Reine und angewandte Metallkunde in Einzeldarstellungen Herausgegeben von W. Köster

Band 19

Aluminium und Aluminiumlegierungen

Von

Dr. D. Altenpohl Vizedirt'ktor bei der Schweizerischen Aluminium AG, Zürich

unter Mitarbeit des Forschungsinstitutes der Schweizerischen Aluminium AG, Neuhausen am Rheinfall

Direktor Dr. E. Bloch, Ing. H. Arbenz, Dr. H. Bichsel, Ing. E. v. Burg,

lng. H. Hug, Dr. F. Rohner

sowie der Schweizerischen Aluminium AG, Zürich und Chippis

Dr. G. Hofmann, Dr. H. Zeiger, Dr. H. Zoller

und von

Prof. Dr. P. Beck, Prof. Dr. T. Federighi, Prof. Dr. V. Gerold, Dr. E. Macherauch, Prof. Dr. G. Schoeck, Dr. H. Stüwe

Mit 662 Abbildungen

Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1965

Alle Rechte, insbe,;ondere das der übersetzung in fremde t\prachcll, vorbehalten Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet

dieses Buch oder Teile daraus auf photomechanischem Wege (Photokopie, Mikrokopie) oder auf andere Art zu vervielfältigen

© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1965 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag, Berlin Göttigen Heidelberg 1965.

Softcover reprint of the hardcover I st edition 1965 ISBN 978-3-662-30246-0 ISBN 978-3-662-30245-3 (eBook)

DOI 10.1007/978-3-662-30245-3

Lihrary of Congress Ca ta log Card Number: 64·~3061

Die "~iedergabe VOll GebrauchsnalHen, HalldehmUluen, 'Varenbezdchnullgell tl:5W. in diesem Buche berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der An­nahme, daß solche NaUlen im Sinne der \Varenzeichen- und ::\iarkl'IlSchutz-Gf'8dz­gebung als frd zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden üürftpll

Titel Xr. 6277

Vorwort

Der vorliegende Band faßt ausgewählte Kapitel aus der Metallkunde des Aluminiums und seiner Legierungen zusammen. Hierbei wurde beson­derer Wert darauf gelegt, Ergebnisse der klassischen Metallkunde, der Metallphysik sowie der industriellen Forschung miteinander zu verbin­den. Ein solcher Brückenschlag ist erwünscht, um die Wechselwirkung zwischen den genannten Arbeitsgebieten im Bereich des Aluminiums und seiner Legierungen zu verbessern.

Um diese Brücke einem möglichst weiten Leserkreis gut gangbar zu machen, wurde darauf geachtet, daß die Darstellung übersichtlich und in einer Form erfolgte, die auch für den mit dem speziellen Fachgebiet nicht vertrauten Leser verständlich ist.

Die zur Verfügung stehende Seitenzahl hat uns genötigt, eine gewisse Auswahl des behandelten Stoffes zu treffen. Aus diesem Grunde wurde bewußt auf die Abhandlung solcher Themen verzichtet, welche vorwie­gend mit der Verfahrenstechnik zu tun haben. So wurde auch die Erörte­rung der Umformungs- und Verbindungsverfahren fortgelassen, obwohl diese manche interessanten metallkundlichen Aspekte bieten.

Bei der Auswahl und Zusammenstellung der einzelnen Beiträge wurden absichtlich gewisse Schwerpunkte geschaffen. Diese kommen auch in der Auf teilung des Buches in drei Hauptkapitel zum Ausdruck.

Im ersten Teil des Buches werden die bei der Erstarrung ablaufenden Vorgänge eingehend behandelt, weil diese für Guß- und Knetlegie­rungen gleichermaßen wichtig sind und weil die von der Erstarrung her­rührenden Gefügemerkmale bei relativ vielen Eigenschaften des Alumi­niums Auswirkungen zeigen.

Der zweite Teil bringt eine Metallkunde des Aluminiums als das eigent­liche Brückenelement zwischen Forschung und industrieller Praxis.

Im dritten Teil des Buches werden die Eigenschaften der in der Praxis am meisten verwendeten Aluminiumwerkstoffe aus der Sicht des )le­tallkundlers beschrieben. Hierbei wird das Verhalten des unlegierten Aluminiums eingehend geschildert, weil am Reinstaluminium eine größere Anzahl grundlegender Untersuchungen durchgeführt wurden und dem Reinaluminium im Rahmen der industriellen Forschung besondere Be­deutung zukommt.

Bei einem Buch, das von einer Reihe verschiedener Autoren geschrie­ben wird, sind einige spezielle Gegebenheiten vorhanden. So sind z. B.

IV Vorwort

der Überarbeitung der einzelnen Kapitel zur Erzielung einer möglichst einheitlichen Art der Darstellung Grenzen gesetzt. Eine gewisse Über­lappung, welche die Kapitel teilweise aufweisen, wurde absichtlich be­lassen, um hierdurch den geschlossenen Aufbau der einzelnen Kapitel zu wahren und die Zusammenhänge zwischen den behandelten Sachgebieten deutlicher herauszustellen.

Bei der Zitierung von Literaturangaben wurde Wert darauf gelegt, besonders neuere und zusammenfassendere Arbeiten zu benennen, unter Verzicht auf Vollständigkeit des Literaturverzeichnisses.

Bei der Auswahl und Zusammenstellung des Textes haben die Ver­fasser vielfältige Hilfe erfahren. Besonders hervorzuheben ist das starke Interesse, das Herr Prof. Dr. phil. Dr.-Ing. E. h. W. KÖSTER dem vor­liegenden Band gewidmet hat. Wir verdanken ihm eine Vielzahl wert­voller Hinweise, die das Gesicht dieses Buches entscheidend beeinflußt haben.

Der Generaldirektion der Schweizerischen Aluminium AG in Zürich sowie der Direktion ihres Forschungsinstitutes in Neuhausen danken wir für die Bereitstellung zahlreicher Unterlagen für den vorliegenden Band.

