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Dokumentenidentifikation DE04767427T1 12.10.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001644546
Titel PRODUKTE AUS AL/ZN/MG/CU-LEGIERUNGEN MIT VERBESSERTEM KOMPROMISS ZWISCHEN STATISCHEN MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN UND SCHADENSTOLERANZ
Anmelder Alcan Rhenalu, Paris, FR
Erfinder BOSELLI, Julien, Grenoble, FR;
HEYMES, Fabrice, Veyre-Monton, FR;
EBERL, Frank, Grenoble, FR;
WARNER, Timothy, Voreppe, FR
Vertreter BEETZ & PARTNER Patentanwälte, 80538 München
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 23.06.2004
EP-Aktenzeichen 047674270
WO-Anmeldetag 23.06.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/FR2004/001571
WO-Veröffentlichungsnummer 2005001149
WO-Veröffentlichungsdatum 06.01.2005
EP-Offenlegungsdatum 12.04.2006
Veröffentlichungstag der Übersetzung europäischer Ansprüche 12.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2006
IPC-Hauptklasse C22C 21/10(2006.01)A, F, I, 20060629, B, H, EP


Anspruch[de]
Strangpress-, Walz- oder Schmiedeerzeugnis aus Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass es enthält (in Massen-%):

(a) Zn 6,7–7,5 % Cu 2,0–2,8 % Mg 1,6–2,2 %;

(b) ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus:

Zr 0,08–0,20 % Cr 0,05–0,40 % Sc 0,01–0,50 %

Hf 0,05–0,60 % V 0,02–0,20 %;

(c) Fe + Si < 0,20 %;

(d) weitere Elemente jeweils ≤ 0,05 % und insgesamt ≤ 0,15%;

(e) Rest Aluminium.
Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Gehalt an Magnesium und Kupfer so gewählt ist,

dass 3,8 < (Cu + Mg) < 4,8,

und bevorzugt 3,9 < (Cu + Mg) < 4,7,

und besonders bevorzugt 4,1 < Cu + Mg) < 4,7.
Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Cu/Mg-Verhältnis im Bereich von 1,0 bis 1,5, bevorzugt 1,1 bis 1,5 und besonders bevorzugt 1,1 bis 1,4 liegt. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zn im Bereich von 6,9 bis 7,3 % liegt. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Cu im Bereich von 2,2 bis 2,6 % liegt. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mg im Bereich von 1,7 bis 2,0 % und vorzugsweise 1,8 bis 2,0 % liegt. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich bis zu 0,8 % Mangan enthält. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Gehalte der Elemente Zr, Cr, Sc, Hf, V nicht größer als 1 % und vorzugsweise nicht größer als 0,8 % ist. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Si + Fe nicht größer als 0,15 % ist. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einer Lösungsglüh-, Abschreck- und Warmauslagerungsbehandlung unterworfen wurde, wobei die Warmauslagerungsbehandlung eine erste Stufe bei einer Temperatur von 110 bis 125 °C und vorzugsweise 115 bis 125 °C sowie eine zweite Stufe bei einer Temperatur von 150 bis 170 °C und vorzugsweise 150 bis 165 °C umfasst. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen (bei etwa 20 °C bestimmten) Satz Eigenschaften aufweist, der aus der Gruppe der folgenden fünf Sätze gewählt ist:

(a) eine Dehngrenze Rp0.2(L) von mindestens 480 MPa (und vorzugsweise mindestens 500 MPa), eine Bruchfestigkeit Rm(L) von mindestens 530 MPa (und vorzugsweise mindestens 555 MPa) und einen KIC(L-Q) von mindestens 36 MPa√m (bevorzugt mindestens 40 MPa√m und besonders bevorzugt mindestens 44 MPa√m);

(b) eine Dehngrenze Rp0.2(L) von mindestens 550 MPa (bevorzugt mindestens 580 MPa und besonders bevorzugt mindestens 600 MPa) und einen (mit W = 100 mm) gemessenen Kapp(L-Q) von mindestens 80 MPa√m (bevorzugt mindestens 83 MPa√m und besonders bevorzugt mindestens 87 MPa√m);

(c) eine Dehngrenze Rp0.2(L) von mindestens 550 MPa (und vorzugsweise mindestens 580 MPa) und eine Rissausbreitungsgeschwindigkeit da/dn, die 3 10–3 mm je Zyklus (und vorzugsweise 2,5 10–3 mm je Zyklus) bei &Dgr;K = 27 MPa√m nicht übersteigt;

