DE10231422A1

DE10231422A1 - Aluminium-Magnesium-Legierungserzeugnis

Info

Publication number: DE10231422A1
Application number: DE10231422A
Authority: DE
Inventors: Job Anthonius Van Der Hoeven; Bruno Schepers; Linzhong Zhuang; Jean Pierre Jules Baekelandt; Peter De Smet
Original assignee: Corus Aluminium NV; Corus Aluminium Walzprodukte GmbH
Current assignee: Aluminium Duffel BV; Novelis Koblenz GmbH
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2003-02-27
Also published as: ATE403759T1; WO2003016580A1; ES2310603T5; EP1419280B2; FR2828499A1; AU2002327921B2; US20040256036A1; ES2310603T3; EP1419280B9; ITTO20020717A1; EP1419280A1; GR20020100351A; US20080289732A1; EP1419280B1; FR2828499B1; ITTO20020717A0; GR1004329B

Abstract

Aluminium-Magnesiumlegierung in Form eines Walzprodukts oder eines Strangpreßprofils mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%: DOLLAR A Mg 4,5-5,6 DOLLAR A Mn 0,05-0,4 DOLLAR A Zn 0,40-0,8 DOLLAR A Cu 0,06-0,35 DOLLAR A Cr 0,25 max. DOLLAR A Fe 0,35 max. DOLLAR A Si 0,25 max. DOLLAR A Zr 0,12 max. DOLLAR A Ti 0,3 max. DOLLAR A andere jeweils max. 0,05, (gesamt) max. 0,15; DOLLAR A Rest Aluminium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aluminiumlegierungsprodukt in Form eines Walzprodukts oder eines Strangpreßprofils. Nach einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine geschweißte Struktur, die ein solches Legierungsprodukt aufweist.
Aluminium-Magnesium-Produkte werden bekanntlich in Form von Blechen oder Platten oder Strangpreßprofilen bei der Konstruktion von geschweißten oder gefügten Strukturen wie bei Schiffs- und Automobilanwendungen, Speichertanks, Druckgefäßen, Gefäßen für Land- oder Marinestrukturen verwendet. Geknetete Produkte sind Produkte, die einer mechanischen Bearbeitung durch Verfahren wie Walzen, Extrudieren oder Schmieden unterzogen wurden. Gewalzte Produkte können typischerweise eine Stärke bis zu etwa 200 mm haben.
Eine bekannte Legierung mit angemessener Formbarkeit und Schweißbarkeit ist die Legierung 5454 der Aluminium Association (AA). Die Formbarkeit und die Schweißbarkeit der Legierung AA5454 reichen zwar für viele Anwendungen aus, aber die Legierung erfüllt nicht die höheren Festigkeitsniveaus. Ständig strebt man danach, die Stärken zu reduzieren, wobei dazu grundsätzlich die Festigkeit erhöht werden muß. Bei dem ziemlich niedrigen Mg-Niveau im Bereich von 2,4 bis 3,0 Gew.-% ist das Legierungsprodukt nicht für intergranulare Korrosion ("IGC") anfällig.
Von der Aluminiumlegierung AA5083, die einen Mg-Gehalt im Bereich von 4,0 bis 4,9 Gew.-% und ein höheres Festigkeitsniveau als AA5454 hat, ist die Anfälligkeit gegenüber IGC bekannt. Diese Anfälligkeit gegenüber IGC ist höchst unerwünscht, da ein Legierungsprodukt mit einer niedrigen Beständigkeit gegen IGC nicht zuverlässig verwendet werden kann, insbesondere bei Gebrauchstemperaturen über 65°C.
Die Aluminiumlegierung AA5059, die einen Mg-Gehalt im Bereich von 5,0-6,0 Gew.-%, einen Mn-Gehalt im Bereich von 0,6-1,2 Gew.-%, einen Zn-Gehalt im Bereich von 0,4-1,5 Gew.-% und eine verbindliche Zr-Beigabe im Bereich von 0,05-0,25% hat, hat u. a. eine verbesserte Beständigkeit gegen IGC hat und liefert auch im geschweißten Zustand eine hohe Festigkeit.