Darüber hinaus möchten wir folgenden Herren für die kritische Durch-sicht einzelner Kapitel und für fruchtbare Diskussionen danken:

Prof. Dr.-Ing. P. BRENNER, Bonn Dr. W. EICHENAUER, Darmstadt Dr. F.-E. FALLER, Bonn Prof. Dr.-Ing. E. GEBHARDT, Stuttgart Dr.-Ing. G. GÜRTLER, Düsseldorf Dr. F. HAESSNER, Stuttgart Prof. Dr. TH. HEUMANN, Münster Dr. G. lBE, Aachen Dr.-Ing. R. IRMANN, Neuhausen Dr. H. KRONMÜLLER, Stuttgart Dr.-Ing. D. LENZ, Singen Prof. Dr. K. LÜCKE, Aachen Dipl.-Phys. H. NIELSEN, Düsseldorf Dr. W. ROTH, Bonn Prof. Dr. A. SEEGER, Stuttgart Dr.-Ing. H. VOSSKÜHLER, Ulm, sowie Frau Prof. Dr. D. WILSDORF-KuHLMANN, Philadelphia

Schließlich ist es uns eine angenehme Pflicht, den Herren Dr. G. HOF­MANN, Dipl.-Ing. P. WOLF und Dr. H. ZEIGER für ihre Mitwirkung bei der Ausarbeitung des Manuskripts zu danken.

Zürich, im Juni 1964 Dietrich G. Altenpohl

Inhaltsverzeichnis

A. Eigenschaften der Aluminiumschmelze, Vorgänge bei der Erstarrung, Gießen von Knet- und Gußlegicrungen 1

1. Grundlagen (D. ALTENPOHL) . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Vorgänge beim Aufschmelzen - Struktur der Schmelze 1

1.11 Viskositätsbestimmung . . . . . . . 3 1.12 Viskosität von verschiedenen Systemen . . . . . 4

1.121 Aluminium ohne Zusätze. . . . . . . . . 4 1.122 Einfluß von Zusätzen an Eisen, Titan, Kupfer, Magne-

sium und Zink ............. 4 1.123 Eingehendere Untersuchung einzelner Systeme 5 1.124 Aktivierungsenergie des viskosen Fließens 9 1.125 Ergebnisse von Penetrationsversuchen . 9

1.13 Oberflächenspannung von Schmelzen . 10

1.2 Faktoren, welche die Erstarrung beeinflussen 11 1.21 Kornverfeinerung durch Eigenkeime 13 1.22 Einfluß von Bewegung oder Vibration der Schmelze auf Keim-

bildung und Erstarrung . . . . . . . . . . . 17 1.221 Zuflnß der Schmelze zur Erstarrungsfront . . . .. 17 1.222 Vibration ....... ......... 19

1.2:{ Einfluß extremer Bedingungen auf Keimbildung und Erstarrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.231 Einflul3 extrem hoher Erstarrungsgeschwindigkeit . 21 1.232 Erstarren unter Über- oder Unterdruck . . . . . 23

1.24 Kornvcrfeillerung durch }'remdkeime . . . . . . . . . 24 1.241 Kornverfeinerung durch verschiedene Legierungs-

zusäb:e . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 1.242 Untersuchungen über die Ursache der Kornverfeinerung

durch Titan-Zusätze ......... 26

1.3 Erstarrung von legiertem und unlegiertem Aluminium. . 32 1.31 Verhältnisse nahe der Erstarrungsfront . . . . . . 34

1.311 Temperaturgefälle nahe der Erstarrungsfront . 34 1.312 Konzentrationsgefälle nahe der Erstarrungsfront 35 UH:3 Zusammenwirken verschiedener Faktoren nahe der Er-

starrungsfront 37 1.32 \Värmetransport beim Erstarren . . . . . . . . . . .. 38 1.33 Dendriten und Subkörner . . . . . . . . . . . . . ., 38

1.331 Definition verschiedenere Grenzflächen im Gußgefüge 38 1.332 Mechanismus beim Wachsen eines Dendriten 43 1.333 Kornseigerung und dendritisches Wachstum 45 1.334 Unstetigkeiten beim Kristallwachstum. . . 46

VI Inhaltsverzeichnis

1.335 Quantitative Messung der Kornseigerung bei Strangguß und Kokillenguß . . . . . 47

1.336 Erstarrung der Restschmelze . . . . . . . . . .. 49 1.34 Effekte nach dem Erstarren . . . . . . . . . . . . .. 52

1.341 Diffusionsvorgänge unmittelbar nach dem Erstarren 52 1.342 Gefügeänderungen bei einer Barrenhochglühung (Homo-

genisierungsglühung) . . . . . . . . . . . 53 1.343 Ausdehnungseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.344 Korngrenzenverschiebung nach der Erstarrung . . . . 56

2. Nichtmetallische Verunreinigungen (Gase, Oxyde) im flüs­sigen und festen Aluminium (D. ALTENPoHL) . . . . . . . . . 57 2.1 übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . 57 2.2 Gleichgewicht Aluminium-Wasserstoff. Wasserstoffgehalt des flüs-

sigen und festen Aluminiums . 58 2.3 Verfahren zur Gasbestimmung . . . . . . 63

2.31 Vorbemerkung. . . . . . . . . . . 63 2.32 Quantitative Laboratoriumsmethoden 63

2.321 Vakuum-Extraktion ..... 63 2.322 Wasserstoffbestimmung nach dem Telegas-Prinzip. 64 2.323 Verfahren von Y. Dardei. . . . . . . . 65 2.324 Diverse Verfahren. . . . . . . . . . . 67

2.33 Halbquantitative oder qualitative Prüfverfahren 67 2.331 Straube-Pfeiffer-Verfahren . . . . . . . 67 2.332 Qualitative Gasbestimmungsverfahren am Gußgefüge 68 2.333 Qualitative Gasbestimmung durch die Ermittlung der

Blasenbildung an geglühten Blechen ........ 69 2.4 Wasserstoffdiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.41 Vorgänge beim Durchgang von Wasserstoff durch Aluminium 69 2.42 Diffusionskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.5 Geometrische Anordnung des Wasserstoffes im Aluminium . 73 2.51 Entstehung von Blasen und Poren bei der Erstarrung . 73

2.511 Keimbildung . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.512 Wachstum der Wasserstoffblasen . . . . . . . 74

2.52 Anordnung des ausgeschiedenen Wasserstoffs im erstarrten Gefüge. Beobachtungen über das Auftreten feiner Poren. . . 75

2.6 Veränderung des Wasserstoffgehaltes des festen Aluminiums wäh­rend des Glühens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2.7 Eindiffusion von Wasserstoff in das Aluminium bei Korrosionsvor-gängen ......... . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

