Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und das Produkt des Verfahrens, worin eine Maßnahme zum Abschrecken zum Einsatz gelangt, die kontrollierbar variabel ist und eine Metalllegierung mit erhöhter Festigkeit liefert, die der Legierung während des Fertiglegierens bei der Legierungsherstellung vermittelt wird. Die Maßnahme zum Abschrecken erfolgt durch die Verwendung einer Flüssigkeit, nachdem die Legierung geknetet und/oder wärmebehandelt worden ist, gefolgt von einer Luftabschreckung.

Dem Fachmann auf dem Gebiet der Metalllegierung ist gut bekannt, dass das Kneten und/oder Erhitzen einer Legierung und dementsprechend dem, was nach der gekneteten und/oder erhitzten Legierung mit einer Abschreckstufe folgt, verbesserte Eigenschaften vermitteln kann. Ein Problem in der Herstellung dünnerer Blechlegierung besteht darin, dass das Abschrecken einer dünnen Blechlegierung multidirektionale thermische Verwerfung in dem Endprodukt hervorrufen kann. Was vorher ein ebenes, ungewelltes Produkt war, wird zu einem verbogenen, ungleichförmigen und/oder mechanisch verworfenen Legierungsblech. Obgleich dieses Problem auf dem Gebiet dünner Blechlegierungen besonders kompliziert ist, besteht dieses Problem auch auf dem Gebiet von Knetlegierungen und Gusslegierungen.

Wärmebehandelbare Legierungen enthalten lösliche Legierungsbestandteile in Mengen, die deren Löslichkeitsgrenzen bei Raumtemperatur überschreiten. Der Prozess der Lösungsglühbehandlung umfasst das Erhitzen der Legierung bis zu einer ausreichenden Temperatur, um zu ermöglichen, dass die gewünschten Bestandteile in feste Lösung gehen. Die resultierende übersättigte feste Lösung kann bei Raumtemperatur dann aufrecht erhalten werden, wenn sie rasch genug abgeschreckt oder gekühlt wird, um eine Ausfällung zu vermeiden. Bestandteile in einem Legierungssystem bedeuten solche geringeren Metallkomponenten in der Legierung, die einen entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften haben, sofern sie in der Legierung an der richtigen Stelle und in der richtigen Menge vorliegen. Die mechanischen und physikalischen Eigenschaften bei Raumtemperatur können von dem Umfang abhängen, in dem die Legierungsbestandteile in fester Lösung bleiben.

Das Abschrecken bei erhöhter Temperatur kann außerdem zu unerwünschten physikalischen Verzerrungen des Metallstrangs in Folge einer Wärmekontraktion der Legierung führen. Ein Strang kann ein Blech, eine Bramme, Extrusionsstück oder eine andere geknetete und/oder wärmebehandelte Metalllegierung auf Basis eines Eisen-, Magnesium-, Titan- und/oder Aluminiumsystems und vorzugsweise eine Aluminiumlegierung sein. In einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Prozess ist die Größe der Verzerrung proportional zu der Geschwindigkeit, mit der der Strang gekühlt wird. Das Erreichen von angestrebten mechanischen Eigenschaften durch Lösungsglühbehandlung, gefolgt von einem Schritt des Abschreckens umfasst konkurrierende Interessen zwischen verbesserten mechanischen Eigenschaften und thermisch hervorgerufener physikalischer Verzerrung.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Hochgeschwindigkeitsfertigung von Metalllegierungen mit höheren Festigkeitswerten gerichtet. Diese Legierungen können anschließend verwendet werden, um Markenartikel herzustellen.

