erhitzungsrate von 200°C/sec erhitzt
und 2 Sekunden auf dieser Temperatur gehalten und danach wurde das
geglühte
Blech mit einer Abkühlrate
von 40°C/sec
abgeschreckt. Die Fehlstellen der Flachheit des Bleches, die durch
Abkühlung
in der vorherigen Stufe verursacht waren, wurden unter Benutzung
einer Ausgleichspannwalze korrigiert und dann wurde die Stabilisierungsbehandlung
während
einer Stunde unter den Bedingungen einer Stabilisierungsbehandlungstemperatur
und einer Abkühlgeschwindigkeit
durchgeführt,
die durch die angegebene Zone S (schräg schraffiert) in der Zeichnung
definiert ist.
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Die
gemessenen mechanischen Eigenschaften und der Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse der
Bleche, die einer Stabilisierungsbehandlung unterworfen wurden,
sind in Tabelle 4 angegeben.
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Der
Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse wurde durch das folgende
Verfahren bestimmt.
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Das
1,0 mm starke Blech wurde durch Kaltwalzen um weitere 30 % in der
Dicke verringert und dadurch wurde ein 0,7 mm dickes Blech erzeugt.
Danach erfolgte eine Sensitisierung bei 120°C 168 Stunden lang. Das Blech
wurde in 20 mm breite und 83 mm lange Stücke geschnitten, die als Proben
hergenommen wurden. Die resultierenden Proben wurden um eine Lehre
mit einem Innenradius von 4,5 cm zu einer Schlaufe gebogen. Danach
wurden sie mit einer bestimmten Spannung auf der Schlaufe belastet
und danach wurden sie kontinuierlich in eine Salzlösung von
3,5 % NaCl bei 35°C
eingetaucht. Die Zeit, die erforderlich war bis Risse erschienen
wurde gemessen und als Betriebslebensdauer für den Widerstand gegen Spannungskorrosionsrisse
bestimmt.
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Aus
Tabelle 4 ist ersichtlich, dass 25 Tage oder noch länger vergangen
sind, bevor eine Rissebildung bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
auftrat (Gruppen A, B, C und D). Kürzere Zeitperioden von 2 Stunden
bis 5 Tagen waren bei Vergleichsbeispielen ersichtlich, bei denen
die Stabilisierungsbehandlung weggelassen war (Gruppen E und G),
und bei denen niedrigere Temperaturen benutzt wurden, um die Stabilisierungsbehandlung
durchzuführen
(Gruppen F, H und J), und bei denen eine höhere Abkühlgeschwindigkeit bei der Stabilisierungsbehandlung
benutzt wurde (Gruppe I). Demgemäß zeigte
es sich, dass die Stabilisierungsbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung
von großer
Wichtigkeit zur Verbesserung des Widerstands gegen Spannungskorrosionsrisse
ist.
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Außerdem zeigten
die erfindungsgemäßen Beispiele
eine niedrigere Prüfspannung
als die Vergleichsstücke,
was bedeutet, dass erstere bezüglich
der Formfixierbarkeit überlegen
sind.
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Wie
vorstehend beschrieben und dargestellt, kann durch das Verfahren
zur Erzeugung eines Aluminiumlegierungsbleches gemäß der vorliegenden
Erfindung ein stranggegossenes und gewalztes Blech aus einer Al-Mg-Legierung
geschaffen werden, das einen geringen Gehalt von Magnesium besitzt
und einen verbesserten Widerstand gegenüber Spannungskorrosionsrissen
unter Beanspruchung, sowie eine verminderte Prüfspannung und demgemäß eine verbesserte
Formfixierbarkeit im Vergleich mit bekannten Verfahren schafft.
Das Blech ist geeignet für
die Herstellung von Kraftfahrzeug-Karosserien, Skelettstrukturen, Luftreinigern, Öltanks,
Schiffsbauteilen, Metallgehäusen,
Haushaltsgeräten
usw.
