VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BLECHS ODER BANDS AUS EINER ALUMINIUMLEGIERUNG SOWIE EIN DADURCH HERGESTELLTES BLECH, BAND ODER FORMTEIL

Abstract

 Es werden ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands aus einer Aluminiumlegierung sowie ein dadurch hergestelltes Blech, Band oder Formteil gezeigt. Eine raue Oberfläche und Fließfiguren können vermieden werden, wenn das kaltgewalzte Blech oder Band mit einer besonderen Zusammensetzung und Mikrostruktur einer Wärmebehandlung mit einem Rekristallisationsglühen mit nachfolgendem beschleunigtem Abkühlen unterworfen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands aus einer Aluminiumlegierung sowie ein dadurch hergestelltes Blech, Band oder Formteil.

[0002] Um Festigkeit und Umformbarkeit bzw. Duktilität, insbesondere Tiefziehformbarkeit, an einer 5xxx-Aluminiumlegierung bzw. Aluminiumlegierung auf Al-Mg-Basis einzustellen, ist es bekannt, am Blech oder Band bzw. bei der Metallstruktur des Aluminiumlegierungsblechs oder -bands eine feinere mittlere Kristallkorngröße, nämlich von 60 µm oder nach der EP0507411A1 kleiner 50 µm, vorzusehen. Nachteilig besteht bei solch einer feineren Kristallkorngröße von 60 µm oder kleiner die Gefahr von Typ A Fließfiguren, nämlich Lüders-Linien, an der Oberfläche des plastisch verformten Blechs oder Bands. Al-Mg-Mn-Legierungen sind daher beispielsweise für Außenhautteile im Karosseriebau, bei denen ssf (strech strain free)-Qualität oder ffa (fließfigurenarme)-Qualität, also eine Freiheit oder Reduktion von Typ A Fließfiguren, gefordert wird, nur bedingt geeignet.

[0003] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands aus einer Aluminiumlegierung mit Mg als eines der Hauptlegierungselemente sowie ein Blech oder Band der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das vergleichswiese hohe Festigkeit und Umformbarkeit sowie ssf-Qualität oder ffa-Qualität aufweist. Zudem soll das Verfahren einfach in der Handhabung und reproduzierbar sein.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1.

[0005] Erfindungsgemäß ist das Blech oder Band im Verfahren aus einer Aluminiumlegierung mit der Zusammensetzung, nämlich von 2,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium (Mg), von 0,2 bis 1,2 Gew.-% Mangan (Mn), optional bis 0,45 Gew.-% Silizium (Si), optional bis 0,55 Gew.-% Eisen (Fe), optional bis 0,35 Gew.-% Chrom (Cr), optional bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), optional bis 0,2 Gew.-% Silber (Ag), optional bis 4,0 Gew.-% Zink (Zn), optional bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu), optional bis 0,8 Gew.-% Zirkon (Zr), optional bis 0,3 Gew.-% Niob (Nb), optional bis 0,25 Gew.-% Tantal (Ta), optional bis 0,05 Gew.-% Vanadium (V) und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%.

[0006] Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte nach auf,

• Gießen eines Walzbarrens,
• Warmwalzen des Walzbarrens zu einem warmgewalzten Blech oder Band;
• Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke;
• Wärmebehandlung des auf die Enddicke kaltgewalzten Blechs oder Bands, umfassend Rekristallisationsglühen mit nachfolgendem beschleunigtem Abkühlen;

[0007] Optional kann das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweisen:

• Homogenisieren des Walzbarrens;
• Zwischenglühen des Blechs oder Bands beim Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke
• Stabilisieren des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands bei der Wärmebehandlung;

[0008] Erfindungsgemäß weist vor der Wärmebehandlung das auf die Enddicke kaltwalzte Blech oder Band mindestens eine intermetallische Phase mit ersten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) auf - dies durch die Verfahrensschritte vor der Wärmebehandlung. Beispielsweise in dem zumindest Gießen und das Kaltwalzen, insbesondere nach dem Zwischenglühen, derart aufeinander abgestimmt werden, dass das Blech oder Band mindestens eine intermetallische Phase mit ersten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweist.