2.8 EinHuß von Verunreinigungen auf den Wasserstoffgehalt. Mecha-nismus der Blasenbildung 92 2.81 Einfluß des Natriumgehaltes 92 2.82 EinHuß des Oxydgehaltes . . 93 2.83 Bestimmung des Oxydgehaltes 94 2.84 EinHuß diverser Verunreinigungen auf die Blasenbildung beim

Weichglühen ..................... 95 2.9 Beeinflussung der Eigenschaften des Aluminiums durch den Gehalt an

Wasserstoff und Oxyden. . . . . . . . . . . . . . . . 97

2.10 Gasaufnahme und Entgasung von Aluminiumschmelzen unter technischen Bedingungen . . . . . . . . . . . . . . . 97

Inhaltsverzeichnis VII

2.101 übersicht. . . . . . . . . . . 97 2.102 Gleichgewicht zwischen Entgasen und Begasen beim Abstehen

einer Schmelze. Einflußgrößen . . . . . . . . . . . 98 2.1021 Wasserdampfgehalt in der Ofenatmosphäre . . 98 2.1022 Oxydschichten auf der Oberfläche der Schmelze 100 2.1023 Temperatur der Schmelze. . . . . . . . . . 101 2.1024 Standhöhe der ~chmelze während der Abstehbehand-

lung oder während des Durchperlens von reinigenden Gasen . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.103 Resultate bei technischen Entgasungsverfahren 103 2.1031 Entgasen durch ~pülgase . . . . . . . 103 2.1032 Entgasen durch Abstehen. . . . . . . 105 2.1033 Heinigen von Schmelzen durch Salzbehandlung 106

2.104 Zusammenfassender Vergleich technischer Entgasungs-verfahren. Hinweis auf neue, kontinuierliche Verfahren 110

3. Metallkundliehe Probleme beim Gießen von Knetlegierun-gen (D. ALTE::-IPOHL) . . . . . . . . . . . . . . 114

3.1 Einfluß der Erstarrungsgeschwindigkeit . . . . 114

3.2 Faktoren, die beim Stranggießen zu beachten sind.. 117 3.21 übersicht über die wichtigsten Variablen beim Stranggießen 117 3.22 Hinweis auf die Wichtigkeit des Verständnisses für die in Frage

kommenden Grundlagen ............. 117 3.3 Geometrie der Erstarrungsfront, Wärmeableitung, innere Span-

nungen und Rißbildung beim Stranggießen . 119 3.31 Lage der Erstarrungsfront . . . 119 3.32 Lage der Isothermen im Barren 122 3.33 Innere Spannungen. . . . . . 123 :t:{4 Rißbildung beim Stranggießen . 125

3.341 Vergleich von Flach- und Rundbarren . 126 3.342 Kaltrisse ............. 126 3.34:3 Warmrisse . . . . . . . . . . . . . 126

3.4 Einfluß von Gießgeschwindigkeit und Barrenformat auf Rißbildung, Sumpf tiefe und Korngröße . . . . . . . . . . .

3.5 Makroskopische Seigerungsvorgänge im Gußgefüge 3.51 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . 3.52 Makroskopische Bereiche mit starken Unterschieden in der

Ausscheidungsform der Legierungselemente 3.521 Untersuchungen an Reinaluminium . 3.522 Untersuchungen an Knetlegierungen

3.6 Umgekehrte Blockseigerung ........ . 3.61 Vorbemerkung ............ . 3.62 Beobachtungen an Gußbarren aus Aluminium-Legierungen

3.621 Unstetigkeiten der umgekehrten Blockseigerung in Stranggußbarren . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.622 Zusammenhang zwischen Unstetigkeiten in der Korn­größe und Seigerungen . . . . . . . . . . . . . . .

3.623 Theorie der umgekehrten Blockseigerung von Alu­miniumlegierungen . . . . . . . . . . .

3.7 Ausschwitzungen und Seigerungen nahe der Gußhaut . 3.8 Zusammenhang zwischen Gasgehalt, Porosität und Seigerungen .

127 128 128

128 128 130 135 135 135

135

139

140 143 150

VIII Inhaltsverzeichnis

3.9 Einige Beispiele aus der Praxis des Stranggießens 154 3.91 Einfluß des Schmelz- und Gießverfahrens auf die Blasenbildung

beim Weichglühen . 154 3.92 Korngröße ...,...... 158

3.921 Fiederkristalle . . . . . . 158 3.922 Beeinflussung der Korngröße 161

3.93 Gießen von Reinaluminium mit tiefem Sumpf 163 3.931 Stranggießen mit verringerter direkter Kühlung. 163 3.932 Gießen von möglichst spannungsfreien Legierungs-

barren ..................... 164 3.94 Auftreten von Krusten oder großen Primärkristallen beim

Gießen von Legierungen ............ 166 3.95 Festigkeitswerte von Gußgefüge . . . . . . . . . . . . . 168 3.96 Einfluß der Gießbedingungen auf die Festigkeitswerte nach

dem Abwalzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

4. Metallkundliche Probleme beim Gießen von Guß legierungen (H. ARBENz). . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 170

4.1 Grundsätzliche Unterschiede zwischen Guß- und Knetlegierungen 170 4.2 Gießverfahren und ihr Einfluß auf das Gußgefüge 172

4.21 Sandguß 173 4.22 Kokillenguß . . . . . . . . 173 4.23 Druckguß . . . . . . . . . 174

4.3 Verhalten des Metalls in der Form 175 4.31 Beeinflussung des Fließens und der Formfüllung 175 4.32 Erstarrungsvorgänge . . . . . . . . . . . . 180 4.33 Gasausscheidung . . . . . . . . . . . . . . 182

4.4 Veredelung der Aluminium-Silizium-Legierungen als Sonderfall der Kornfeinung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 184 4.41 Beschreibung der Veredelungsoperation . . . . . . .. 184 4.42 Auswirkungen und Begleiterscheinungen der Veredelung 186

4.421 Unterkühlung . . . . . . . . . . . . . . .. 186 4.422 Gefügeänderungen . . . . . . . . . . . . .. 186 4.423 Änderung der Fließeigenschaften und der Lunkerneigung 190 4.424 Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften .. 190

4.43 Deutung des Veredelungsvorganges ............ 191 4.431 Theorie des ternären, natriumhaltigen Eutektikums . . 191 4.432 Theorie der Inaktivierung der Schlackentrübe oder

der Fremdkeime . . . . . . . 192 4.433 Theorie der Diffusionshemmung . 193

Literatur zu Kapitel A 1 bis 4 193

B. Allgemeine Metallkunde und Metallphysik des Aluminiums und seiner Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

