DIN 29850-1989 Aerospace heat treatment of wrought aluminium alloys《航空航天 精制铝合金的热处理》.pdf

1、DINL DIN 29850 89 2794442 0057588 L8b DK 669.715.016.26 : 621.78 : 629.7 DEUTSCHE NORM Oktober 1989 DIN 29 850 Luft- und Raumfahrt Vrmebehandlung von Aluminium-Knetlegierungen Aerospace; heat treatment of wrought aluminium alloys Aronautique et espace; traitement thermique des alliages daluminium Er

2、satz fr (Supersedes) LN 29 850 T1/08.14 corroys Oiese Norm ist anerkannt durch das Bundesamt fr Wehrtechnik und Beschaffung und das Luftfahrt- Bundesamt. Inhalt Sei te 1 Anwendungsbereich und Zweck 2 Allgemeines 3 Begriffe . 3.1 Anlieferungszustand 3.2 Kaltverfestigung . 3.3 Wrmebehandlung 4 Wrmebeh

3、andlungsanlagen 4.1 Wrmebertragungsmittel 4.2 Einrichtungen zum Messen, Regeln und Registrieren der Temperatur 4.3 Abschreckanlage 5 Durchfhrung der Wrmebehandlung . Tabelle 1. Oickenabhngige max. Aufheizdauer . Tabelle 2. Dickenabhangige max. Abschreckver- zogerung Tabelle 3. Wiederholung des Losun

4、gsgluhens . Tabelle 4. Bedeutung der Zustandsbezeichnungen Tabelle 5. Temperaturen und Zeiten fur das Weichgluhen (Richtwerte) Temperaturen und Zeiten fur das Erholungsgluhen (Richtwerte) Temperaturen fur das Losungsgluhen und Abschrecken . Tabell$ 6. Tabelle 7. Bild 1. Erforderliche Haltedauer beim

5、 iosungsgluhen im Salzbad Bild 2. Erforderliche Haltedauer beim Losungsgluhen inc Luftumwalzofen . Temperaturen und Zeiten fur das Warmauslagern . Zitierte Normen und andere Unterlagen . Anderungen Tabelle 8. 2 2 2 2 2 3 6 6 6 6 7 7 a 8 9 13 13 14 16 17 18 24 24 LN 29 850 T2j08.14 LN 29 850 T3/08.74

6、 LN 29 850 4/08.74 LN 29 850 T5/08.74 LN 29 850 Beiblatt/08.74 In case of dispute the German warding shall be val id. This Standard is approved by the Bundesamt fr Wehrtechnik und Beschaffung and the Luftfahrt- Bundesamt. Contents 1 Field of application and scope . 2 General 3 Definitions . 3.1 As-r

7、eceived condition 3.2 Strain hardening . 3.3 Heat treatment . 4 Heat-treating facilities . 4.1 Heating media 4.2 Temperature-measuring, control and recording equipment 4.3 Quenching equipment 5 Heat-treating procedure Table 1. Maximum heat-up time according to thickness . Maximum quench delay accord

8、ing to thickness . Table 2. Table 3. Re-solution heat treatment Table 4. Oefinition of temper designations , Table 5. Temperatures and times for full annealing (reference data) Temperatures and times for partial annealing (reference data) . Table 7. Temperatures for solution heat treat- ment and que

9、nching Table 6. Figure 1. Holding times required for solution heat treatment in salt bath . Figure 2. Holding times required for solution heat treatment in air-chamber furnace Temperatures and times for artificial ageing Quoted standards and further documents Revision Table 8. Page 2 2 2 2 2 3 6 6 6

10、 6 7 7 a 8 10 13 13 15 16 17 19 24 24 Fortsetzung Seite 2 bis 24 (Continued on pages 2 to 24) Normenstelle Luftfahrt (NL) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. 645 11 Alleimarlcauf der Nomen durch euth Veflag GmbH. BurggrafenstraBs 6,1000 Berlin 30 DIN 29 850 OM 1989 Preisgr. 14 in RCI Vertr.-N