Ein Verfahren für die Herstellung von Metalllegierungen, worin eine kontrollierbare variable Maßnahme zum Abschrecken mit Flüssigkeit zur Anwendung gelangt, um die Metalllegierung bei oder oberhalb der Leidenfrost'schen Temperatur vor oder in Kombination mit einer Maßnahme zum Luftabschrecken und Veränderung der Glühbehandlung rasch zu kühlen, wodurch die Metalllegierung ohne Verzerrung der Metalllegierung abgeschreckt wird, gewährt eine Metalllegierung mit überlegenen Eigenschaften der Zugfestigkeit. Das Verfahren umfasst das Fertiglegieren einer Metalllegierung auf einem Horizontalbett, das Umsetzen dieser Metalllegierung der Reihe nach durch einen Lösungsglühofen, eine Flüssigabschreckkammer mit einer einzigen und/oder einer Vielzahl von kontrollierbar variablen Sprühdüsen, gefolgt von einer Gasabschreckkammer. Die Sprühdüsen erzeugen einen Sprühnebel oder Nebel, um die Metalllegierung zu benetzen. Obgleich sich vorzugsweise das Bett zum Fertiglegieren auf einer horizontalen Umsetzung befindet, ist die zugrunde liegende Erfindung nicht planar abhängig von der horizontalen Richtung und umfasst alle richtungsbedingten Umsetzungen, wie beispielsweise vertikal. Die vorliegende Erfindung richtet sich speziell auf die wirksame Länge der Flüssigabschreckkammer, deren Ermöglichung in der Verwendung mehrfacher Zonen des Flüssigkeitsdurchflusses durch Düsen besteht. Unter Zonen wird ein Bereich innerhalb der Flüssigabschreckkammer verstanden, wodurch eine Vielzahl separater Düsen individuell innerhalb der Flüssigabschreckkammer kontrolliert werden kann. Die Zahl der Zonen und/oder die in einer Zone für eine Aluminiumlegierung zu verbringende Zeit, lässt sich unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Legierung, die verarbeitet werden soll, der Größe des Stranges, der Geschwindigkeit der Umsetzung und der Flüssigbehandlung oder der zur Anwendung gebrachten Betriebsparameter kontrollieren, wie beispielsweise Düsentyp, Druck, physikalische Eigenschaften der Flüssigkeit und Durchflussgeschwindigkeit. Bei dem Gas handelt es sich vorzugsweise um Luft, wobei jedoch ein inertes Gas oder ein umweltfreundliches Gas zum Kühlen des Stranges verwendet werden können.

Die gewünschte Kühlgeschwindigkeit ist auch von der Kinetik der Ausfällung abhängig. Die kinetische Geschwindigkeit ist abhängig von Temperatur und gelöstem Stoff. Die kinetische Geschwindigkeitskonstante ist temperaturabhängig. Die Geschwindigkeitskonstante ist nahezu null bei hohen und niedrigen Temperaturen. Bei diesen hohen und niedrigen Temperaturen nähert sich dementsprechend der Verlust an Festigkeit im Zusammenhang mit einem Verlust an gelöstem Stoff aus der Lösung null. Bei Temperaturen in einem bestimmten Regime nahe dem, was als die kritische Temperatur bezeichnet wird, ist die kinetische Konstante ausreichend groß, um Verluste an gelöstem Stoff aus der Lösung zu bewirken und zu einem verminderten Festigkeitspotential in der Legierung zu führen. Die Bedeutung der Abschreckung besteht darin, den Verlust an gelöstem Stoff aus der Lösung auf ein Minimum herabzusetzen. Daher liefert ein Verständnis der Kühlgeschwindigkeit und insbesondere im Bereich der kritischen Temperatur eine Einsicht darin, wie die Kühlgeschwindigkeit auf ein Maximum gebracht werden kann. Um zu ermitteln, wie die kontrollierbare oder abstimmbare Abschreckung zu variieren ist, kommt es darauf an, das Temperaturregime nahe der kritischen Temperatur zu kennen. Das schnelle Kühlen von Metallen führt zu unerwünschten Restspannungen und Verzerrung in der Metalllegierung. Erhöhte Kühlgeschwindigkeiten sind begleitet von Zunahmen in thermisch induzierten Spannungen. Wenn diese Spannungen bei erhöhten Strangtemperaturen auftreten, können sie zu dauerhaften plastischen Verformungen in der Legierung werden. Thermisch induzierte Restspannungen und physikalische Verformung können auf ein Minimum gebracht werden, indem die Kühlgeschwindigkeiten des Produktes herabgesetzt werden. Verformung wird auch über die Dicke der Metalllegierung beeinflusst, die im Bereich von 0,25 bis 20,0 mm (0,01 bis 8 inch) liegen kann. Die dickeren oder Metalllegierungsbrammen werden gegenüber der Verformung weniger empfindlich sein als die dünneren Stränge oder Brammen.