1. Metallphysikalische Grundlagen .............. 202 1.1 Gitterbaufehler im Aluminium und ihr Verhalten bei der Verformung

(G. SCHOECK.) . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 1.11 Einführende Bemerkung über Gitterfehler in Metallen und

speziell im Aluminium 202 1.111 Leerstellen. . . . . 203 1.112 Zwischengitteratome 204

Inhaltsverzeichnis IX

1.113 Fremdatome . 204 1.114 Versetzungen 205 1.115 Stapelfehler 206 1.116 Korngrenzen . 208 1.117 Ausscheidungen 208

1.12 Atomare Fehlordnun~ 209 1.121 Bildungs- und Wanderungsenergie für Leerstellen 209 1.122 Einfluß von Fremdatomen . . 212

1.13 VerRetzungcn. . . . . . . . . . . . . 213 1.131 8pannungen, Energie, Kräfte. . . 213 1.132 VerBetzungsstruktur im Aluminium 214 1.1:3:3 Weite der Aufspaltung . . 215 1.134 Durchsdmeidungssprünge 215 1.135 Bildung von Leerstellen und Zwischengitteratomen

durch 8prünge . . . . . . . . . . . . 217 1.13() Klettern von aufgespaltenen Versetzungen 218 1.137 Quergleitung . . . . . . . 219 1.138 Seßhafte Versetzungen. . . 220 1.1:39 Ursprung von Versetzungen 220

1.14 Plastische Verformung . . . . . 221 1.141 Versetzungsmultiplikation . 221 1.142 Die kritische Fließspannung 223 1.143 Verfestigung . . . . . . 225

1.1;; Kriechen . . . . . . . . . . 228 1.151 Hochtemperaturkriechen 230 1.152 Kriechen bei mittlerer Temperatur 231 1.153 Kriechen bei tiefen Temperaturen 232

1.1() vVechselwirkung z\rischen Versetzungen und anderen Gitter-störungen . . . . . . . . . . . 232 1.161 Elrtstische Wechselwirkung 233 1.162 Chemische Wechselwirkung. 233 1.163 Streckgrenzeneffekte 234 1.1G4 J\Titdiffusion von Fremdatomen 235 LW;) ,~usscheidungen. . . . . . . 235

1.2 Elektronenmikroskopische Untersuchung des Verhaltens von Ver­setzungen und Leerstellen im Aluminium (H. BICHsEL). . . . . . 238 1.21 Präparationsmethoden zur elektronenmikroskopischen Unter­

suchung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 1.211 Abdruckverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 1.212 Herstellung durchstrahlbarer Metallfolien . . . . . . 239

1.22 Nachweis von Versetzungen und Agglomeraten von Leerstellen 240 1.221 Übersicht . . . . . . . . 240 1.222 Besondere Versetzungstypen 244

1.2:3 Subkorngefüge . . . . 248

Literatur zu Kapitel 13 1.1 u. 1.2 253

2. Plastische Verformung (D. ALTENPoHL, H. BICHsEL, E. MACHE-RAUCH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . 257 2.2 Kristallographie und Geometrie der Verformung. 257 2.3 Verformung von Reinstaluminium . 262

2.31 Einkristalle . . . . . . . . . . . . . . 262

x Inhaltsverzeichnis

2.311 Verfestigungskurven . . . . 262 2.312 Oberflächenbeobachtungen . 265

2.32 Bi-, Tri- und Mehrkristalle 269 2.33 Vielkristalle . . . . . . . . . . 273

2.4 Verformung von Aluminiumlegierungen 279 2.41 Kupferhaltige Legierungen. . . 279 2.42 Magnesiumhaltige Legierungen. . 284 2.43 Sonstige Legierungen . . . . . . 288 2.44 Technische Verformung von Knetlegierungen 289 2.45 Hochgeschwindigkeitsverformung ..... 293

2.5 Oberflächenbeobachtungen bei Kriech- und Wechselverformung . 294 2.51 Kriechverformung . 294 2.52 Wechselverformung 298

Literatur zu Kapitel B 2. . . 303

3. Erholung und Rekristallisation (D. ALTENPOHL) 307

3.1 Erholung _ . . . _ . . . . . . . . _ . . . . 307 3.11 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . 307 3.12 Thermische Effekte während der Erholung 308 3.13 Erholung des elektrischen Widerstandes, der Linienbreite

bei der Röntgenfeinstruktur-Untersuchung sowie der Härte-werte ......................... 309

3.14 Grundlegende Beobachtungen bei der Entfestigung . . . . . 312 3.15 Erholung während oder nach der plastischen Deformation.

Zusammenhänge zwischen Erholung und Subkornwachstum 315 3.16 Einfluß gelöster Legierungselemente auf die Entfestigung . . 318 3.17 Übergänge zwischen Entfestigung und Rekristallisation . . . 319 3.18 Herstellung des halbharten Zustandes durch Entfestigung

oder durch Rekristallisation mit anschließender Kaltver-formung .................. 322

3.19 Entfestigungsverhalten bei Material geringer Dicke 329 3.20 Korrosionsverhalten. 331

3.2 Rekristallisation 3.21 Übersicht . . . . .

332 332

3.22 Untersuchungsmethoden zur Verfolgung der Rekristallisation. 333 3.221 Metallographische Beobachtungen 333 3.222 Prüfung der Festigkeitswerte . . . . . 334 3.223 Röntgenographische Untersuchungen . 334 3.224 Untersuchung physikalischer Kennwerte 334

3.23 Rekristallisation des Gußgefüges . . . . . . 335 3.24 Einfluß von Kaltverformungsgrad und Weichglühbedingungen

auf die primäre Rekristallisation . . . . . . . . . . . . . 335 3.241 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 3.242 Rekristallisation im Bereich des kritischen Reckgrades . 337 3.243 Ablauf der primären Rekristallisation oberhalb des

kritischen Reckgrades . . . . . . . . . . . . . . . 338 3.25 Einfluß von Legierungszusätzen auf die primäre Rekristalli-

sation ......... . 3.251 AufgabensteIlung . . . 3.252 Experimentelle Befunde

344 344 345

Inhaltsverzeichnis XI

3.26 Faktoren, welche die Rekristallisation des Aluminiums be-einflussen . . . . . . . . . . . .. ........ 35:l 3.261 Einwirkung des Gießverfahrens und der thermischen