Trotz dieser Entgegenhaltungen besteht immer noch ein großer Bedarf an einem verbesserten Aluminiumlegierungsprodukt mit einer verbesserten Bilanz zwischen Festigkeit, hoher Formbarkeit und einer guten Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen IGC.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Al-Mg- Legierungsblech, -platten oder ein Strangpreßprofil mit verbesserter Formbarkeit im Vergleich zu den Eigenschaften der Standardlegierung AA5083 in dem gleichen Wärmebehandlungszustand vorzusehen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, Legierungsbleche, -platten oder -strangpreßprofile vorzusehen, die eine Beständigkeit gegen IGC bieten können, die wenigstens äquivalent oder besser als bei AA5083 ist, und zwar in Kombination mit einer A50-Dehnung von 24% oder mehr. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Herstellen solcher Legierungsprodukte vorzusehen.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Aluminium- Magnesiumlegierung in Form eines Walzprodukts oder eines Strangpreßprofils mit folgender Zusammensetzung in Gew. - % vorgesehen:
Mg 4,5-5,6
Mn 0,05-0,4
Zn 0,40-0,8
Cu 0,06-0,35
Cr 0,25 max.
Fe 0,35 max.
Si 0,25 max.
Zr 0,12 max.
Ti 0,3 max.;
andere jeweils max. 0,05, (gesamt) max. 0,15;
Rest Aluminium.
Erfindungsgemäß kann ein Legierungsprodukt in Form eines Walzprodukts, eines Blechs oder einer Platte oder eines Strangpreßprofils vorgesehen sein, das eine höhere Formbarkeit als die AA5083 hat, wenn das gleiche oder ein ähnliches Tempermaterial verwendet wird.
Überraschenderweise hat das Legierungsprodukt nach der Erfindung eine gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen IGC. In der Vergangenheit nahm man an, daß die Beständigkeit gegen IGC normalerweise reduziert ist, wenn der Mg-Gehalt etwa 3,0 Gew.-% überschreitet, aber die Beständigkeit des Legierungsprodukts nach der Erfindung gegen IGC ist hoch im Vergleich zu den meisten herkömmmlichen Produkten der Reihe AA5000 mit einem Mg- Gehalt von mehr als 4 Gew.-%. Man hat herausgefunden, daß das Legierungsprodukt nach der Erfindung einen Gewichtsverlust von weniger als 25 mg/cm² bei einem Test nach ASTM G67 hat, nach einer Sensibilisierung bei einer Temperatur von 100°C während 100 Stunden, und einen Gewichtsverlust von weniger als 15 mg/cm² bei einem Test nach ASTM G67 hat, nach einer Sensibilisierung bei einer Temperatur von 85°C während 100 Stunden, woraus sich ergibt, daß das Produkt bei einer Gebrauchstemperatur von 65°C oder mehr ohne jegliche Probleme verwendet werden kann, d. h. typischerweise bei einer Gebrauchstemperatur von 80 bis 100°C.
Man nimmt an, daß die verbesserte, mit der Erfindung verfügbare Eigenschaftsbilanz, insbesondere die höhere Festigkeit und gute Formbarkeit in Kombination mit der verbesserten Korrosionsbeständigkeit, inbesondere gegen IGC, von der ausgeglichenen Kombination der Legierungselemente Mg, Mn, Zn und Cu in den angegebenen Bereichen herrührt. Insbesondere nimmt man an, daß die Cu- und Zn-Gehalte in den Bereichen nach der Erfindung bei solchen relativ hohen Mg-Niveaus die Korrosionsbeständigkeit optimieren, insbesondere die Beständigkeit gegen IGC und Schichtkorrosion, während die Mg- und Mn-Gehalte in den angegebenen Bereichen die Festigkeit und Formbarkeit des Legierungsprodukts optimieren.
Magnesium ist das Hauptstärkungselement in dem Legierungsprodukt. Mg-Niveaus über 4,5 Gew.-% liefern die erforderliche Festigkeit. Die Menge an Mg sollte 5,6 Gew.-% nicht übersteigen, damit ein akzeptables Korrosionsverhalten und eine akzeptable Bearbeitbarkeit, z. B. durch Walzen, des Legierungsprodukts bei so hohen Mg-Niveaus gewährleistet ist. Der Mg-Gehalt liegt bevorzugt über 4,8 Gew.-%, wodurch das Legierungsprodukt mit einer besser optimierten Bilanz von Zugfestigkeit, Dehngrenze, Formbarkeit nach Messung durch seine Dehnung (A50) und seiner Korrosionsbeständigkeit versehen ist.
Mangan ist ebenfalls ein wesentliches Zusatzelement. In Kombination mit Mg liefert Mn die Festigkeit und Formbarkeit in dem Legierungsprodukt sowie in den Schweißnähten des Legierungsprodukts. Ein bevorzugter Bereich für den Mn-Gehalt liegt bei 0,1 bis 0,2 Gew.-%, wodurch ein Ausgleich zwischen ausreichender Korngrößenkontrolle und guter Formbarkeit vorgesehen ist, und insbesondere eine A50-Dehnung von 24% oder mehr in dem Endprodukt erreicht ist.