11、r. 3014 DIN1 DIN 29850 89 U Seite 2 DIN 29 850 2794442 0057589 012 1 Anwendungsbereich und Zweck Diese Norm umfat die Wrmebehandlung von Alumi- nium-Knetlegierungen nach dem Werkstoff-Handbuch der Deutschen Luftfahrt Teil I, 2. Band, durch den Halbzeughersteller (Hersteller) und Luftfahrtge- rtehers

12、teller (Verbraucher bzw. Besteller). Sie gibt Hi,nweise fr die notwendigen Einrichtungen und deren Uberwachung. Die vorkommenden Begriffe fr die Wrmebehandlungen werden erlutert. Die in dieser Norm angegebenen Wrmebehandlungs- daten stellen im Regelfall die im betreffenden Werkstoff-Leistungsblatt d

13、es Werkstoff-Handbuches der Deutschen Luftfahrt, Teil I, 2. Band, vorge- schriebenen Eigenschaften sicher. In besonderen Fllen (z. B. beim Stufenwarmauslagern) kann eine Optimierung der Wrmebehandlungsbedingungen erfor- derlich sein. Werden fr Halbzeug vom Hersteller besondere Ma- nahmen getroffen,

14、die eine von dieser Norm abwei- chende Wrmebehandlung erforderlich machen, so sind diese zwischen Hersteller und Besteller zu verein- baren und die genderten Wrmebehandlungsdaten in dem Abnahmeprfzeugnis anzugeben. Mehrfache Wrmebehandlungen und Formungsvorgange ndern die Werkstoffeigenschaften. In

15、diesen Fllen ist das Einhalten der Forderungen des Werkstoff- Leistungsblattes durch den Verbraucher nachzu- weisen. 2 Allgemeines Die Wrmebehandlung fr die einzelnen Legierungen ist in Temperaturhhe und Haltedauer unterschied- lich. Whrend der Temperaturbereich beim Weich- glhen fr Umformungsvorgng

16、e verhltnismig gro ist, mssen zum Erzielen optimaler Festigkeits- eigenschaften engere Temperaturbereiche eingehalten werden. Um diese Forderungen erfllen zu knnen, mu die Eignung der Anlagen zur Wrmebehandlung metallischer Bauteile bzw. Halbzeuge nachgewiesen werden. Die frher verwendeten Zustandsz

17、ahlen .O bis .9 definieren den Werkstoffzustand nicht ausreichend. Fr die durch Wrmebehandlung beim Hersteller bzw. Verbraucher erzielten Werkstoffzustande werden in Anlehnung an die Warmebehandlungsbezeichnungen der Aluminum Association (AA) in USA Zahlenkombina- tionen mit vorgestellten Buchstaben

18、 verwendet. Dieses System wird fr die “aushrtbaren“ Alumi- nium-Knetlegierungen verwendet. Eine Gegenber- stellung und Beschreibung der neuen und alten Zu- standszahlen ist in Tabelle 4, Seite 9 festgelegt. 3 Begriffe 3.1 Anlieferungszustand Der Anlieferungszustand ist der Werkstoffzustand, in dem d

19、as Halbzeug oder die Bauteile an den Be- steller/Weiterverarbeiter geliefert werden. Die Werkstoffkennzahl gibt den Werkstoff in seinem Warmebehandlungszustand an. 3.2 Kaltverfestigung Die Kaltverfestigung ist eine aus Umformungsvor- gangen unterhalb der Rekristallisationstemperatur entstandene Stei

20、gerung der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes. 1 This Standard covers the heat treatment of wrought aluminium alloys included in the German Aviation Materials Manual, Part I, Volume 2, by the semi- finished product manufacturer (manufacturer) and aircraft manufacturer (user or customer). It pr

21、ovides information on the required equipment and its surveillance. The terms relating to thermal treatments employed are defined. The heat-treatment data given in this Standard are sufficient in general to assure the properties required by the relevant material data sheet of the German Aviation Mate

22、rials Manual, Part I, Volume 2. In specific cases (e.g. step ageing) it may be necessary to optimize the heat-treatment con- di ti ons . Field of application and scope If the semi-finished product manufacturer takes provisions requiring a thermal treatment deviating from this Standard, this shall be

23、 agreed upon between the manufacturer and the customer, and the modified heat-treatment data shall be stated in the acce8tance test certificate. Multiple heat-treating and forming operations alter the material properties. In such cases, conformance to the requirements of the material data sheet shal