Vorgeschichte auf die primäre Rekristallisation 353 3.262 Ablauf der sekundären Rekristallisation . . . .. 360 :l.263 Situation bezüglich einer einheitlichen Theorie des

Mechanismus der Rekristallisation des Aluminiums 363 3.264 Mechanismus der Korngrenzenvcrsehiebung bei der Re-

kristallisation. 366

Literatur zu Kapitel B 3 371

4. Feinstruktur und Texturen 374

4.1 Feinstruktur·Untersuchungen mit Röntgenstrahlen (F. ROHNER) 374 4.11 Messung der Gitterkonstante ......... 374 4.12 Ermittlung der Korngröße sowie von Versetzungen 377

4.2 Texturuntersuehungen (H. P. STÜWE) . . . . 380 4.21 Texturen, ihre 2\Iessung und Darstellung 380

4.211 Definitionen . . . . . . 380 4.212 Darstellung von Texturen 381 4.213 Messung von Texturen. 384

4.22 Guß texturen . . . . . . . 387 4.23 IVarmyerformungstexturen 388 4.24 Kaltverformungstexturen . 389

4.241 S- und R·Lage . . . 390 4.242 Oberflächentextur von Blechen 391 4.243 Legierungstyp der Walztextur 393 4.244 Fasertextur in Drähten . . . 395 4.245 Scher· und Torsionstexturen . 396 4.246 Theorie der Verformungstexturen :l96

4.25 Rekristallisationstexturen . . . . . . 399 4.251 Würfel- und R-Lage ..... :l99 4.252 Einfluß von Legicmngszusätzen . 399 4.253 Einfluß der Vorgeschichte des Materials 400 4.2M Rekristallisationstextur in Drähten . 401 4.255 Theorie der R('kristallisationstexturen . 401

4.3 Vergleich der Textur weich geglühter Bleche aus Reinaluminium und Kupfer (P. A. BECK). . . . . . . . . 410

4.4 Zipfelbildung bei Reinaluminium (H. HUG) 412 4.41 Aufgabenstellung und Übersicht . . 412 4.42 Einfluß der Walztemperatur, des Kaltverformungsgrades

und der Weichglühbedingungen. . . 414 4.43 Einfluß der Barrenglühbedingungen 416 4.44 Einfluß des Eisen: Silizium-Verhältnisses 418 4.45 Einfluß des Heinheitsgrades . . . . . . 420 4.46 Einfluß des Zusatzes von Beryllium, Chrom oder Vanadium 422

Literatur zu Kapitel B 4.1 bis 4.4 424

5. Theorie der Aushärtung . . . 427

5.1 Phänomenologie der Aushärtung (G. HOFMANN) 427 5.11 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . 427

XII Inhaltsverzeichnis

5.111 Voraussetzungen und Maßnahmen für die Aushärtung. Definition von Kalt- und Warmaushärtung ..... 427

5.112 Untersuchungsmethoden .............. 428 5.12 Übersicht über die bei der Aushärtung ablaufenden Vorgänge 430

5.121 Warmaushärtung . . . . . . . . . . . . . .. 430 5.122 Kaltaushärtung ............... 433 5.123 Rückbildung. Übergang von der Kaltaushärtung zur

Warmaushärtung . . . . . . . . . . . . . . 434 5.124 Kinetik der Aushärtung . . . . . . . . . . . 439

5.13 Faktoren, die die Kinetik der Aushärtung beeinflussen. 447 5.131 Legierungszusammensetzung . . . 447 5.132 Gitterfehlstellen. . . . . . . . . . . . . . . 448 5.133 Einfluß des Abschreckverfahrens oder einer kurz-

zeitigen Zwischenerwärmung auf die Aushärtung 450 5.134 Kaltverformung . . . . . . . . . . . . . . . 451 5.135 Einfluß von Vibrationen auf die Aushärtung . . 453 5.136 Zur energetischen Auswertung kinetischer Messungen 453

5.2 Strukturelle Vorgänge während Aushärtungs- und Ausscheidungs­vorgängen (V. GEROLD, D. ALTENPOEL, H. BICEsEL mit einem Beitrag von T. FEDERIGEr). . . 456 5.21 Einleitung. . . . . . . . . . . 456 5.22 System Aluminium-Kupfer . . . 462

5.221 Übersättigter Mischkristall . 463 5.222 Entmischungszonen (G. P. - Zonen I). 464 5.223 Die E>-Phase (G. P. - Zone II) 467 5.224 Die E>-Phase . . . . . . . . . . . . 469 5.225 Die E>-Phase . . . . . . . . . . . . 470

5.23 Systeme Aluminium-Silber und Aluminium-Zink 471 5.231 Übersättigter Mischkristall. 471 5.232 Entmischungszonen . . . . . . . . . . 473 5.233 Ausscheidungsphasen . . . . . . . . . 477

5.24 Systeme Aluminium-Zink-Magnesium und Aluminium-Kupfer-Magnesium . . . . . . . 480 5.241 Entmischungszonen . . . . . . 480 5.242 Ausscheidungsphasen . . . . . 483

5.25 System Aluminium-Magnesium-Silizium 486 5.26 Einfluß von Gitterfehlern auf die Zonenbildung . 489 5.27 Beeinflussung der Ausscheidung durch Gitterfehlstellen 498 5.28 Wechselwirkungen von Versetzungen mit Ausscheidungen 504

Literatur zu KapitelB 5. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 505

C. Physikalische und technologische Eigenschaften des Aluminiums und seiner Legierungen . . . . . . . . 511

1. Physikalische Eigenschaften 511

1.1 Übersicht (D. ALTENPOHL) . . 511

Literatur zu Kapitel C 1.1 . . . . 513

1.2 Elektrische Leitfähigkeit (H. ZOLLER) 514 1.21 Einleitung. . . . . . . . . . 514 1.22 HALL· Konstante, Elektronendichte und -beweglichkeit 515 1.23 Temperatur- und Zustandsabhängigkeit des spezifischen

elektrischen Widerstandes . . . . . . . . . . . . . . . . 517

J nhaltsverzeichnis XIII

1.231 .MATTHIEssENsche Regel und Temperaturkoeffizient 517 1.232 Temperaturabhängigkeit des Widerstandes im festen