Zink ist ein wichtiges Legierungselement, um eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit in Kombination mit einer guten Formbarkeit des Legierungsprodukts zu erreichen. Die Beigabe von wenigstens 0,40 Gew.-% Zn ist erforderlich, um eine ausreichende Beständigkeit gegen IGC zu erreichen. Für diese Legierung hat man herausgefunden, daß bei einem Zn-Gehalt über 0,8 Gew.-% die gleichmäßige Dehnung deutlich reduziert ist, wodurch die Formbarkeit des Legierungsprodukts beeinträchtigt ist, d. h. die Rückbiegbarkeit beeinträchtigt ist. Die Menge an Zn übersteigt bevorzugt nicht 0,75 Gew.-%, und der Gehalt an Zn übersteigt bevorzugter nicht 0,6 Gew.-%, um die Bilanz der erwünschten Charakteristika des Legierungsprodukts zu optimieren und die gleichmäßige Dehnung weiter zu optimieren. Der bevorzugteste Bereich für die Zinkbeigabe liegt zwischen 0,4 und 0,6 Gew.-%.
Überraschenderweise hat man herausgefunden, daß Kupfer in einem engen Bereich die Beständigkeit gegen IGC erhöht, obwohl der Mg-Gehalt relativ hoch ist. Normalerweise wird im Stand der Technik eine absichtliche Beigabe von Cu bei Legierungen dieses Typs vermieden, da man annimmt, daß es für die Korrosionsbeständigkeit schädlich ist. Liegt Cu über 0,06 Gew.-% vor, dann hat man in Kombination mit dem Zink eine positive Wirkung auf die Beständigkeit gegen IGC gefunden. Allerdings sollte Cu unter 0,35 Gew.-% gehalten werden, um eine nachteilige Wirkung auf die Korrosionsbeständigkeit, insbesondere die Beständigkeit gegen Lochkorrosion zu vermeiden. Bei einer Ausführungsform beträgt die untere Grenze für Cu mehr als 0,075 Gew.-% und bevorzugt mehr als 0,10 Gew.-%. Damit ist eine gute Beständigkeit gegen IGC besser gewährleistet. Die Menge an Cu übersteigt bevorzugt nicht 0,24 Gew.-%. Damit ist der Ausgleich der gewünschten Charakteristika besser erreicht. Die Menge an Cu übersteigt bevorzugter nicht 0,18 Gew.-%, um die Korrosionsbeständigkeit auch in einer Schweißzone zu erhalten. Bevorzugter übersteigt Cu nicht 0,15 Gew.-%, um besser eine gute Korrosionsbeständigkeit in einer Schweißzone zu gewährleisten. Ebenso ist die allgemeine Beständigkeit gegen IGC in dem Produkt optimiert.
Fe ist nicht ein wesentliches Legierungselement, und es bildet tendenziell beispielsweise Al-Fe-Mn-Verbindungen während des Gießens, wodurch die günstigen Effekte von Mn eingeschränkt werden. Deshalb darf Fe nicht in einer Menge von 0,35 Gew.-% oder mehr vorliegen. Für die mechanischen Eigenschaften des Produkts, insbesondere zur Verbesserung der Formbarkeit, ist die Menge an Fe bevorzugt unter 0,2 Gew.-% zu halten.
Si ist nicht ein wesentliches Legierungselement. Es kombiniert ebenfalls mit Fe, um grobe Al-Fe-Si-Phasenteilchen zu bilden, die beispielsweise die Dauerfestigkeit und die Bruchzähigkeit der Schweißverbindungen des Legierungsprodukts beeinträchtigen können. Deshalb wird das Si-Niveau auf maximal 0,2 Gew.-% gehalten. Die Menge an Si wird bevorzugt auf einem Maximum von 0,2 Gew.-%, bevorzugter von 0,12 Gew.-% und am bevorzugsten von 0,1 Gew.-% gehalten, um besser günstige Formbarkeitscharakteristika des Legierungsprodukts zu gewährleisten.