24、l be determined by the user. 2 eneral Heat treatment of the different alloys varies with respect to temperature and holding time. While the temperature range applicable to full annealing for forming operations is relatively large, tighter temperature ranges are required to develop optimum strength p

25、roperties. To comply with these require- ments, it is necessary to demonstrate suitability of the heat-treating facilities for metallic parts or semi-finished products. The formerly used temper numerals .O to .9 do not provide for sufficient temper identification of materials. The tempers achieved b

26、y heat treatment by the manufacturer or user are now designated by numerical combinations with prefix letters, based on the U.S. Aluminium Association (AA) temper des- ignat6hs. This system applies to “heat-treat- able“ wrought aluminium alloys. A cross-reference index and description of the new and

27、 former temper designations appear in table 4, page 10. 3 Definitions 3.1 As-received condition The as-received condition is the material condition in which semi-finished products or parts are sup- plied to the customer/processor. The material iden- tification number indicates the material and its t

28、emper. 3.2 Strain hardening Strain hardening is an increase in strength proper- ties of the material, resulting from working operations below the recrystallization temperature. DIN1 DIN 29850 89 Die Festigkeitseigenschaften werden durch Walz-, Zieh-, Stauch-, Reck- oder Richtvorgnge gestei- gert, di

29、e in der Regel nach dem Lsungsglhen und Abschrecken in kalten Zustand erforderlich werden, um die vorgeschriebene Oeradheit oder Planheit LU erreichen. Wenn der Verbraucher zum Erzielen gnstiger Umfor- mungseigenschaften am Halbzeug eine erneute Wrme- behandlung durchfhrt, mu er mit der Minderung de

30、r Festigkeitseigenschaften um den Betrag der durch Kaltverfestigung erzielten Steigerung rechnen. Wenn fr die Weiterverarbeitung besondere Eigen- schaften erforderlich sind, mu vom Hersteller ein definiertes Stauchen oder Recken ber die Stauch- bzw. Streckgrenze durchgefhrt werden. 3.3 Wrmebehandlun

31、g Die Wrmebehandlung ist ein Verfahren, bei dem der Werkstoff zum Erzielen bestimmter Eigenschaften einer thermischen ehandlung im Salzbad oder Luft- umwlzofen unterzogen wird. Das Verfahren mu stets am ganzen Halbzeug oder Bauteil durchgefhrt werden; eine teilweise Wrmebehandlung ist nicht zu1 ssi

32、g . Zur Weiterverarbeitung des Halbzeugs angewendete Verfahren, die mit rtlicher Wrmebeeinflussung verbunden sind, wie Schweien, Warmwalzen und Durchsetzen, werden in dieser Norm nicht behandelt. 3.3.1 Weichglhen Die fr das Weichglhen anzuwendenden Temperaturen und Zeiten sind in Tabelle 5, Seite 13

33、, aufgefhrt. Das Weichglhen bewirkt, da eine durch Aushrten und/oder Kaltverfestigen erzielte Festigkeitsstei- gerung wieder rckgngig gemacht wird. Die beim Weichglhen eintretende Entfestigung wird meistens durch Rekristallisation des Werkstoffes hervorge- rufen. Die Abkhlungsgeschwindigkeit von der

34、 Weichglhtem- peratur ist ausschlaggebend zum Erzielen eines sta- bilen heterogenen Gefges. Um daher bei einzelnen Werkstoffen die grtmgliche Weichheit zu erzie- len, mu nach der Haltedauer auf Glhtemperatur die vorgeschriebene Abkhlgeschwindigkeit eingehalten werden. Bei vollstndiger Ausscheidung d

35、er intermetalli- schen Verbindungen wird selbst nach lngerem Lagern ein nachtrglicher Wiederanstieg der Festigkeits- eigenschaften nicht eintreten. Der Werkstoffzustand nach dem Weichglhen wird mit “-0“ bezeichnet (bisherige Bezeichnung siehe Tabelle 4, Seite 9). 3.3.2 Erholungsglhen Die fr das Erho