[0009] Mit solch einer Zusammensetzung und Mikrostruktur ist ein Blech oder Band mit hoher Festigkeit und Umformbarkeit sowie ssf Qualität oder ffa Qualität herstellbar - und zwar, wenn dieses Blech oder Band nach der Wärmebehandlung eine mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 60 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) aufweist und die mittlere Kristallkorngröße D in mm und die Anzahl A der ersten Teilchen pro mm² in der Aluminiumlegierung die Bedingung

erfüllt -beispielsweise in dem das Rekristallisationsglühen der Wärmebehandlung derart durchgeführt wird. Durch ein dem Rekristallisationsglühen nachfolgendes beschleunigtes Abkühlen, kommt es -bedingt durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten- zu inneren Spannungen im Gefüge - und zwar zwischen Aluminiummatrix und den ersten Teilchen der intermetallischen Phase, was für eine ausreichende Anzahl an freien Versetzungen bei den ersten Teilchen der intermetallischen Phase sorgt. Damit werden beim Umformen des Blechs oder Bands Lüderslinien-Versetzungen nicht notwendig oder nicht notwendigerweise ausgebildet. Dies auch bei ungünstigen Verformungen bzw. bei komplexen Geometrien am umgeformten Blech oder Band.

[0010] Dieses Verfahren ist zudem einfach in der Handhabung und weist, beispielsweise durch eine Wasserabkühlung für das beschleunigte Abkühlen, höchste Reproduzierbarkeit auf, um ein Blech oder Band in ssf-Qualität oder ffa-Qualität herzustellen.

[0011] Die Anzahl an Versetzungen im Blech oder Band können im Verfahren weiter erhöht werden, wenn

ist. Insbesondere wenn

ist, kann das Blech oder Band vergleichsweise hohen Qualitätsansprüchen genügen, ohne dass auch bei vergleichsweise komplexen Geometrien oder ungünstigen plastischen Verformungen Fließfiguren, beispielsweise Lüders-Linien des Typs A, an der Oberfläche des umgeformten Blechs oder Bands befürchtet werden müssen.

[0012] Das Verfahren kann in der Reproduzierbarkeit weiter verbessert werden, wenn bei der Wärmebehandlung das Rekristallisationsglühen durch Halten bei einer Temperatur von 300 °C (Grad Celsius) oder mehr, insbesondere bis 600°C, erfolgt. Dies kann sich weiter verbessern, wenn das Rekristallisationsglühen bei 450°C bis 550°C erfolgt. Zudem kann diese Glühtemperatur ausreichend sein, das Gefüge durch ein beschleunigtes Abkühlen ausreichend vorzuspannen, um jene Versetzungen an den ersten Teilchen zu erzeugen, die in weiterer Folge Lüderslinien-Versetzungen nicht notwendig machen.

[0013] Dies insbesondere dann, wenn das erwärmte Blech beschleunigt mit einer Abkühlrate von mindestens 10 K/s (Kelvin pro Sekunde), insbesondere mindestens 20 K/s oder mindestens 50 K/s, abgekühlt wird, wobei dieses beschleunigte Abkühlen auf insbesondere unter 180 °C, insbesondere auf Raumtemperatur erfolgen kann.

[0014] Für, in der mittleren Teilchengröße ausreichend groß ausgebildete ersten Teilchen kann gesorgt werden, wenn der Walzbarren unter Einhaltung einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von < 2,5°C/s zur Erstarrung gebracht wird. Dies kann weiter verbessert werden, wenn die Abkühlrate < 2°C/s oder < 1°C/s oder < 0.75°C/s beträgt. Außerdem kann damit eine eventuelle Reduktion der mittleren Teilchengröße durch nachfolgende Verfahrensschritte, beispielsweise durch das Kaltwalzen, abgefangen werden, eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm vor der Wärmebehandlung sicherzustellen.

[0015] Zudem kann das optionale Homogenisieren durch Halten bei 450°C bis 550°C für mindestens 0,5 h erfolgten.