Die Herausforderung besteht darin, Kühlgeschwindigkeiten zu gewähren, die ausreichend hoch sind, um den gelösten Stoff in fester Lösung zu halten, jedoch nicht übermäßig hoch wie solche, die zu einer dauerhaften plastischen Verformung führen. Das besondere der vorliegenden Erfindung ist der Vorteil, der aus dem Sprühen von Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, auf die Oberflächen der Metalllegierung bei erhöhten Temperaturen gewonnen wird. Andere Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser/Glykol-Kombinationen oder andere organische Flüssigkeiten, wie beispielsweise Alkohole, können dann verwendet werden, wenn sie über eine geeignete Spritzfähigkeit und Viskosität verfügen, um aus den Düsen auszutreten und den Strang abzuschrecken. Darüber hinaus lassen sich aufgelöste Gase, wie beispielsweise CO₂, in dem flüssigen Kühlmittel verwenden. Die Flüssigkeitsabschreckung kühlt das Metall durch die kritische Temperatur bei einer Geschwindigkeit, die kontrollierbar von jeder Metalllegierungszusammensetzung variiert werden kann und das Festigkeitspotential der Legierung ohne physikalische Verformung erhöhen oder mindestens aufrecht erhalten kann. Bisher wurde davon ausgegangen, dass die Luftabschreckung die höchsten Festigkeitseigenschaften mit minimaler Verformung der Metalllegierung gewährt.

Zum Kühlen der kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Stränge oder Metalllegierung macht die vorliegende Erfindung Gebrauch von einem Bereich von in Zonen aufgeteilten Sprühdüsen mit Wasserdurchsatz, um die Dauer zu kontrollieren, die die Stränge oberhalb der kritischen Temperatur bleiben. Obgleich die Erfinder der vorliegenden Erfindung nicht gewillt sind, sich an irgendeine spezielle Theorie der Funktionsfähigkeit der vorliegenden Erfindung zu binden, kann Theorie in einem gewissen Maß das Verständnis dieser Lehren für die Fachwelt unterstützen. Der Wärmestrom eines wärmebehandelten Stranges kann in der Größenordnung rasch zunehmen, wenn die Legierung unterhalb der Temperatur T_L gekühlt wird, die als die Leidenfrost'sche Temperatur bekannt ist und die in Abhängigkeit von der Metalllegierung zwischen etwa 175° und 370°C (350° bis 700°F) liegen kann. Oberhalb der T_L ist die Legierung durch einen Dampffilm geschützt, der den Wärmeabgang begrenzt. Wenn die Temperatur unterhalb von T_L abfällt, bricht der Dampffilm auf, die Oberfläche wird durch die Wassertröpfchen benetzt und der Wärmestrom kann sich dramatisch erhöhen. T_L ist funktionell und operativ abhängig von der spezifischen Sprühdüse, vom Durchsatz, von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit und vom Druck, der zum Auftragen der Flüssigkeit verwendet wird, wobei die Flüssigkeit bevorzugt Wasser ist. T_L ist auch auf die Bewegungsenergie der Tröpfchen, die mit der Strangobertläche in Kontakt gelangen. Die Bewegungsenergie der Tröpfchen kann durch Vergrößerung der Tröpfchengröße oder Erhöhung der Auftreffgeschwindigkeit erhöht werden. Tröpfchen mit hoher Bewegungsenergie durchdringen den Dampffilm leichter, wodurch T_L erhöht wird. Bei einer vorgegebenen Flüssigkeit, Sprühdüse oder Düsenkonfiguration, Durchsatz und Druck ist T_L konstant.

Für die Funktionsfähigkeit der vorliegenden Erfindung von Bedeutung ist die Funktion des Mechanismus der Wasserkühlung, um die Zeitdauer auf ein Maximum zu bringen, die der Strang oberhalb T_L bleibt. Das Aufrechterhalten der Temperatur oberhalb von T_L verzögert die rasche Zunahme der Kühlgeschwindigkeit, bis der Strang ausreichend starr ist, um einer plastischen Verformung zu widerstehen. In den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung als mit einbezogen gilt, dass bei bestimmten Legierungen und/oder Stranggrößen, die angestrebten mechanischen Eigenschaften dadurch erzielt werden können, dass die Wasserkühlung ausschließlich oberhalb von T_L betrieben wird. Bei bestimmten Legierungen und Stranggrößen ist keine Flüssigkühlung erforderlich und es lassen sich ausreichende Festigkeiten mit Hilfe einer Gaskühlung erzielen.