Aluminium. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 518 1.233 Widerstand bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt 521

1.24 Beeinflussung des spezifischen elektrischen 'Widerstandes durch Gitterbaufehler und plastische Verformung ..... 522

1.25 'Wirkung von Fremdelcmenten auf den elektrischen Widerstand und die HALL-Konstante von Aluminium . . . . . .. 524 1.2ii1 Elcktrischer Widerstand mehrphasiger Legierungen . . 525 1.2ii2 Wirkung gelöster Fremdelemcnte . . . . . . . . . . 525 1.2;";;{ Wirkung größerer Zusätze. Vcrlauf von Widerstand

und HALL-Konstante bei Aushärtungsvorgängen 527 1.26 Weitere Beeinflussungsmöglichkeiten des spezifischen elek-

trischen lViderstandes ..... 531 1.2ß1 Elastische (Zug- )Hpannungen . 531 1.262 Magnetische Felder . . . . . 532

1.27 Wärml'lcitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit 532 1.28 Einige Hinweise auf die Technologie der Verarbeitung von

Aluminium ,,;u Leitmaterial 533

1.3 Diffusion (F. Rom;~;R) 534-1.31 Einleitung. . . . . 534 1.32 Chf'mische Diffusion. 534 1.33 Selbst diffusion . . . 539 1.H4 Diffusionsmechanismen und ~usammenhänge zwischen cl1('-

miseher Diffusion und Selbstdiffusion . 540 1.35 Oberflächen- und Korngrenzendiffusion 542

Literatur zu Kapitel C 1.2 und 1.:~ . . . . . . 544

2. Mechunisehl' Eigenschaften (D. ALTENPOHL u. E. von BURG) 547

2.1 Statische Festigkeit bei Raumtemperatur, ermittelt aus dem Zugversuch. . . . . . . . . . . 548 2.11 Spannungs-Dehnungs-Kurve. . . . . . . . . . 548 2.12 Härtewerte . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 2.13 Festigkeitswerte einiger Aluminiumknetlegierungen 552

2.131 Genormte Werte . . . . . . . . . . . . 552 2.132 Veränderung der Festigkeitswerte beim Kaltwalzen 552 2.13:{ Preß effekt . . . . . . . . . . . . . 554

2.14 Auswertung der Ergebnisse dcs Zugversuches. 556 2.141 Übersicht . . . . . . . 556 2.142 Gleichung der Fließkurve 556 2.14:{ Oleichmaßdehnung . . . 558 2.144 Einschnürung beim Zugversuch 558

2.2 Einfluß der Verformungsgeschwindigkeit und der Temperatur auf die im Kurzversuch ermittelten mechanischen Eigenschaften 559 2.21 Festigkeit bei tiefen Temperaturen . . . . . . . . . . . . 559 2.22 Festigkeit bei erhöhten Temperaturen. . . . . . . . . . . 560 2.23 ÜbersiC'ht über die Festigkeitswerte im Temperaturbereich von

-~200 bis +400°C. Einfiuß der Verformungsgeschwindigkeit 564

2.3 Standfestigkeit der Aluminium-Knetlegierungen. . 571 2.31 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . 571 2.32 Zeitstandfestigkeit und Zeitstandkriechgrenze 572

XIV Inhaltsverzeichnis

2.33 Dauerstandkriechgrenze . 2.34 DVM-Kriechgrenze . . . 2.35 Kriechkurven . . . . . 2.36 Auswertung der Kriechkurven

2.4 Verformungsverhalten des Aluminiums' in Abhängigkeit von der

574 574 575 576

Temperatur - Theoretische Ansätze. . . . . . . . . . .. 580 2.41 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 580 2.42 Hinweis auf einige Faktoren, welche bei der Untersuchung

des Kriechens die Meßwerte beeinflussen 581 2.421 Verfestigung durch Kaltverformung . 581 2.422 AUBScheidungsvorgänge . . . . . . 582 2.423 Kristallerholung und Rekristallisation 584

2.43 Einwirkung tiefer Temperaturen auf den Verformungsmechanis-mus . . . . . . . . . . . . . 584

2.5 Dauerfestigkeit oder Wechselfestigkeit . 585 2.51 AufgabensteIlung . . . . 585 2.52 Untersuchungsverfahren 585 2.53 Typische Ergebnisse von Ermüdungsprüfungen an Probestäben 588

2.531 Einfluß der Kaltverformung und der Temperatur auf die Wechselfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 588

2.532 Zusammenhang zwischen Wechselfestigkeit und Dehn­grenze oder Dehngrenzenverhältnis . . . . . . . . . 589

2.533 Einfluß verschiedener Arten von Kerben auf die Wech-selfestigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . 593

2.534 Oberflächeneinfluß auf die Ermüdungsfestigkeit 596. 2.535 Einfluß der Legierungszusammensetzung 597 2.536 Einfluß der Variablen während der Halbzeugherstellung 598

2.54 Ausbildung des Ermüdungsbruches 599,

Literatur zu Kapitel C 2. . 601

3. Unlegiertes Aluminium 603

3.1 Reinstaluminium (D. ALTENPoHL) 603 3.11 Herstellungsverfahren 603 3.12 Verfahren zur Ermittlung der Verunreinigungen von Reinst-

aluminium. . . . . . . . . . . . . . . . . 605 3.13 Einfluß der natürlichen Verunreinigungen des Reinstaluminiums

auf Entfestigung und Rekristallisation. ........ 607 3.14 Einfluß kleiner Legierungszusätze auf die Rekristallisation

des Reinstaluminiums ................. 610 3.15 Mechanismus der Beeinflussung der Rekristallisation des

Reinstaluminiums durch kleinste Zusätze oder Verunreini-gungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 616 3.151 "Kritische Dispersion" und Seigerungs-Substruktur . . 618 3.152 Ausscheidungsvorgänge bei kleinen Eisengehalten ... 622 3.153 Wechselwirkung der Fremdatome mit Korngrenzen

(Großwinkelkorngrenzen) ......... 624 3.154 Wechselwirkung der Fremdatome mit Versetzungen

und Versetzungsansammlungen . . . . . . . . . . . 625 3.155 Beeinflussung der Rekristallisation des reinsten Alu­

miniums durch kleine Kupfergehalte. Theoretische Ansätze ..................... 625