[0016] Das Warmwalzen kann bei 280°C bis 550°C erfolgen.

[0017] Das Kaltwalzen auf die Enddicke, kann mit einem Abwalzgrad von 10% bis 65%, insbesondere von 20% bis 50%, erfolgt. Insbesondere kann es von Vorteil sein, wenn das Kaltwalzen nach dem Zwischenglühen mit einem Abwalzgrad von 10% bis 65%, insbesondere von 20% bis 50% erfolgt, um die Reproduzierbarkeit der mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm zu verbessern.

[0018] Das optionale Zwischenglühen kann durch Halten bei 300°C bis 500°C erfolgen. Das optionale Stabilisieren kann durch Halten bei 80°C bis 120°C für mindestens 0,5 h erfolgt.

[0019] Eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm vor der Wärmebehandlung kann insbesondere dann sichergestellt werden, wenn das Produkt von Abwalzgrad in % nach dem Zwischenglühen und Abkühlrate in °C/s die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50, insbesondere 20 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 45, erfüllt.

[0020] Weist die intermetallische Phase eine Al-Mn-Basis auf, können jene Versetzungen in der Aluminiumlegierung geschaffen werden, anhand deren Fließfiguren besonders standfest vermeidbar sind. Vorzugsweise ist die intermetallische Phase vom Typ Al₁₃(Mn,Fe)₆ oder Al₁₅FeMn₃Si₂ oder Al₁₂Mn oder Al₆Mn. Auch ist vorstellbar, dass die primäre Phase die intermetallische Phase ausbildet, um in Zusammenwirken mit der Wärmebehandlung des Blechs oder Bands eine ausreichende Anzahl an Versetzungen zu schaffen.

[0021] Hohe Festigkeit und Umformbarkeit unter Vermeidung von Orangenhaut und Fließfiguren sind durch das Verfahren erreichbar, wenn die Aluminiumlegierung (mit einer Al-Mg-Mn-Basis) von 4,0 bis 5,0 Gew.-% Magnesium (Mg) und/oder von 0,2 bis 0,5 Gew.-% Mangan (Mn) aufweist.

[0022] Besonders hohe Festigkeit ist erreichbar, wenn die Aluminiumlegierung zusätzlich von 2,0 bis 4,0 Gew.-% Zink (Zn) aufweist (Al-Mg-Zn-Basis). Optional kann diese Aluminiumlegierung noch bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu) aufweist.

[0023] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Blechs oder Bands durch die Merkmale des Anspruchs 8.

[0024] Ist das Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung mit den Legierungsgehalten, nämlich von 2,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium (Mg), von 0,2 bis 1,2 Gew.-% Mangan (Mn), optional bis 0,45 Gew.-% Silizium (Si), optional bis 0,55 Gew.-% Eisen (Fe), optional bis 0,35 Gew.-% Chrom (Cr), optional bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), optional bis 0,2 Gew.-% Silber (Ag), optional bis 4,0 Gew.-% Zink (Zn), optional bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu), optional bis 0,8 Gew.-% Zirkon (Zr), optional bis 0,3 Gew.-% Niob (Nb), optional bis 0,25 Gew.-% Tantal (Ta) und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-% auf, steht eine Legierungskomposition zur Verfügung, mit der eine ausreichend hohe Festigkeit und Umformbarkeit/Duktilität erreichbar ist - wie dies beispielsweise für Außenhautteile im Karosseriebau gefordert wird.

[0025] Freiheit von Orangenhaut und Fließfiguren, unter anderem Lüders-Linien, kann am umgeformten Blech oder Band ermöglicht werden, wenn dieses Blech oder Band eine mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 60 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) und mindestens eine intermetallische Phase mit ersten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) aufweist, und wobei die mittlere Kristallkorngröße D in mm und die Anzahl A der ersten Teilchen in der Aluminiumlegierung pro mm² die Bedingung

erfüllt. Zudem ist es notwendig, dass das Blech oder Band einer Wärmebehandlung, umfassend Rekristallisationsglühen mit nachfolgendem beschleunigtem Abkühlen und optional einem Stabilisieren des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands, unterworfen worden ist.