Besonders vorteilhaft für die Anwendung der Flüssigabschreckung gefolgt von einer Gasabschreckung vorzugsweise mit Luft sind von den Aluminiumlegierungen speziell solche, bei denen es sich um wärmebehandlungsfähige Legierungen handelt wie 6XXX , 2XXX- und 7XXX-Reihen, die auch bekannt sind als die Reihen der Aluminiumlegierungen 6000, 2000 und 7000 und vorzugsweise die bei der Aluminum Association eingetragenen Legierungen 2008, 6022 und 6111.

1 ist eine Seitenansicht des allgemeinen Apparates und der Stationen, die in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen;

2 ist eine graphische Darstellung der Geschwindigkeitskonstante in Abhängigkeit von der Temperatur, die T_crit als das Maximum zeigt;

3 ist eine graphische Darstellung der Zeit/Temperatur-Abhängigkeit der Daten bei einer Metalllegierung, wo die Kurve bei T_L einen starken Abfall zeigt;

4 ist eine graphische Darstellung des Wärmestroms in Abhängigkeit von der Temperatur und zeigt T_L, wenn der Wärmestrom dramatisch zunimmt;

5a und 5b zeigen einen Bereich von Sprühdüsen mit mehrfachen Zonen und graphische Darstellungen von Strangtemperatur und Zugfestigkeit in Abhängigkeit vom Abstand von dem Ofen;

6a und 6b zeigen die Abschreckstation und graphische Darstellungen von Bandtemperatur und Zugfestigkeit in Abhängigkeit vom Ofenaustritt für die Verwendung unterschiedlich positionierter Sprühdüsen.

Bezugnehmend auf 1 umfasst der Apparat 1 eine Wärmebehandlungskammer 4, eine Flüssigabschreckkammer 10 und eine Gasabschreckkammer 15. Der Strang 2 bewegt sich horizontal in den Eintritt 3 der Wärmebehandlungskammer und in die Wärmebehandlungskammer 4, wo die Legierung über die Temperatur der Lösungsglühbehandlung der davon abhängigen Legierung erhitzt wird, normalerweise bei Aluminiumlegierungen zwischen 315° und 650°C (600° und 1.200°F). Der jetzt erhitzte Strang verläßt die Wärmebehandlungskammer am Austritt 5 und tritt in die Flüssigabschreckkammer 10. Eine Vielzahl von Flüssigkeit kontrollierenden Zonen 6 sind zur Flüssigabschreckung des Stranges in der Flüssigabschreckkammer 10, dem Abschreckbereich 7 kontrollierbar variiert. Jede Zone kann einzelne oder eine Vielzahl von Sprühdüsen 8 aufweisen und jede Zone kann einzeln aktiviert werden, als eine Vielzahl, der Reihe nach und gemeinsam in Abstimmung nach Erfordernis, um die Aufenthaltsdauer des Stranges auf ein Maximum zu bringen, wenn sich der Strang in der Flüssigabschreckkammer 10 T₁ nähert. Operativ können die Düsen im Inneren der jeweiligen oder einer Vielzahl von Zonen eine variable Größe haben. Eine einzelne oder eine Vielzahl von Düsen 8 ist im inneren Abschnitt der Zone 6 so positioniert, dass der Flüssigkeitsstrahl so angeordnet ist, in das Innere des Abschreckbereichs 7 zu spritzen. Anders als mit der Flüssigabschreckung und vorzugsweise mit Wasser kann der Strang mit Gas in der Gasabschreckkammer 15 abgeschreckt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gas um Luft. Der Strang tritt sodann an der Austrittseite 16 aus dem Apparat 1 aus.