Zirconium ist nicht wesentlich für das Erreichen des verbesserten Korrosionsverhaltens bei dem Legierungsprodukt nach der Erfindung, aber es kann in der Wirkung eine kornverfeinertere Struktur in der Schmelzzone von Schweißverbindungen erreichen. Zr-Niveaus von 0,15 Gew.-% oder mehr sind zu vermeiden und sollten niedriger als 0,12 Gew.-% sein, da dies tendenziell zu sehr groben, nadelförmigen Primärteilchen führt, womit eine Verschlechterung der bequemen Herstellung der Legierungen und der Formbarkeit des Legierungsprodukts einhergeht. Zr kann die Bildung unerwünschter, grober Primärprodukte, insbesondere zusammen mit Ti bewirken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform übersteigt deshalb die Menge an Zr nicht 0,05 Gew.-%. Darüber hinaus kann es günstig sein, Zr aus spezifischen Recycling- Gründen von Schrottquellmaterial fernzuhalten. Dazu ist bevorzugter, die Anwesenheit von Zr auf weniger als 0,02 Gew.-% zu begrenzen.
Titan wird häufig als Korn-Refiner während der Verfestigung von gegossenen Barren sowie Schweißverbindungen verwendet, die unter Verwendung des Legierungsprodukts der Erfindung hergestellt sind. Dieser Effekt wird mit einem Ti-Gehalt von weniger als 0,3 Gew.-% und bevorzugt weniger als 0,15 Gew.-% erhalten. Ti kann teilweise oder ganz durch V im gleichen Zusammensetzungsbereich ersetzt sein, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Chrom ist ein optionales Legierungselement, das die Korrosionsbeständigkeit und die Festigkeit des Legierungsprodukts weiter verbessern kann. Allerdings begrenzt Cr die Lösbarkeit von Mn und, falls vorhanden, auch die von Zr. Deshalb darf zur Vermeidung der Bildung von unerwünschten groben Primärprodukten das Cr-Niveau nicht über 0,25 Gew.-% liegen. Das Cr liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,06 bis 0,2 Gew.-% vor, und ein bevorzugterer Bereich ist 0,11 bis 0,2 Gew.-%.
Der Rest sind Al und unvermeidbare Verunreinigungen. Typischerweise liegt jede Verunreinigung maximal mit 0,05% vor, und die Gesamtheit der Verunreinigungen beträgt maximal 0,15%.
Die Aluminiumlegierung in Form eines Walzprodukts kann in einem weiten Bereich von Stärken, z. B. bis zu 200 mm vorgesehen sein, aber eine bevorzugte Stärke für das Legierungsprodukt nach der Erfindung liegt im Bereich von 0,5 bis 5 mm.
Das Legierungsprodukt nach der Erfindung kann in verschiedenen Wärmebehandlungszuständen geliefert werden. Allerdings sollte es für die Gruppe von Anwendungen, für die das Legierungsprodukt ideal geeignet ist, ein Wärmebehandlungszustand sein, der einem weichbearbeiteten Zustand ähnlich ist, im Stand der Technik auch als ein "O"-Wärmbehandlungszustand bekannt, oder im Falle von dünnen Platten ein leichter, kaltgehärteter "H"- Wärmebehandlungszustand wie z. B. ein H111-Wärmebehandlungszustand.
Die Erfindung betrifft ferner eine geschweißte Struktur, die wenigstens ein Profil des Produkts nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Das Legierungsprodukt nach einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ist außerordentlich gut geeignet zur Anwendung in einer solchen geschweißten Struktur wegen seiner hervorragenden Schweißbarkeit und seiner hohen Festigkeit in einer Schweißzone in Kombination mit seiner verbesserten Korrosionsbeständigkeit.
Die Erfindung betrifft ferner ein Druckgefäß, inbesondere ein geschweißtes Druckgefäß, das einen Mantel aufweist, der das oben beschriebene Aluminium-Magnesium-Legierungsprodukt aufweist. Aufgrund der erhöhten Festigkeit kann ein solches Druckgefäß eine derart verringerte Stärke aufweisen, daß es ein niedrigeres Gewicht hat. Darüber hinaus können die Korrosionseigenschaften verbessert sein. Das Druckgefäß, z. B. für ein Bremssystem, nach diesem Gesichtspunkt der Erfindung kann bei einer höheren Gebrauchstemperatur, insbesondere über 65°C verwendet werden.
Das Legierungsprodukt nach der Erfindung kann auch sehr erfolgreich für Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden, insbesondere für Karosserieplatten und Konstruktionsteile wie Aufhängungssysteme und Räder.
Bei einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungsprodukts, das folgende aufeinanderfolgenden Schritte aufweist:

