KRALJEVINA JUGOSLAVIJA UPRAVA ZA ZAŠTITU KLASA 40 (3). INDUSTRISKE SVOJINE IZDAN 1 JULA 1936. PATENTNI SPIS BR. 12414 Aluminium Limited, Toronto, Canada. Usavršenje legura na aluminijumovoj osnovi. Prijava od 7 maja 1935. Važi od 1 oktobra 1935. Traženo pravo prvenstva od 29 avgusta 1934 (U. S. A.). Ovaj se pronalazak odnosi na usavršenje legura na aluminiumovoj osnovi, koje nisu podložne toplotnoj obradi u cilju poboljšanja njihovih fizičkih osobina. U početku primene aluminiuma bilo je pronađeno, da je čist metal sam po sebi bio malo pogodan za mnoge ciljeve usled njegove male jačine čak i u hladno obrađenom stanju. Kao posledica traženja jednog materijala, koji bi imao lakoću aluminiuma ali bi ipak imao jačinu, koja bi se približavala jačini čelika, javile su se legure na aluminiumovoj osnovi, koje je trebalo toplotno o-brađivati i ostavljati da ostare da bi se postigla njihova maksimalna jačina. Dobro poznati pretstavnik ove vrste kovanih i toplotno obrađenih legura jeste legura na aluminiumovoj osnovi, t. zv. tip duralumina, koji sadrži 4% bakra, 0,5°/o magneziuma i 0,5°/o mangana. Da bi se kod takvih legura postigla maksimalna jačina potrebno je držati ih kratko vreme na temperaturi od 510° C, a zatim brzo ohladiti metal do mnogo niže temperature, obično do sobne temperature ili temperature okolne atmosfere. Zatim se legura ima ostaviti da nekoliko dana bude na običnoj temperaturi ili da se u toku nekoliko sati zagreva do malo povišene temperature u cilju potpomaganja starenja. Legure, koje su obrađene na ovaj način obično su manje otporne prema korozivnim napadima nego legure koje nisu toplotno obrađivane. Smanjenje otpornosti prema koroziji ima naročitu važnost kada je legura izložena slanoj vodi ili atmosferi, koja je sadrži. Dok toplotno obrađene legure ove vrste imaju veću jačinu nego toplotno neobrađene kompozicije, izvršenje toplotne obrade povišuje cenu koštanja izrade završnih produkata, postavljajući u isto vreme izvesna ograničenja u konstruisanju delova, usled de-formisanja koje može nastupiti pri naglom hlađenju od visoket emperature. Šta više, legure, koje nisu toplotno obrađene, mogu biti zavarivane bez osetnog gubitka u fizičkim osobinama u blizini zavarenog sastavka, dok pod sličnim okolnostima toplotno oprađene legure trpe smanjenje jačine usled dejstva toplote, potrebne pri zavarivanju strukturu legure. Zato se osetila potreba za jeftinijom ali ipak jakom legurom, kojoj ne bi bila potrebna toplotna obrada radi razvijanja visokih fizičkih osobina. Jedan od ciljeva pronalaska sastoji se, prema tome, u stvaranju jedne legure, koja će dobiti veliku jačinu bez pribegavanja naročitoj toplotnoj obradi. Drugi cilj je stvaranje legure, koja ne stari pri stajanju na o-bičnoj ili malo povišenoj temperaturi, posle naglog hlađenja od temperature odgrevanja. Još jedan cilj je dobijanje visoke jačine legure bez gubitka u otpornosti prema koroziji. Pronašli smo da dodavanje aluminiuma oko 0,1% do 3,5°/o magneziuma, 0,05% do 0,45°/o bakra, 0,1 do 1,0% mangana i 0,1% do 0,5°/o hroma proizvodi jednu leguru, koja ima bolje mehaničke osobine nego druge toplotno neobrađene legure pod istim okolnostima obrade u hladnom stanju ili odgre-vanja. U poređenju sa običnim do sada poznatim i upotrebljavanim legurama ova legura ima neobično visoku jačinu na prekid i granicu razvlačenja, čak i u odgrejanom stanju. Vrednosli izduženja takođe su visoke u, poređenju sa drugim legurama slične jačine. Šta više, ove osobine ostaju u glavnom nepromenijive i posle ponovljenih zagreva-nja i hlađenja, što je suprotno ponašanju