KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 40 (3)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1 aprila 1935.
PATENTNI SPIS BR11477
I. G. Farbenindustrie Ahtiengesellschaft, Frankfurt a. M., Nemačka.
Poboljšanje legure na osnovi aluminijuma i postupak za obradu istih.
Prijava od 2 juna 1934.	Važi od 1 avgusta 1934.
Traženo pravo prvenstva od 9 juna 1933 (Nemačka).
Ovaj se pronalazak odnosi na postupak za poboljšanje otpornosti protivu korozivnih agenasa kao i protivu pogoršavanja mehaničkih osobina aluminium legura, o-pisane vrste, kada se te legure nalaze u dodiru sa korozivnim agensima.
Aluminium legure, na koje se pronala-lazak odnosi, sadrže magnezijum u količini, koja nije dovoljna samo da se jedini sa drugim prisutnim sastojcima legiranja — bilo namerno dotatih ili ne — već, isto tako, sadrže višak iznad onog što je potrebno da se na sobnoj temperaturi obrazuje zasićen čvrst rastvor sa aluminiumom. Količina magnezijuma, koji je na taj način u višku od količine potrebne za obrazovanje zasićenog čvrstog rastvora sa aluminiumom u stanju neujedinjenom sa kakvim prisutnim stranim sastojkom, nazivaće se u sledećem „raspoloživim magnezijumom".
Dalji bitni sastojak legure je cink, koji se lakše jedini sa magnezijumom nego a-luminium, i koji se nalazi isto tako u višku iznad količine, potrebne za obrazovanje na sobnoj tempereturi zasićenog čvrstog rastvora sa aluminijumom. Ta količina zva-će se u sledećem „raspoloživi cink". Pošto granica rastvorljivosti, na sobnoj temperaturi jedinjenja Al3 Mg2 odgovara sadržini od oko 3% magnezijuma iz legure, i pošto se dalje granica rastvorljivosti jedinjenja MgZn2 postiže na istoj temperaturi sa sadržinom od oko 0.2% magnezijuma i oko 1% cinka, i pošto prisustvo oba jedinjenja istovremeno u aluminijum leguri
samo umereno utiče na njihove granice rastvorljivosti, to stvarno znači da legure, posmatrane u ovom pronalasku, moraju sadržati više od 3.2% magnezijuma i najmanje l°/o cinka, pri čemu je odnos ovih dveju komponenata stalno takav, da postoji kao višak više od 3% mugnezijuma rastvorljivog za jedinjenje sa aluminijum-skim metalom, pošto se sav prisutni cink sjedini sa izvesnim prisutnim magnezijumom. Na taj način, ako se, po ovom pronalasku, legure podvrgnu toplotnoj obradi, kao što je dole izloženo, onda se obrazuju prezasićeni čvrsti rastvori i magnezijuma i cinka u aluminiumu usled povećane rastvorljivosti oba ova metala u aluminijumu u čvrstom stanju, sa rastućim temperaturama iz kojih se i raspoloživi magnezijum (koji se jedini sa aluminijumom) i raspoloživi cink (u jedinjenju sa drugim delom magnezijuma) može izdvojiti u vidu jedinjenja Al3Mg2 odn. MgZn2. Drugi metali, n. pr. mangan ili silicijum mogu biti prisutni u legurama, dodati namerno ili ne, pri čemu se pak uzima u ozir njihova moć obrazovanja jedinjenja sa magnezijumom, kada se ceni Količina magnezijuma za dodavanje leguri, da bi se uvek obezbedilo prisustvo raspoloživog magnezijuma u leguri.
Kod aluminium legura, koje sadrže ras-tvorljivi magnezijum i koje su ostavljene da se stvrdnu iz rastopljenog stanja hla-djenjem na običan način, utvrdjeno je, da se mikrografska struktura sastoji iz dva
Din. 10.—
glavna sastojka ili faza, i to iz velikih a — kristala, koji se sastoje iz nezasićenog čvrstog rastvora jedinjenja AlgMg, u alu-miniumu, i iz grube mreže manjih čestica kristala tipa (3, koji obuhvataju a kristale, i koji se verovatno sastoje iz čvrstog rastvora manjih količina aluminijuma u jedi-njenju Al3Mg2. Ovako obrazovana struktura nije u faznoj ravnosti, pa je prema tome mogućno, procesom otpuštanja, vas-postaviti, na poznati način stvarnu ravnotežu medju-kristalnom difuzijom, koja je primenjena na legure sistema A1 Mg, koje su već opisali Hansom i Gaylor (u Journal of the Institute of Metals, XXIV, (1920), str. 201—232). Na taj način, a kristalima data je mogućnost da prime dalje količine Al;jMg2 jedinjenja iz medjukristalske mreže ove do svoje granice zasićenosti, i dejstvom dovoljno visokih temperatura — u granicama od oko 250 do oko 450,) C, a što zavisi od sadržine magnezijuma u le guri — za dovoljno vreme trajanja, cela struktura legure se redukuje na potpuno homogenu masu a. kristala, koji su, u pogledu megnezijuma, manje više zasićeni, prema procentu tog elementa u leguri.