[0026] So führt die erfindungsgemäße mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 60 µm dazu, dass durch das vergleichsweise feine Kristallkorn des Blechs oder Bands eine hohe Festigkeit und Umformbarkeit ermöglicht werden.

[0027] Letztgenanntes wird jedoch nicht durch Fließfiguren an der Oberfläche des umgeformten Blechs oder Bands beeinträchtigt, da erfindungsgemäß die im Blech oder Band vorliegenden ersten Teilchen eine begrenzte mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisen sowie die mittlere Kristallkorngröße D in mm und die Anzahl A der ersten Teilchen in der Aluminiumlegierung pro mm² die Bedingung

erfüllt.

[0028] Wird nämlich im Verfahren zur Herstellung das Blech oder Band durch Rekristallisationsglühen und danach beschleunigtes Abkühlen wärmebehandelt, kann dies aufgrund der Zusammensetzung und der sich daraus ergebenden Mikrostruktur für eine ausreichend hohe Anzahl an Versetzungen im Blech oder Band sorgen - was die Ausbildung von Lüderslinien-Versetzungen selbst bei komplexen Geometrien behindert. Erfindungsgemäß ist damit ein Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise mit einer Al-Mg Basis (bzw. Mg als eines der Hauptlegierungselemente) in ssf-Qualität oder ffa-Qualität geschaffen, das sich zudem durch ausreichende Festigkeit und Umformbarkeit beispielsweise für Außenhautteile im Karosseriebau auszeichnen kann.

[0029] Die Anzahl an Versetzungen im Blech oder Band können weiter erhöht werden, wenn

ist. Insbesondere wenn

ist, kann das Blech oder Band vergleichsweise hohen Qualitätsansprüchen genügen, ohne dass auch bei vergleichsweise komplexen Geometrien oder ungünstigen plastischen Verformungen Fließfiguren, beispielsweise Lüders-Linien des Typs A, an der Oberfläche des umgeformten Blechs oder Bands befürchtet werden müssen.

[0030] Eine ausreichende Anzahl an Versetzungen, um Fließfiguren am umgeformten Blech oder Band zu vermeiden, kann sich ergeben, wenn die Kristallstruktur an jedem ersten Teilchen mehr als 200, insbesondere mehr als 400, Versetzungen aufweist. Dies ist erreichbar, wenn das Blech oder Band durch Erwärmen und durch danach beschleunigtes Abkühlen derart wärmebehandelt wurde, dass die Kristallstruktur bei jedem ersten Teilchen mehr als 200, insbesondere mehr als 400, Versetzungen aufweist.

[0031] Vorzugsweise ist die Anzahl A der ersten Teilchen ≥ 10 Teilchen/mm², was für eine ausreichende Verteilung der Versetzungen im Blech oder Band ermöglichen kann, um Fließfiguren zu vermeiden. Dies insbesondere, wenn die Anzahl A der ersten Teilchen ≥ 25 Teilchen/mm², vorzugsweise ≥ 35 Teilchen/mm², ist.

[0032] Weist die intermetallische Phase eine Al-Mn-Basis auf, können jene Versetzungen in der Aluminiumlegierung geschaffen werden, anhand derer standfest Fließfiguren vermeidbar sind. Vorzugsweise ist die intermetallische Phase vom Typ Al₁₃(Mn,Fe)₆ oder Al₁₅FeMn₃Si₂ oder Al₁₂Mn oder Al₆Mn. Auch ist vorstellbar, dass die primäre Phase die intermetallische Phase ausbildet, um durch die nachfolgende Wärmebehandlung des Blechs oder Bands eine ausreichende Anzahl an Versetzungen zu schaffen.

[0033] Hohe Festigkeit und Umformbarkeit unter Vermeidung von Orangenhaut und Fließfiguren ist erreichbar, wenn die Aluminiumlegierung von 4,0 bis 5,0 Gew.-% Magnesium (Mg) und/oder von 0,2 bis 0,5 Gew.-% Mangan (Mn) aufweist.