In der Praxis der vorliegenden Erfindung kommt es darauf an, einige der Eigenschaften des Stranges oder der Legierung zu verstehen, die wärmebehandelt oder abgeschreckt werden soll. Beispielsweise bringt man vorzugsweise die Zeitdauer, die der Strang oberhalb der Temperatur T_L verbringt auf ein Maximum. Die Verweilzeit oberhalb von T_L verzögert die rasche Erhöhung der Kühlgeschwindigkeit, bis der Strang ausreichend fest ist, um einer plastischen Verformung zu widerstehen. Im Rahmen des Schutzumfanges und der Grenzen der vorliegenden Erfindung gilt es als selbstverständlich, dass das Kühlen teilweise oberhalb von T_L und teilweise unterhalb von T_L einen Vorteil mit Hilfe des Schrittes der Flüssigabschreckung gewährt.

Die T_L oder die Leidenfrost'sche Temperatur lässt sich experimentell ermitteln. Zeit- und Temperaturkurven lassen sich erzeugen, wie in 3 gezeigt wird. Die T_L-Temperatur ist als ein scharfer Abfall der Zeit/Temperaturkurve definiert. Eine graphische Darstellung des Wärmestroms in Abhängigkeit von Temperatur, wie sie in 4 gezeigt ist, zeigt auch die T_L-Temperatur. In dem Maße, wie sich der Strang abkühlt, zeigt 4 T_L als die Temperatur, wo der Wärmestrom dramatisch zunimmt. Diese graphische Darstellung ist von rechts nach links mit der Temperaturabnahme während der Flüssigabschreckung zu lesen. Sobald T_L ermittelt ist, ist der Betrieb der abstimmbaren Abschreckkammer möglich, da die Verweilzeit und/oder Zahl der arbeitsfähigen Düsen, die zum Abschrecken oberhalb der T_L-Temperatur erforderlich ist, zur Verfügung stehen kann. Es muss bemerkt werden, dass, sobald ein Strang aus der Flüssigkühlvorrichtung bei oder oberhalb der Leidenfrost'schen Temperatur ausgetreten ist, der Strang weitgehend frei ist von durch Flüssigkeit erzeugter Verfärbung. Dieses ist auf dem für dieses Produkt vorgesehenen Markt von Bedeutung.

Ebenfalls von Bedeutung ist die T_crit oder die kritische Temperatur. Der Einfluss der Ausscheidung auf die Festigkeit lässt sich in der Gleichung wie folgt ausdrücken: d&sgr;/dt = –K(T){&sgr; – &sgr;_min(T)}, worin &sgr; das Festigkeitspotential ist, &sgr;_min(T) ist das Minimum des Festigkeitspotentials, t ist die Zeit und K(T) ist eine temperaturabhängige kinetische Geschwindigkeitskonstante. 2 ist eine graphische Darstellung der Geschwindigkeitskonstanten K(T) in Abhängigkeit von der Temperatur. Die Maxima dieser Kurve werden als die kritische Temperatur T_crit bestimmt. Bei hohen und niedrigen Temperaturen nähert sich die Geschwindigkeitskonstante null. Der Verlust an Festigkeitspotential im Zusammenhang mit einem Verlust an gelöstem Stoff aus der Lösung nähert sich ebenfalls bei hohen und niedrigen Temperaturen null. Bei diesen Temperaturen, in oder etwa T_crit, ist die Geschwindigkeitskonstante von entscheidender Größe, um Verluste an gelöstem Stoff aus der Lösung zu bewirken und damit schließlich zu einer herabgesetzten Festigkeit zu führen. Da das Ziel des Abschreckens darin besteht, den Verlust an gelöstem Stoff aus der Lösung auf ein Minimum herabzusetzen, folgt, dass Spülgeschwindigkeiten und insbesondere durch den Bereich der Temperaturen um T_crit auf ein Maximum gebracht werden sollten.

Um die erforderlichen Daten zur Bestimmung sowohl von T_L als auch T_crit zu erhalten, wurden Versuche ausgeführt, indem bei erhöhter Temperatur eine Abschreckung auf einer dünnen Probe vorgenommen wurde, die mit einem Thermoelement versehen war und indem eine Sprühdüse mit gleichförmig verteiltem Tröpfchentyp verwendet wurde. 3 zeigt eine typische Temperaturmessung eines Thermoelementes, die während der Wasserabschreckung aufgenommen wurde. Wie vorstehend bereits ausgeführt, kennzeichnet der scharfe Abfall T_L.