legura, koje treba da budu toplotno obrađene, da bi postigle svoju potpunu jačinu. Ovo jedinstveno ponašanje naše legure pod uti-cajem ponovljenih zagrevanja i hlađenja može se po našem mišljenju pripisati prividno potpunom rastvaranju magneziuma i bakra u aluminiumu pri običnoj, kao i pri višoj temperaturi. Za razliku od običnih toplotno obrađenih legura naša legura ne stvara pre-sićeni čvrsti rastvor pri hlađenju do sobne temperature od temperature od recimo SICPC. Prebivanje na sobnoj temperaturi u toku nekoliko dana ili ponovno zagrevanje do nešto viših temperatura ne prouzrokuje izdvajanje ili dr. promene u unutrašnjoj strukturi legure. Rastvaranje magneziuma i bakra koristi takođe i povećanju jačine legure, pošto se atomi ovih elemenata tešnje združuju sa atomima aluminiuma u stanju čvrstog rastvora, nego ako bi ostajali nerastvoreni. Čvrsti rastvori uopšte pokazuju veću jačinu nego čisti metali od kojih su oni sastavljeni. Pvi odgrevanju posle obrade u hladnom stanju čvrsti rastvori obično razvijaju krupnozrnastu strukturu. Stoga smo našli kao neophodno da našoj leguri dodamo mangan i hrom, da bi osigurali jednoliku sitnozrna-stu strukturu. Ovi se elementi praktično ne rastvaraju u aluminiumu i ni na koji način ne utiču na ponašanje magneziuma i bakra. Poboljšani karakter legure našeg sastava može biti mnogo jasnije prikazan upore-đivanjem sa osobinama dobro poznatih toplotno neobrađenih legura na osnovi aluminiuma. Sastav ispitivanih legura naveden je u donjoj tablici, pri čemu su legure A, B i C izrađene shodno našem pronalasku, dok legure D. E i F pretstavljaju obične toplotno neobrađene legure, koje se široko upotrebljavaju. Sastav legure u procentima. Legura Mg. Mn. Cu. Cr. Si. A 3,11 0,50 0,41 0,26 B 3,09 0.52 0,21 0,26 C 1,37 0,52 0,42 0,25 D — 1,25 — E 1,0 1,25 — Od ovih legura bili su izgrađeni limovi valjanjem na uobičajen način u vrućem i hladnom stanju sa potrebnom obradom od-grevanjem u međuvremenu. Uzorci su zatim bili ispitani u potpuno tvrdom ili hladno valjanom, kao i u određenom stanju. U poslednjem slučaju tvrda valjana poluga bila je odgrejana pri temperaturi od oko 415° C, da bi se otklonila sva naprezanja prouzrokovana obradom. Izraz: »potpuno tvrd“, koji je ovde upotrebljen odnosi se na metalnu polugu čija je debljina poprečnog preseka bila smanjena za 75 ili više procenata valjanjem prvobitno potpuno mekog ili potpuno odgrejanog materijala u hladnom stanju. Prednost naših Isgura u odgrejanom stanju pred običnim legurama uvideće se iz uporednih vrednosti u sledećoj tablici fizičkih osobina. Odgrejani lim. K. po. kv. sm. Izduženje Jačina Granica u °/o na Legura na razvlačenja dužini 50,8 mm. A 2707 1286 22,2 B 2650 1258 21,8 C 2074 837 19,7 D 1125 351,5 40,0 E 1828 703 20,0 F 1125 351,5 40,0 Legure A, B i C pokazuju izrazito po- večanje jačine pred legurama D, E i F, za- državajući u isto vreme zadovoljavajuće izduženje. Legura E koja je do sada smatrana kao jedna od najjačih toplotno neobrađenih legura pada daleko ispod jačine na prekid i granice razvlačenja legura A i B. Drugi dokaz poboljšanog karaktera naših legura, vidi se iz fizičkih osobina tvrdog valjanog materijala. Sledeča tablica pruža u-poređenje između naših legnra, koje su do sada bile u opštoj upotrebi. Tvrdo valjane legure. Kg. po. kv. sm. Izduženje Legura Jačina Granica u 0(° na na prekid razvlačenja dužini 50,8 mm. A 4408 3950 5,2 B 4197 3782 4,8 C 3388 3149 4,2 D 2039 1758 4,0 E 2953 2671 3,0 F 2039 1828 10,0 Postojanost fizičkih osobina naših leguru pod okolnostima, koje obično prouzro-kuju povećanje ječine