[0034] Besonders hohe Festigkeit ist erreichbar, wenn die Aluminiumlegierung zusätzlich von 2,0 bis 4,0 Gew.-% Zink (Zn) aufweist (mit einer Al-Mg-Zn-Basis). Optional kann diese Aluminiumlegierung noch bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu) aufweist.

[0035] Das erfindungsgemäße Blech oder Band kann sich außerdem besonders zur Fertigung eines Formteils, insbesondere Fahrzeugteils, vorzugsweise Karosserieteils, durch Blechumformen eignen. Bevorzugt wird aus dem Blech oder Band eine Platine gefertigt, um ein Blechumformverfahren vornehmen zu können.

[0036] Im Allgemeinen wird erwähnt, dass die mittlere Kristallkorngröße und die mittlere Teilchengröße nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112 gemessen werden. Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung eine Al-Mg-Basis auf.

[0037] Außerdem kann das Blech oder Band eine mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 50 µm, ≤ 40 µm oder ≤ 30 µm aufweisen.

[0038] Außerdem kann die Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) < 2,4°C/s, < 2,3°C/s, < 2,2°C/s, < 2,1 °C/s, < 2,0°C/s, < 1,9°C/s, < 1,8°C/s, < 1,7°C/s, < 1,6°C/s, < 1,5°C/s, < 1,4°C/s, < 1,3°C/s, < 1,2°C/s, < 1,1 °C/s, < 1,0°C/s, < 0,9°C/s, < 0,8°C/s, < 0,7°C/s oder < 0,6°C/s sein.

[0039] Im Allgemeinen wird erwähnt, dass das Band in ein Spaltband oder in Bleche getrennt oder auch vom Blech oder Band Platinen abgetrennt werden können, um diese Halbzeuge umzuformen, beispielsweise blechumzuformen. Das Umformen kann ein Tiefziehen, Rollprofilieren etc. sein.

[0040] Im Allgemeinen wird erwähnt, dass die Aluminiumlegierung beispielsweise vom Typ EN AW-5083 oder EN AW-5086 oder EN AW-5182 oder EN AW-5454 oder EN AW-5457 oder EN AW-5754 sein kann.

[0041] Zum Nachweis der erzielten Effekte wurden beispielsweise kaltgewalzte Halbzeuge, nämlich Feinbleche aus einer Aluminiumlegierung mit einer Al-Mg-Mn-Basis und Feinbleche aus einer Aluminiumlegierung mit einer Al-Mg-Zn-Mn-Basis hergestellt. Folgende Aluminiumlegierungen, bestehend aus

Tabelle 1: verschiedenste Aluminiumlegierungen

Legierung	Mg Gew.-%	Mn Gew.-%	Fe Gew.-%	Si Gew.-%	Zn Gew.-%
C1	4,57	0,41	0,19	0,12	-
C2	4,71	0,41	0,23	0,12	-
C3	4,88	0,41	0,18	0,12	-
C4	4,74	0,44	0,24	0,12	-
D1	4,70	0,45	0,23	0,13	3,5

und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%, wurden verwendet.

[0042] Die Herstellung dieser Feinbleche erfolgte folgenden Verfahrensparametern:

Tabelle 2: Übersicht zu den Herstellungsverfahren

Bleche	Legierung	Gießen	Warmwalzen	Kaltwalzen		Wärmebehandlung
		Abkühlrate [°C/s]	Anfangstemperatur [°C]	Abwalzgrad nach dem Zwischenglühen	Zwischenglühen
A1	C1	0,7	530°C	63%	385°C 2h	500°C WQ
A2	C2	1,8	530°C	15%	385°C 2h	500°C WQ
A3	C3	1,8	530°C	18%	385°C 2h	500°C WQ
A4.1	C4	1,8	530°C	25%	385°C 2h	500°C WQ
A4.2	C4	1,8	530°C	25%	385°C 2h	370°C AC
A5	C4	1,8	530°C	63%	385°C 2h	500°C WQ
A6.1	D1	1,8	530°C	18%	385°C 2h	500°C WQ
A6.2	D1	1,8	530°C	63%	385°C 2h	500°C WQ

WQ: Wasserabschreckung (als ein Beispiel einer beschleunigten Abkühlung) AC: Abkühlung an ruhender Luft

[0043] Aus diesen Feinblechen wurden Platinen -also Blechzuschnitte- gefertigt, die zu einem Karosserieteil, nämlich einer Motorhaube, umgeformt, nämlich blechumgeformt, und zwar tiefgezogen, wurden.