4 sind ebenfalls Daten aus dem gleichen Versuch, wo der Wärmestrom an der Probenoberfläche eine rasche Zunahme der Größenordnung zeigt, wenn die Probe unterhalb der Temperatur T_L gekühlt wurde. Oberhalb von T_L wurde die Probe mit Hilfe eines Dampffilms geschützt, der den Wärmeabtausch begrenzt. Wenn die Temperatur unterhalb von T_L fällt, reißt der Dampffilm auf, die Oberfläche des Stranges wird durch die Wassertröpfchen benetzt und der Wärmestrom erhöht sich dramatisch.

Um kontinuierlich und/oder halbkontinuierliche Stränge zu kühlen, wird in der vorliegenden Erfindung ein Bereich von in Zonen aufgeteilten Wassersprühdüsen eingesetzt, um die Zeit, in der der Strang oberhalb der kritischen Benetzungstemperatur T₁ bleibt, kontrollierbar variiert wird. 5a zeigt einen in mehrfachen Zonen aufgeteilten Sprühdüsenbereich und eine dazugehörige Veranschaulichung der Strangtemperatur in Reaktion auf die aufeinanderfolgenden Wasserzonen 21, 22, 23 und 24, die aktiviert sind und den entsprechenden gegenüberliegenden Düsen 21a, 22a, 23a und 24a auf der Oberseite der Abschreckkammer entsprechen. "20" ist die Luftabschreckkurve ohne jegliche Flüssigabschreckung. Die Glieder des in mehrfachen Zonen aufgeteilten Bereichs der Sprühdüsen entsprechen den Kurven 21b, 22b, 23b, 24b, bei denen es sich um eine graphische Darstellung der Bandtemperatur in Abhängigkeit vom Abstand von dem Ofenaustritt handelt. Es ist bemerkenswert, dass der scharfe Abfall in der Kurve 24b bei näherungsweise 500°F zeigt, dass die Metallverwerfung aufgrund der Schnelligkeit dieses Kühlens beginnen kann. Dieses zeigt, dass es eine Grenze für den Betrag des Kühlens oder für die Zahl der Düsen gibt, die in der Flüssigabschreckkammer verwendet werden können, bevor die Verwerfung des Metalls ein Problem wird.

5b enthält 21c, 22c, 23c und 24c, bei denen es sich um die entsprechenden Kurven handelt, die das Zugfestigkeitspotential in Abhängigkeit von dem Abstand vom Ofenaustritt zeigen. Kurve 20c ist die Luftabschreckkurve und Kurve 21c ist eine Kurve der Luftabschreckung für eine der Düsen. Dieses zeigt, dass, wenn überhaupt, ein nur geringer Nutzen mit nur einer Sprühdüse realisiert werden kann. Kurve 22c zeigt jedoch, dass eine Erhöhung des Festigkeitspotential durch Hinzufügung weiterer Sprühdüsen realisiert werden kann. Kurven 23c und 24c zeigen, dass eine Hinzufügung von nur einer Sprühdüse das Festigkeitspotential wiederum erhöht, dass das Hinzufügen einer zusätzlichen Sprühdüse jedoch unter dem Strich wenig zusätzlichen Nutzen bringt. Es könnte natürlich eine Zahl von "n" Zonen unter der Annahme geben, dass bei der n-ten Zone ein gewisser Nutzen gewonnen wird. In diesem Fall können in dem Abschrecken unter Aufrechterhaltung der Strangtemperatur oberhalb von T_L bis zu 3 Zonen verwendet werden. Bei einem vorgegebenen Flüssigabschrecksystem und vorgegebenen Betriebsbedingungen hängt die Zahl aktivierter Zonen von der Geschwindigkeit der Strangumsetzung und der geometrischen Abmessungen des Stranges ab. Die Länge der Flüssigabschreckkammer läßt sich in Übereinstimmung mit den angestrebten Verweilzeiten unter Flüssigabschrekkung variieren.