a) ein Zwischenlegierungsprodukt mit einer Zusammensetzung nach dem oben Erwähnten und in den Ansprüchen Dargelegten wird vorgesehen;
b) das Zwischenlegierungsprodukt wird auf eine endgültige Stärke kaltbearbeitet, um ein Zwischenknetprodukt zu erhalten;
c) das Zwischenknetprodukt wird angelassen, indem das Produkt mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit im Bereich von 2 bis 200°C/Sek. erwärmt wird, das Produkt wird auf einer Durchwärmungstemperatur im Bereich von 480 bis 570°C für eine Dauer von bis zu 100 Sek. gehalten, worauf eine Abkühlung mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich von 10 bis 500°C/Sek. unter eine Temperatur von 150°C folgt.

Durch dieses Verfahren ist erreicht, daß der positive Einfluß von Cu auf die Beständigkeit gegen IGC voll ausgenutzt wird. Obwohl das Legierungsprodukt gute Eigenschaften hat, wenn andere Anlaßschemata angewandt werden, nimmt man an, daß der positive Einfluß von Cu auf die Korrosionseigenschaften durch das Anlaßschema von Schritt (iii) verstärkt wird.
Die hier beschriebene Aluminiumlegierung kann beim Verfahrensschritt (i) als Barren oder Walzblock zur Verarbeitung zu einem geeigneten Knetprodukt durch Gießtechniken vorgesehen sein, die aktuell im Stand der Technik für Gußprodukte verwendet werden, z. B. DC-Guß, EMC-Guß, EMS-Guß. Ebenso können Walzblöcke verwendet werden, die aus einem kontinuierlichen Guß stammen, z. B. von Band- oder Walzengießvorrichtungen.
Zum Erhalt eines Zwischenprodukts, das zur Kaltbearbeitung, bevorzugt durch Kaltwalzen geeignet ist, kann das vorgesehene Zwischenlegierungsprodukt mittels Warmwalzen oder Warmwalzen in Kombination mit einem oder mehreren Schmiedeschritten warmbearbeitet werden.
Das Anlaßschema des Verarbeitungsschritts (iii) kann in einer kontinuierlichen Anlaßanlage angewandt werden. Die erforderlichen Erwärmungsgeschwindigkeiten können beispielsweise durch homogene Erwärmung mittels induktiver Erwärmung erreicht werden. Daraus ergeben sich verbesserte mechanische Eigenschaften in den Blechen oder Platten.
Besonders günstige Ergebnisse wurden bei einer Ausführungsform des Verfahrens erhalten, wo die Durchwärmungstemperatur im Bereich zwischen 520 und 550°C liegt.
Man hat herausgefunden, daß die Bilanz der Charakteristika des durch das Verfahren hergestellten Legierungsprodukts besser bei einer Ausführungsform optimiert ist, wo das Produkt auf der Durchwärmungstemperatur für bis zu 40 Sek. gehalten wird.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens liegt die Erwärmungsgeschwindigkeit bei wenigstens 50°C/Sek. und bevorzugt wenigstens 80°C/Sek. Man hat herausgefunden, daß damit die Bilanz zwischen den mechanischen Eigenschaften und der Beständigkeit gegen IGC günstiger ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Durchwärmen wenigstens 100°C/Sek. beträgt.
Nun wird die Erfindung unter Bezug auf Laborexperimente beschrieben.