Kao rezultat skorašnjih i dosad nepub-likovanih ispitivanja, sada je pronadjeno, da se podvrgavanjem homogenih legura, koje se sastoje iz prezasićenih a. kristala, procesu otpuštanja na temperaturama, koje su niže od onih na kojima su legure prethodno postale homogene, ali koje su istovremeno dovoljno visoke za interkristalin sku segregaciju (izdvojenje) (t. j. u umere-noj temperaturskoj oblasti od oko 200° C na više), sadržina magnezijuma a. kristala u višku preko granice zasićenosti na toj temperaturi izdvaja iz a. kristala u visoko dispergiranom obliku, t. j. svaki poseban a kristal izmeša se sa velikim brojem sitnih čestica tipa |3 Ova struktura je naravno opet heterogena, ali se razlikuje od heterogene strukture livene legure u tome, što sastojak tipa [3 nije više grubo raspo-redjen u mreži, koja obuhvata a kristale, već je fino ravnomerno dispergovana u a. kristalima i kroz iste. Gledana na inikro skopu struktura ove vrste, posle primene kaustičkih agensa daje jsgled mrlja, što je poznato kao odlika segregata u visoko dispergovanom obliku.
Dalja istraživanja, na kojima se osniva ovaj pronalazak, otkrila su tu činjenicu, da zagrevanje, i otpuštanje, koje prvo izaziva homogenisanje legura, koje sadrže jedino raspoloživi rnagnesijum, i onda segregacija jedinjenja Al3Mg2 iz istih u fino dispergiranom, obliku’ — primenjeno na legure opisane u početku ovog opisa, — istovremeno izazivaju isto tako segregaciju raspoloživog
cinka u vidu jedinjenja MgZna, pri čemu rezultujući proizvodi imaju ne samo vrlo veliku otpornost protivu korozije n. pr. protivu dejstva morske vode, već i izuzetno visoke vrednosti mehaničke čvrstoće.
Izraz „korozija", koji je gore upotreb-Ijen, ne odnosi se samo na spoljnu i mikroskopski pokazanu koroziju, na pr. gubljenjem boje na površini metala, već naročito na medjukristalinsku korozivnu pojavu, koja u toku vremena vodi opadanju mehaničkih osobina čvrstoće. Ova medju-kristalinska korozija je naročito upadljiva kod legura, pošto se one izlože plastičnoj deformaciji na hladno na pr. kovanju ili valjanju. Prema današnjim shvatanjima takva medjukristalinska korozija Se u stvari smatra kao mnogo opasnija sa tehničkog gledišta, jer se njome smanjuju mehaničke vrednosti čvrstoće materijala. Napredovanje te korozije se ceni iznalaženjem progresivnog opadanja čvrstoće na kidanje i t. d. posle uzastopnog, produženog dodira legure sa korozivnom sredinom.
Po ovom pronalasku, legure vrste opisane u početku ovog opisa, podvrgavaju se toplotnoj obradi koja se sastoji prvo u za-grevanju legura do temperatura dovoljnih da se elementi magnezijum i cink ujedine u bazisne aluminium kristale u vidu čvrstog rastvora i održavunju tih temperatura, dok se ne vaspostavi homogeni čvrsti rastvor, i zatim u drugom stupnju, pre koga može biti i naglo hladjenje, te legure se podvrgavaju otpuštanju na temperaturama, pri kojima se vrši segregacija i dok ne nastupi ta segregacija, u fino dispergovanom obliku na istim, jedinjenja MgZn2 kao i čestice, koje su bogate magnezijumom u sra-vnenju sa bazisnim kristalima i koje se verovatno sastoje iz jedinjenja Al8Mg2. Možda se razlikuju najpodesnije temperature za postizanje segregacije, u visoko dispergovanom stanju, jedinjenja MgZn2 odnosno gore pomenutih čestica, ipak je mogućno podesnim biranjem temperature otpuštanja — prema koncentraciji i odnosu prisutnog cinka i magnezijuma u leguri — dobiti odlične rezultate u pogledu otpornosti legura protivu korozije i protivu pogoršanja njihovih mehaničkih osobina, kada se te legure nalaze u dodiru sa korozivnim agensima.