Es wird festgestellt, dass ohne Verwendung von Wasser und mit einer Luftabschreckung der Metalllegierung das Festigkeitspotential der Metalllegierung von 139.000 bis 136.000 kPa (20.100 psi bis 19.650 psi) innerhalb von etwa 16 ft. von dem Ofenaustritt abfällt. Bei einer einzigen Sprühdüse erfolgt der Verlust des Festigkeitspotentials rascher, erreicht jedoch näherungsweise das gleiche Festigkeitspotential wie ohne Flüssigabschreckung. Überraschenderweise fällt bei Zunahme der zweiten Sprühdüse das Festigkeitspotential der Legierung ein wenig rascher ab, jedoch beträgt der Abfall des Festigkeitspotentials etwa 137.000 kPa (19.900 psi). Dieses ist eine Verbesserung von etwa 56% geringerer Festigkeitspotentialverlust gegenüber der einzigen Sprühdüse und der Luftabschreckung. Eine dritte Sprühdüse verbessert die Zunahme des Festigkeitspotential um weitere 40% gegenüber 2 Sprühdüsen und 78% gegenüber einer einzigen Sprühdüse und Luftabschreckung. Diese Verbesserung erfolgt ohne eine physikalische Verwertung des Bandes der Metalllegierung, die es zu vermeiden gilt. Das Band war in diesem Fall eine Aluminiumlegierung der Reihe 6111 entsprechend dem Kennzeichensystem der Aluminum Association und war 1 mm (0,04 inch) dick bei einer horizontalen Umsetzung von 100 fpm. Die Temperatur der Wärmebehandlung betrug näherungsweise 570°C (1.060°F).

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wurden die Versuchsdaten unter Erzeugung der Kurven in 6a und 6b umgerechnet. Die Kurve 30 zeigt den Temperaturabfall des Bandes, wenn die Sprühdüsen in der Flüssigabschreckkammer 10 weiter weg von dem Ofen austritt angeordnet werden und entsprechen der Anordnung 21, 22, 21a und 22a. Die Kurve 31 zeigt den Temperaturabfall des Streifens, wenn die Sprühzonen dichter an dem Ofenaustritt angeordnet wurden und entsprechen einer Sprühzonenanordnung bei 23, 24, 23a und 24a. 6b zeigt Kurven 32 und 33. Kurve 32 entspricht der Bandtemperatur-Kurve 30 und Kurve 33 entspricht der Bandtemperatur-Kurve 31. Kurve 32 zeigt, dass das Festigkeitspotential einfach dadurch erhöht werden kann, dass die Sprühzonen von dem Ofenaustritt weiter entfernt werden. Bei dem gleichen Temperaturabfall und der gleichen Zahl von Sprühzonen gewährt eine Versetzung der Sprühdüsen eine Zunahme des Festigkeitspotentials von 1.035 kPa (150 psi).

Es wird festgestellt, dass Abschreckgeschwindigkeiten durch mehrere verschiedene Variablen beeinflusst werden können, die sich verwenden lassen, um einen anderen Apparat 1 zu konstruieren und auf andere kalt verarbeitete und/oder erhitzte Legierung angewendet werden. Beispielsweise lässt sich die Verweilzeit dadurch variieren, dass die Länge des Durchlaufes und/oder die Zeitdauer des Durchlaufes geändert werden. Anstelle von 30 m/min (100 fpm) bei einer Abschreckkammer von 1,2 m (4 ft.) könnte die Länge des Durchlaufes beispielsweise variiert werden auf 2,4 m (8 ft.) der Abschreckkammer bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 15 m/min (50 fpm). Es ist absolut vorstellbar im Rahmen der Praxis der vorliegenden Erfindung, dass die Flüssigabschreckung in einer stationären Betriebsweise für ein geschmiedetes oder gegossenes Produkt ausgeführt wird. Diese Abhängigkeit lässt sich auch über die Zahl der Düsen variieren, obgleich eine vierte Düse in der vorstehend ausgeführten Veranschaulichung in 6 die Festigkeit nicht erhöht hatte. Der Einfluss auf die Festigkeit variiert von Legierung zu Legierung und hängt von T_crit und T_L ab. Der letztbestimmende Einfluss auf die Länge des Durchlaufes und/oder die Verweilzeit in der Abschreckkammer ist die verabreichte Wärmebehandlung.