(d) eine Dehngrenze Rp0.2(L) von mindestens 550 MPa (und vorzugsweise mindestens 580 MPa), eine Bruchfestigkeit Rm(L) von mindestens 580 MPa (und vorzugsweise mindestens 600 MPa) und einen mit W = 100 mm gemessenen Kapp(L-Q) von mindestens 80 MPa√m (bevorzugt mindestens 83 MPa√m und besonders bevorzugt mindestens 87 MPa√m);

(e) eine Bruchfestigkeit Rm(L) von mindestens 580 MPa (bevorzugt mindestens 600 MPa und besonders bevorzugt mindestens 620 MPa) und einen mit W = 100 mm gemessenen Kapp(L-Q) von mindestens 80 MPa√m (bevorzugt mindestens 83 MPa√m und besonders bevorzugt mindestens 87 MPa√m).
Erzeugnis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich mindestens eine aus der wie folgt gebildeten Gruppe gewählte Eigenschaft aufzeigt:

(a) eine Bruchdehnung A(L) von mindestens 9 % und vorzugsweise mindestens 12 %;

(b) eine Beständigkeit gegen Schichtkorrosion, gemessen nach ASTM G34, die mindestens EB entspricht.
Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapp(L-Q)-Wert bei etwa –50 °C mindestens 98 % und vorzugsweise mindestens 100 % des bei etwa 20 °C gemessenen Wertes beträgt. Strangpresserzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Randschicht rekristallisierter Körner in der Mitte der langen Schenkel

d) kleiner als 3,0 mm unabhängig vom Querschnitt; oder

e) kleiner als 1,5 mm bei Querschnitten mit einer Breite kleiner oder gleich 50 mm, oder

f) kleiner als e/4 mm (wobei e die Dicke ist) bei Querschnitten mit einer Breite kleiner oder gleich 10 mm bleibt.
Strukturelement für den Flugzeugbau, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mindestens einem Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wird. Strukturelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es eine durch Strangpressen hergestellte Flügelversteifung ist. Strukturelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Rumpfrahmen ist. Stranggepresstes Rohr nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,15 bis 0,60 % Scandium und/oder bis zu 0,50 % Hafnium enthält. Verwendung eines Rohrs nach Anspruch 18 zur Herstellung von Fahrräderrahmen, -gabeln- oder -lenkern oder Baseballschlägern. Verfahren zur Herstellung eines Strangpress-, Schmiede- oder Walzerzeugnisses mit folgenden Schritten:

(a) Herstellen einer Legierung mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9

(b) Gießen einer Rohform, wie z. B. eines Walzbarrens oder eines Press- oder Schmiedebarrens

(c) Homogenisieren der Rohform

(d) Warmumformen zur Herstellung eines ersten Halbzeuges

(e) Lösungsglühen des ersten Halbzeuges

(f) Abschrecken

(g) eventuell kontrolliertes Recken

(h) Warmauslagern.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung (Schritt a)) in zwei Schritten durchgeführt wird, mit einer ersten Stufe zwischen 452 und 473 °C, vorzugsweise zwischen 457 und 473 °C, und einer zweiten Stufe zwischen 465 und 484 °C und vorzugsweise zwischen 467 und 481 °C. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung (Schritt a)) in einem einzigen Schritt durchgeführt wird, mit einem Temperaturanstieg kleiner als 200 °C/h und vorzugsweise zwischen 20 und 50 °C/h bis zu einer Stufe zwischen 465 und 484 °C und vorzugsweise zwischen 471 und 481 °C. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmumformung durch Strangpressen mit einer Halbzeugtemperatur von 400 bis 460 °C und vorzugsweise 420 bis 440 °C erfolgt. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösungsglühtemperatur nicht höher als 500 °C und in bevorzugter Weise nicht höher als 485 °C ist. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsglühen mit einer Stufe zwischen 470 und 485 °C, bevorzugt zwischen 475 und 484 °C und besonders bevorzugt zwischen 477 und 483 °C während einer Dauer von 1 bis 10 Stunden endet. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das kontrollierte Recken zur einer bleibenden Dehnung von 1 bis 5 % und vorzugsweise 1,5 bis 3 % führt. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmauslagerungsbehandlung beinhaltet

a) eine erste Stufe bei einer Temperatur von 110 bis 130 °C, vorzugsweise 115 bis 125 °C, und in diesem letzten Fall in bevorzugter Weise für eine Dauer von 2 bis 10 Stunden und in besonders bevorzugter Weise 5 bis 7 Stunden;

b) eine zweite Stufe bei einer Temperatur von 150 bis 170 °C, bevorzugt 155 bis 165 °C und besonders bevorzugt 157 bis 163 °C und in bevorzugter Weise für eine Dauer von 4 bis 12 Stunden und in besonders bevorzugter Weise 6 bis 10 Stunden.






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