Inhaltsverzeichnis xv

3.156 Einfluß faserartig angeordneter Fremd"tome oder Aus-scheidungen auf die Rekristallisation 631

3.16 Eigenschaften und Anwendung von Reinstaluminium 632 3.17 Korrosionsverhalten des Reinstaluminiums 634

3.2 Reillaluminium (D. ALTENPoHL) . . . . . . . 638 3.21 Herstellungsverfahren, natürliehe Verunreinigungen 638 3.22 Aluminium-Eisen-Legierungen . . . . . . . . . 640

3.221 Konstitutionsfragen . . . . . . . . . . . . 640 3.222 1<'estigkcitswerte und Ausscheidungsvorgällge . 641 3.223 Eisengehalte yon Reinaluminium und Aluminium-

legierungen . . . . . . . 643 3.23 Aluminium-Silizium-Legierungen 643

3.231 Konstitutionsfragen . . . 643 3.232 Auss~heidungs- und Aushärtungsvorgänge 644

3.24 Konstitution und Gefüge von Al-Fe-Si-Legierungen 646 3.25 Eigenschaften des Reinaluminiums . 647 3.2G Anwendung und KOITosionsverhalten 648

Literatur zu Kapitel C 3. . . . . . . . . 650

4. ~ i eh taushärt bare Knetlegierun gen 653

4.1 Aluminium-lHagnesium-Legierungen (D. ALTENPOHL) 653 4.11 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 4.12 Konstitutionsfragen . . . . . . . . . . . . . 654

4.121 Zustandsdiagramm Aluminium-Magnesium, Gitterkon-stante C • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 654

4.122 Legierungszusammensetzung . . . . . . . . .. 656 4.13 Verhalten der Aluminium-Magnesium-Knctlegierungen bei

der Verarbeitung . . . . . . . 659 4.131 Sehmelzen und Erstarren. 659 4.132 Warmverformung . 660 4.133 Kaltverformung . 663 4.134 Entfestigung . . . 663 4.135 Weichglühung . . 664

4.14 Physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium-Magnesium-Legierungen. . . . . . . . . . . 667

4.1:') Gefügeumlagerungen bei der Warmbehandlung . 671 4.151 Allshärtungsvorgänge . 671 4.152 .\usscheidungsvorgänge 674

4.16 Korrosionsverhalten. . . . . 675 4.161 Übersicht . . . . . . 675 ·1,.162 Verhalten bei langandauernder atmosphärischer Kor-

rosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676 4.163 Verhalten bei Spannungskorrosion . . . . . 677

4.17 .\nwendullg <I"r Alulllinium-Magnesium-Lcgiertmgcn 681

Literatur zu Kapitel C 4.1 . . . . . . . . . . . .

4 .) Aluminium-Mangan-Legierungen (D. ALTENPoHL) 4.21 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . 4.22 Konstitutionsfragen . . . . . . . . . . .

4.221 Zustandsdiagramm Aluminium-Mangan 4.222 Legierungszusammensetzung . . . . .

682

685 685 685 685 687

XVI Inhaltsverzeichnis

4.23 Physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium-Mangan-Legierungen . . . . . . . . . . . . . 689

4.24 Einfluß einer Barrenhochglühung. . . . . . . . . . . . . 690 4.25 Verhalten der Legierung bei der Rekristallisation. . . . . . 695 4.26 Einfluß weiterer Legierungszusätze auf die Eigenschaften der

Aluminium-Mangan-Legierungen 699 4.261 Magnesium 699 4.262 Kupfer . . . . . . . . 701 4.263 Zink . . . . . . . . . 701

4.27 Anwendung der Aluminium-Mangan-Legierungen, Korrosions-beständigkeit . . . . . . . 701

Literatur zu Kapitel C 4.2. . . . . . . . . . . . . . . . . 703

5. Aushärtbare Knetlegierungen. . . . . . . . . . . . . 705

5.1 Aluminium-Kupfer-Magnesium-Legierungen (D. ALTENPOHL) 705 5.11 Geschichtlicher Hinweis. . . 705 5.12 Legierungszusammensetzung . 706

5.121 Übersicht . . . . . . 706 5.122 Aushärtende Phasen. . 710 5.123 Einfluß der einzelnen Legierungskomponenten 712

5.13 Kurze Übersicht über Ausgangsmaterial und Verarbeitungs-gang bei der Herstellung von AICuMg-Halbzeug 715 5.131 Barrenwärmen vor der vVarmverformung. 716 5.132 Lösungsglühen . . . . . . . . . . . 718 5.133 Abschrecken . . . . . . . . . . . . 721 5.134 Kaltverformen nach dem Abschrecken 723 5.135 Kaltaushärten . 728 5.136 Warmaushärten . . . . . 729 5.137 Weichglühen . . . . . . . 731

5.14 Festigkeitswerte, Verformbarkeit . 732 5.141 Festigkeitswerte von Blechen - Einfluß der Plattierung 732 5.142 Festigkeitswerte von Profilen, PreßefIekt ...... 733 5.143 Bruchdehnungswerte in Profilen und Schmiedeteilen . . 737 5.144 Dauerwechselfestigkeit und Dauerbelastungstemperatur 738 5.145 Das Verhalten bei technischen Formgebungs-Verfahren 739

5.15 Metallographische Untersuchung der Aushärtung ...... 739 5.16 Korrosionsverhalten ................... 740

5.161 Einfluß derthermischen Vorgeschichte auf die Korrosions-beständigkeit nach Kaltaushärten .•.... 741

5.162 Korrosionsbeständigkeit nach Warmaushärten . 742 5.163 EindifIundieren von Kupfer in die Plattierschicht 744 5.164 Potentialmessungen 747

5.17 Literaturübersicht . . . . . . . . . . . . . . 751

Literatur zu Kapitel C 5.1 . . . . . . . . . . . . . . . 751 5.2 Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen (H. Huo) 754

5.21 Einfluß der Legierungszusammensetzung . . . . 754 5.22 Thermische Behandlung durch Lösungsglühen und Warm­

aushärten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 5.23 Korrosionsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 5.24 Physikalische Eigenschaften von AIMgSi-Legierungen mit je

ca. 1% Mg und Si 769 Literatur zu Kapitel C 5.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769

Inhaltsverzeichnis XVII

5.3 Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen (H. HUG) 770 5.31 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . 770 5.32 Zustandsdiagramm . . . . . . . . . . . . 771 5.33 Legierungszusammensetzung und Festigkeitswerte 771 5.34 Physikalische Eigenschaften von AIZnMg-Knetlegierungen