Primer 1.
Legura istisnuta u sekcije, i koja sadrži 6°/0 magnezijuma, 3°/0 cinka, 0.5%, mangana a ostalo aluminiuma, i u kojoj je prema tome oko 0.5% magnezijuma potrebno za jedinje-nje sa cinkom, da bi se dobilo jedinjenje MgZn2,i u kojoj se nalazi raspoloživi magnezijum oko 2.5%, ima u prvobitnom stanju ove osobine čvrstoće:
krajna čvrstoća na istezanje 32.9 kg/mm2 Uzduživanje 26.3°/0 Tačka deformacije (granica izvlačenja)
13.2 kg/mm2 Sužavanje 42.80/0 Ova legura podvrgnuta je toplotno obradi u granicama izmedju oko 400° i oko 440° C, dok se nije postigla homogena raspodela, u vidu čvrstog rastvora, obeju komponenta u aluminiumskoj masi. Legura je potom, ako se želi posle naglog hladje-nja otpuštana na oko 200° C za vreme od 2 do 10 časova. Nadjene su sledeče vrednosti mehaničke čvrstoće za tako obradje-nu leguru:
Krajna čvrstoća na istezanje 45 kg/mm2 Uzduživanje 17°/0 Tačka deformacije	28 kg/mm2
Sužavanje 50°/0
Otpornost protivu korozije pomenute legure ispitivana je potapanjem vrlo dobro poliranih štapova za ispitivanje u morsku vodu za vreme od meseca a potom mere-njem čvrstoće na poznati način. Dobiveni rezultati su pokazali, da na probnim komadima nema opadanja prvobitnih osobina čvrstoće.
Primer II.
Druga istisnuta legura, koja sadrži 6°/o magnezijuma, oko 4°/0 cinka, 0.3°/0 mangana, oko 0.70/0 magnezijuma potrebnog za jedinjenje sa cinkom, 2.3°/0 raspoloživog magnezijuma ima u prvobitnom stanju ove osobine čvrstoće:
Krajna čvrstoća na istezanje 39 kg/mm2 Izduživanje 12.5°/0 Tačka deformacije	21.2 kg/mm2
Sužavanje 24.6°/0 Ova legura je podvrgnuta istoj toplotnoj obradi kao u primeru 1. Utvrđjdne su ove poboljšane osobine čvrstoće:
Krajna čvrstoća na istezanje 54.2 kg/mm3 Izduživanje 10.1°/o
Tačka deformacije 51.2 kg/mm2
Sužavanje 35.0°/°
Ova poboljšanja legura isto tako nije pokazala smanjenje svojih osobina čvrstoće kada ze izloži tromesečnom dejstvu morske vode i ispita kao i ranije.
Legure po ovom pronalasku daju se isvlačiti valjati lim i kovati. Legure naročito podesne za obradu po pronalasku, o-buhvataju ove granice: oko 4 do 120/0 magnezijuma i 2 do 6°/0 cinka, tada se mogu dodati manji procenti drugih metala n. pr. mangan. Silicijum može biti isto tako prisutan u manjim količinama, bilo da je dodat namerno ili ne.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za poboljšanje legura alu-miniuma u cilju dobijanja odličnih mehaničkih osobina čvrstoće zajedno sa velikom otpornošću protivu napada korozivnih age-nasa, naročito morske vode, naznačen time što se legure, koje pored cinka sadrže više nego što je potrebna količina magnezijuma za dobijanje jedinjenja MgZn„, podvrgavaju toplotnoj obradi, na kojoj se sastojci legure nalaze u dovoljnoj meri u čvrstom rastvoru, i zatim, eventualno posle nalog hladjenja, podvrgavaju otpuštanju na temperaturama, koje izazivaju izdvajanje jedinjenja MgZn2, kao i jednog dela jedinjenja AlgMgo u fino dispergira-nom obliku.
2.	Postupak po zahtevu 1, naznačen time, što se otpuštanje vrši na oko 200° za vreme od nekoliko časova.