Es wurden verschiedene Walzblöcke mit den in der folgenden Tabelle 1 gezeigten chemischen Zusammensetzungen, Rest Aluminium, gegossen. Der Walzblock A entspricht einer Standard-AA5083- Legierung, und die Walzblöcke B und C sind nach der Erfindung. Tabelle 1 Zusammensetzungen (in Gew.-%) der gegossenen Walzblöcke (Rest Al und Verunreinigungen)
Die Verarbeitung der Walzblöcke A und B beinhaltete eine Vorwärmung, ein Homogenisierungsglühen während 5 Stunden bei einer Temperatur von 510°C, Warmwalzen, wobei die Ausgangstemperatur etwa 330°C betrug, worauf Kaltwalzen mit 60% Kaltreduktion und schließlich ein Weichglühen in Chargenglühen bei einer Temperatur von 330°C während einer Stunde folgte. Die Verarbeitung der Walzblöcke C und D war identisch wie bei A und B, abgesehen von dem abschließenden Weichglühen, das ein kontinuierliches Glühen für 10 Sek. bei 530°C war. Die endgültigen Stärken waren 3 mm, und die Platten wurden in einem H111-Wärmbehandlungszustand geliefert.
Diese Produkte wurden nach EN 10002 zuggetestet, und die Ergebnisse für die parallele (°) und die senkrechte Richtung (|) sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Zugfestigkeit ("UTS"), 0,2% Dehnfestigkeit ("PS"), Dehnung ("A50")
Die Dehnung A50 gilt als Maß für die Formbarkeit. Die Ergebnisse in Tabelle 1 geben an, daß die Formbarkeit der Legierungen B und C im Vergleich zu den Legierungen A (AA5083) oder D verbessert ist. Dieser Effekt wird den geringeren Mengen an Mg in den Legierungen B und C zugeschrieben.
Die Legierungsprodukte wurden einem Gewichtsverlusttest nach ASTM G67 nach dem Sensibilisieren bei 100°C für eine Dauer von 100 Stunden in einem H111-Wärmebehandlungszustand unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Gewichtsverlust (in mg/cm²) nach dem Sensibilisieren
Dies weist darauf hin, daß die Korrosionsbeständigkeit der Produkte B und C viel besser als bei der Standard-AA5083-Legierung (A) ist. Das Produkt C liegt unter 15 mg/cm², was nach ASTM-G67 die Obergrenze für eine Produktqualität ist, die nicht für IGC anfällig ist, und das Produkt B liegt bereits nahe an dieser Grenze.
Die Beständigkeit des Produkts C gegen IGC unter den vorliegend verwendeten Sensibilisierungsbedingungen zeigt eine Verbesserung gegenüber derjenigen von B, offensichtlich ist durch Verwendung von kontinuierlichem Glühen die Korrosionsbeständigkeit des Produkts verbessert. Es wird erwartet, daß unter härteren Sensibilisierungsbedingungen der Unterschied deutlicher zu sehen ist.
Die Legierungsprodukte B und C wurden ohne jedes Problem mit Verwendung von TIG-Schweißen unter Standardbedingungen geschweißt.
Bei einer zusätzlichen Testreihe wurde der Einfluß von Cu auf die Korrosionsbeständigkeit getestet. Einige zusätzliche Walzblöcke wurden gegossen; sie hatten die in der folgenden Tabelle 4 gezeigten chemischen Zusammensetzungen, Rest Aluminium.
Die Verarbeitung der zusätzlichen Legierungen war identisch mit der Verarbeitung der Legierung C, d. h. mit einem abschließenden Weichglühen als kontinuierlichem Glühen. Tabelle 4 Zusammensetzung (in Gew.-%) der zusätzlich gegossenen Walzblöcke