36、lungsglhen anzuwendenden Tempera- turen und Zeiten sind in Tabelle 6, Seite 13, auf- gefhrt. Das Erholungsglhen ist eine Warmebehand- lung unterhalb der Rekristallisationstemperatur und entfernt nur teilweise die Verfestigungen, so da infolge verminderter Streckgrenze und angehobener Dehnung die For

37、mbarkeit wieder verbessert werden kann. Das Ausgangsgefge bleibt bei dieser Tempera- tur erhalten. Das Erholungsglhen wird eingesetzt, wenn das Weichglhen zu Grobkornbildung fhren kann oder fr weitere Formungen nur ein teilentfestigter Werk- stoff erforderlich ist. 2794442 0057590 834 DIN 29 850 Sei

38、te 3 Strength properties are increased by such processes as rolling, drawing, compressing, stretching or straightening which are required in general to be carried out cold after solution heat treatment and quenching in order to produce the specified straightness or flatness. When reheat treating sem

39、i-finished products to achieve adequate forming properties, the user shall account for a reduction in strength properties by the amount corresponding to the increase obtained through strain hardening. When particular properties are required for further processing, the manufacturer shall perform a co

40、ntrolled compression or stretching beyond the yield point. 3.3 Heat treatment Heat treatment is a process in which the material is subjected to a thermal treatment in the salt bath or air-chamber furnace in order to confer certain properties. The process shall always be conducted on the whole of a s

41、emi-finished product or part; partial heat treatment is prohibited. Methods used in further processing semi-finished products, involving heat effects in local areas, e.g. welding, hot rolling and offsetting, are not dealt with in this Standard. 3.3.1 Full annealing Temperatures and times applicable

42、to full annealing are given in table 5, page 13. The effect of full annealing is to eliminate the strength increase produced by precipitation and/or strain hardening. This removal of hardening by full annealing is generally achieved by recrystallization of the material. The rate of cooling from anne

43、aling temperature is decisive for obtaining a stable heterogeneous structure. To achieve maximum softening of the various materials, it is therefore essential after the time of holding at annealing temperature to adhere to the specified rate of cooling. Upon complete precipitation of intermetallic c

44、om- pounds, subsequent re-increase in strength proper- ties will not occur even on prolonged ageing. The temper after full annealing is designated “-0“ (for former designation, see table 4, page 10). 3.3.2 Partial annealing Temperatures and times applicable to partial annealing are given in table 6,

45、 page 13. Partial annealing is a thermal treatment below the re- crystallization temperature and produces only a partial removal of hardening so as to improve formability by lowering the yield point and rais- ing elongation. The initial structure will be re- tained at this temperature. Partial annea

46、ling is applied when full annealing may result in grain coarsening or when further forming requires material to be only partially reduced in strength. DIN1 DIN 29850 89 W 2794442 0057593 770 W Seite 4 DIN 29 850 Die Umformungsarbeiten mssen bei aushrtbaren Legierungen kurzfristig nach der Wrmebehand

47、lung vorgenommen werden, da bei lngerer Lagerzeit (2. 8. 1 Monat) leichte Wiederaushrtung und damit eine Erhhung der mechanischen Eigenschaften ein- treten kann. Obwohl durch das Erholungsglhen nicht die optimale Weichheit erreicht wird, ist die Bezeichnung “-0“ fr die Kennzeichnung des Werkstoffzus

48、tandes einzu- setzen. 3.3.3 Aushrten Das Aushrten ist eine Wrmebehandlung an aushrt- baren Legierungen und besteht aus dem Lsungsglhen (Temperaturbereich 430 bis 550 OC, je nach Legie- rung) mit anschlieendem Abschrecken, Auslagern bei Raumtemperatur (RT) *) oder erhhten Temperaturen, oder einer Kom

49、bination von beiden (Vorlagerungs- zeit). 3.3.3.1 Lsungsglhen und Abschrecken Die fr das Lsungsglhen und Abschrecken anzuwen- denden Temperaturen und Zeiten sind in Tabelle 7, Seite 14, festgelegt. Das Lsungsglhen findet bei einer Temperatur statt, die kurz unter der Schmelz- temperatur der am niedrigsten schmelzenden Legie- rungsphase liegt, wobei die aushrtend wirkenden Legierungselemente im Mischkristall in Lsung ge- bracht werden. Durch schnelles Abs