legura, koje se toplotno obrađuju ilustrovana 'je sledečim tablicama. Probni komadi prve grupe bili su 15 minuta zagrevani na teperaturi od 510° C. i zatim naglo ohlađeni, dok su komadi druge grupe prvo bili obrađeni na isti način a zatim ponovo zagrevani do 160° C. u toku 18 sati. Toplotno obrađene legure Kg. po kv. sm. Izduženje Jačina Granica u °o na Legura na p^jd razvlačenja dužini od 50,8 mm A 2749 1315 20,8 B 2552 1181 21,3 C 2074 879 19,3 Toplotno obrađene i ostarele legure. A 2889 1511 21,7 B 2643 1286 22,0 C 2151 956 19,3 Iz ovih rezultata kao i iz rezultata do bivenih kod odgrejanih legura izlazi da ovde postoji samo mala promena jačine kod gre-janog proizvoda. Ovi podatci otkrivaju sem toga činjenicu da je pri starenju ovde jedva nastupala kakva bilo promena jačine, što treba da znači da svi sastavni delovi legure, koji su rastvorljivi na visokoj temperaturi, ostaju u rastvoru i na običnoj ili malo višoj temperaturi. Poboljšanja otpornost naših legura prema koroziji može biti prikazana rezultatima, dobivenim izlaganjem strogom ispitivanju, koje se sastoji iz niza potapanja i vađenja probnih komada iz vodenog rastvora 5,26% natrium hlorida i 0,3% vodonik-pe-roksida. Uzroci toplotno obrađeni na dobro poznati način, naglo ohlađene i prirodno o-starele legure na bazi aluminiuma sa sadrži-nom oko 4,0% bakra, 0,5 magneziuma i 0,5% mangana, bili su ispitivani uporedno sa odgre-janim uzorcima legura A, B i C. Toplotno obrađena legura bila je izložena samo 24 sata dok su druge legure bile podvrgnute ispitivanju još drugih 24 sata, što skupno čini 48 sati neprekidnog izlaganja. Gubitci fizičkih osobina u pore-đenju sa prvobitnim osobinama nekorodiranih legura izraženi su veličinom procentualnog smanjenja u donjoj tablici. Procentualni gubitak fizičkih osobina korodiranih legura. . Jačina na Lešura prekid Granica razvlačenja Izduženje Toplotnu obrađena 4 Cu, 0,5 Mg. 0, Mn. — 19 — 6 — 63 A — 6 — 1 — 36 B — 8 — 1 — 41 C — 6 — 3 — 28 Prethodno pomenute dobre osobine is-poljavaju se u oblasti od oko 0,1 do 3,5% magneziuma, 0,1% do 0,45% bakra, 0,1% do 1% mangana i 0,1% do 0,5% hroma. Ako se želi izvanredna lakoća obrade a ne maksimalna jačina, biće dovoljno mala ukupna količina legirajućih sastojaka. Za opšte svrhe, međutim, mi više volimo da upotrebljavamo oko 1,5% do 3% magneziuma, 0,2 do 0,4% bakra, 0,4% do 0,8% mangana i 0,15% do 0,4% hroma. Magnezium i bakar moraju se u svakom slučaju zadržati ispod maksimalne rastvorljivosti u čvrstom stanju pri sobnoj temperaturi, usled čega je gornja granica za magnezium postavljena kod 3,5% a za bakar kod 0,45°/o. Da bi se dobili najbolji rezultati a da bi se ipak imala lako o-bradljiva legura, našli smo kao potrebno da se sadržina primeša gvožđa i siliciuma u aluminiumu ograniči na ukupnu maksimalnu sadržinu od oko 0,3% iako se pod izvnsnim uslovima može dopustiti i do 0,5%. Izraz „aluminium' koji je ovde upotrebljavan označuje takvu vrstu metala, koja ne sadrži više nego 0,5% celokupnih primeša. Patentni zahtevi: 1. Legura na bazi aluminiuma, naznačena time, što sadrži oko 0,1 do 3,5 % magneziuma, 0,1 do 0,45% bakra, 0,1 do 1,0%' mangana i 0,1 do 0,5% hroma a ostatsk do 100% aluminiuma. 2. Legura prema zahtevu 1, naznačena time, što sadrži oko 1,5 do 3% magneziuma, 0,2 do 0,4% bakra, 0,4 do 0,8% mangana i 0,15 do 0,4% hroma. 3. Legura prema zahtevu 1 ili 2, naznačena time, što sadrži oko 3% magneziuma, 0,2 ili 0,4% bakra, 0,5% mangana i 0,25o/o hroma. 4. Legura prema zahtevu 1, naznačena time, što sadrži oko 1,4% magneziuma 0,5°/® mangana, 0,4% bakra i 0,25% hroma. ' . . .