Die Legierungsprodukte wurden einem Gewichtsverlusttest nach ASTM G67 nach dem Sensibilisieren bei 100°C für eine Dauer von 100 Stunden in einem H111-Wärmebehandlungszustand unterzogen. Die Legierungsprodukte wurden auch einem ASSET-Test nach ASTM G66 nach dem Schweißen unterzogen, worauf Sensibilisieren bei 100°C für eine Dauer von 100 Stunden folgte. Die Schweißstelle war eine TIG-Schweißstelle, wobei AA5183 als Fülldraht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Die ASSET- Ergebnisse entsprechen der Wärmeeinflußzone, da hier gewöhnlich der härteste Angriff zu finden ist. Tabelle 5 Gewichtsverlust (in mg/cm² und ASSET-Ergebnis nach dem Sensibilisieren
Nach ASTM G67 ist die Obergrenze für eine gegenüber IGC nicht anfällige Produktqualität 15 mg/cm². In ASTM G66 ist der Bereich zur Klassifizierung der Ergebnisse angegeben, aber Grenzen für akzeptabel oder nicht akzeptabel sind nicht spezifiziert. Allerdings ist es einem Fachmann klar, daß eine Lochkorrosion A noch akzeptabel ist, während Lochkorrosion C inakzeptabel ist. Die Lochkorrosion B ist für die meisten Anwendungen noch akzeptabel.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß die Beständigkeit gegen IGC mit zunehmendem Kupfergehalt ansteigt, aber gleichzeitig die Beständigkeit gegen Lochkorrosion abnimmt. Für ein Cu- Niveau von 0,30 Gew.-% und niedriger ist die Beständigkeit gegen Lochkorrosion akzeptabel oder besser als akzeptabel. Der Gewichtsverlust soll unter 15 mg/cm² zu messen zu sein, wenn das Cu-Niveau über etwa 0,11 Gew.-% liegt.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse ist darauf zu schließen, daß das breiteste Betriebsfenster mit Cu-Niveaus zwischen 0,06 und 0,35 Gew.-% zu finden ist. Die Cu-Menge überschreitet bevorzugt nicht 0,18 Gew.-%, um die Korrosionsbeständigkeit in einer Schweißzone zu bewahren.

Claims

1. Aluminium-Magnesiumlegierung in Form eines Walzprodukts oder eines Strangpreßprofils mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%:
Mg 4,5-5,6
Mn 0,05-0,4
Zn 0,40-0,8
Cu 0,06-0,35
Cr 0,25 max.
Fe 0,35 max.
Si 0,25 max.
Zr 0,12 max.
Ti 0,3 max.
andere (jeweils) max. 0,05, (gesamt) max. 0,15;
Rest Aluminium.

2. Produkt nach Anspruch 1, bei welchem die Menge an Zr 0,05 Gew.-% nicht überschreitet.

3. Produkt nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Menge an Cu 0,24 Gew.-% nicht überschreitet.

4. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Menge an Cu mehr als 0,075 Gew.-% beträgt.

5. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Menge an Mg mehr als 4,8 Gew.-% beträgt.

6. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Menge an Mn im Bereich von 0,1 bis 0,2 Gew.-% liegt.

7. Produkt nach einem Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Menge an Zn 0,75 Gew.-%, bevorzugt 0,6 Gew.-% nicht überschreitet.

8. Geschweißte Struktur, die wenigstens ein Profil des Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.

9. Karosserieplattenteil eines Fahrzeugs, das wenigstens ein Profil des Legierungsprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.