(Richtwerte) . . . 774 5.35 Verformbarkeit. . 774 5.36 Wärmebehandlung 775

5.361 Aushärtung 775 5.362 Weichglühung 776

5.37 Aushärtungskinetik . 778 5.371 Rückbildung . 778 5.372 Einfluß kleiner Zusätze 780

15.38 Korrosionsverhalten . 781 15.39 Suhweißbarkeit 783

Literatur zu Kapitel C 5.3 . . 784

5.4 Aluminium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierungen (H. Huu) 7815 15.41 Übersicht . . . . . . . 785 5.42 Konstitutionsfragen . . . . . . . . . . 786

5.421 Zustandsdiagramm . . . . . . . 786 5.422 Zusammensetzung der Legierungen 787

5.43 Halbzeug . . . . . . . . . . . . . . 790 5.44 Wärmebehandlung und .Festigkeitseigenschaften 790 15.45 Weichglühen und Verformbarkeit 796 5.46 Verbindungsarbeiten 797 15.47 Korrosionsverhalten . 797

Literatur zu Kapitel C 5.4. . 798

6. Gllßlegierungen (H. ARBENZ) 799

6.1 Übersicht gcmäß DIN 1725, BI. 2 800

6.2 Hüttenlegierungen und Umschrnelzlegierungen 800

6.3 Kolbenlegierungen . . . . . . . . . . . 803 6.31 Fabrikationsmethoden für Kolben . . . 804 6.32 Übersicht über die Kolbenlegierungen . . 805 6.33 Die Aufgaben der Legierungselemente der Kolbenlegierungeu. 805

6.331 Kupfer 806 6.332 Silizium . . 806 6.333 ~lagnesiulll 806 6.334 Eisen . 807 6.3315 Mangan . . 807 6.336 Nickel. . . 807 G.337 Titan und Bor 807 G.338 Phosphor 807

G.34 Warmbehandlung vou Kolbenlegierungen 808 6.35 Einige wichtige betriebsteehnische Eigenschaften der Kolben-

legierungen . . . . . . . . 809 G.351 Dichte. . . . . . . . 809 G.352 Temperaturausdehnung 809 6.353 \\' armfestigkeit . . . . 809

XVIII Inhaltsverzeichnis

6.4 Warmbehandlung von Gußstücken 811 6.41 Voll- und Teilaushärtung 811 6.42 Stabilisierungsglühen . 812

6.5 Mechanische Eigenschaften 813 6.51 Probestabformen . . . 813 6.52 Statische Festigkeit, Bruchdehnung und Härte . 814 6.53 Wechselfestigkeit (Ermüdungsfestigkeit) 815 6.54 Warmfestigkeit . . . . 816

6.6 Physikalische Eigenschaften 817

Literatur zu Kapitel C 6. . . . 817

7. S. A. P. - das warmfeste Sinter-Aluminium-Produkt (E. A. BLOCH) . . . . . . . . . . 818

7.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . 818

7.2 Herstellung VOll S. A. P.-Pulver. . . 820

7.3 Herstellung von S. A. P.-Preßlingen . 821 7.4 Herstellung und Verarbeitung von S. A. P.-Halbzeug 824

7.5 Gefüge von S. A. P. . . . . . . . . . . . . . 826 7.51 Elektronenmikroskopische Untersuchungen 826 7.52 Modellversuche ............ 827 7.53 Rekristallisationsversuche . . . . . . . . 827

7.6 Zusammenhang zwischen mechanischen Eigenschaften und Gefüge des S. A. P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 7.61 Theoretische Untersuchungen . . . . . . . . 827 7.62 Einfluß der Teilchengröße und des Oxydgehaltes 828 7.63 Einfluß von Legierungszusäb;en . . . . . . . 829 7.64 Dispersionshärtung durch intermetallische Verbindungen 830

7.7 Eigenschaften des S. A. P.-Halbzeugs 831 7.71 Thermische Stabilität. . . 831 7.72 Mechanische Eigenschaften 832 7.73 Physikalische Eigenschaften 835 7.74 Korrosionsbeständigkeit . 836

7.8 Anwendungen 837

Literatur zu Kapitel C 7. 838

8. Korrosion (D. ALTENl'OHL u. H. ZEIGER) 840 8.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . 840 8.2 Prinzipielles Korrosionsverhalten des Aluminiums. 840 8.3 Korrosionsprüfung . . . . . . . . . . . . . . 842

8.4 Wachstum und Eigenschaften von Oxydschichten . 843 8.41 Natürliche Oxydhaut auf Reinstaluminium 84:3

8.411 Beobachtungen über das Wachstum der Luftoxydhaut . 843 8.412 Wachstumsmechanismus der Luftoxydhaut ..... 845 8.413 Wachstum der Oxydhaut im Kontakt mit 'Wasser oder

anderen Flüssigkeiten . . . . . . . . . 848 8.42 Natürliche Oxydhaut auf Aluminiumlegierungen 851 8.43 Oxydschicht und Potentialverhalten . . . . . 854 8.44 Durch anodische Oxydation erzeugte Schichten. 857

8.5

I llhalt~verzeichnis

8.441 ]<'ormierHdlichten . . . . . 8.442 Poröse anodische Dchichtell

Durch chemische Reaktion entstandene I::lchutzschiehten 8.51 Chromat-Phosphat-Schiehten 8.52 Farblose Oxydh.\"droxydsehichten. . . . . . .

XIX

857 859

86:~

863 863

8.6 Glänzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866

8.7 Physikalische Phänomene au Aluminium-Oberflächen 868

8.8 Einige Beispiele für das Korrosionsverhalten des Aluminiums . 869 8.81 Korrosionsverhalten bei Bewitterung 869 8.82 Korrosion in engen Spalten . . . 871 8.8:{ Galvanische Korrosion . . . . . 872 8.84 Lochfraßkorrosion (Pittingbildung) 874 8.815 Einfluß der Zusammensetzung des \Verkstoffes auf Potential-

und Korrosionsverhalten . 871i 8.86 Hpannullgslwrrosion 880

8.8fi1 Phänomenologie. . 880 8.862 Mechanismus der I::lpannungskolTosiou 882

Literatur zu Kapitel C 8 . 884

Sachverzeichnis . . . . . . . 891