Tabelle 3: Übersicht zu den tiefgezogenen Feinblechen

Bleche	Legierung	Korngröße D [µm]	√D [mm0.5]	A [mm-2]	√D. A [mm-1.5]	Fließfiguren
A1	C1	15	0.12	44	5.4	nein
A2	C2	35	0.19	12	2.24	nein
A3	C3	29	0.17	14	2.38	nein
A4.1	C4	32	0.18	12	2.14	nein
A4.2	C4	32	0.18	12	2.14	ja
A5	C4	10	0.10	12	1.2	ja
A6.1	D1	28	0.17	14	2.34	nein
A6.2	D1	10	0.1	14	1.4	ja

Ausführunqsbeispiel 1:

[0044] Aus einer Legierung vom Typ AA5182 (Al-Mg-Mn-Basis) mit der chemischen Zusammensetzung C1 wurde ein Feinblech A1 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Die Herstellung des Walzbarrens wurde mit vergleichsweise reduzierter Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) zur Erstarrung gebracht, die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 63% (von 3,25 mm auf 1,2 mm) und die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Die mittlere Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße des Feinblechs A1 ergab sich mit 15 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) und in der intermetallischen Phase fanden sich 44 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm (gemessen nach dem Linienschnittverfahren ASTM E112) aufweisende, erste Teilchen pro mm². Diese ersten Teilchen waren zudem vergleichsweise grob ausgebildet. Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 44 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 erfüllt.
Mit einem √D*A-Wert von 5,4 wird das Kriterium (√D*A > 1,8) erfüllt. Ein Zugversuch zeigte keine Lüderslinien an der Oberfläche des Feinblechs A1. Die erfindungsgemäße intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für eine ausreichende Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 2:

[0045] Aus einer Legierung vom Typ AA5182 mit der chemischen Zusammensetzung C2 wurde ein Feinblech A2 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Der Walzbarren wurde mit einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 15% (von 1,41 mm auf 1,2 mm), die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 27 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 erfüllt.

[0046] Die mittlere Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße des Feinblechs A1 nach der Wärmebehandlung ergab sich mit 35 µm und in der intermetallischen Phase fanden sich 12 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm². Mit einem √D*A-Wert von 2,24 wird das Kriterium (√D*A > 1,8) erfüllt. Ein Zugversuch zeigte keine Lüderslinien an der Oberfläche des Feinblechs A2. Die erfindungsgemäße intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für eine ausreichende Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 3:

[0047] Aus einer Legierung vom Typ AA5182 mit der chemischen Zusammensetzung C3 wurde ein Feinblech A3 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Der Walzbarren wurde mit Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 18% (von 1,46 mm auf 1,2 mm), die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Die mittlere Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße betrug 29 µm und in der intermetallischen Phase fanden sich 14 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm². Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 32 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 erfüllt.

[0048] Mit einem √D*A-Wert von 2,38 wird das Kriterium (√D*A > 1,8) erfüllt. Ein Zugversuch zeigte keine Lüderslinien an der Oberfläche des Feinblechs A3. Die erfindungsgemäße intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für eine ausreichende Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 4:

[0049] Aus einer Legierung vom Typ AA5182 mit der chemischen Zusammensetzung C4 wurden zwei Feinblech A4.1 und A4.2 der Blechdicke 1.2 mm gefertigt. Die Walzbarren wurde mit einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 25% (von 1,60 mm auf 1,2 mm). Die abschließende Wärmebehandlung erfolgte beim Feinblech A4.1 bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Hingegen wurde das Feinblech A4.2 bei 370°C mit nachfolgender Abkühlung bei ruhender Luft abschließend wärmebehandelt.

[0050] Die mittlere Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße beider Feinbleche A4.1 und A4.2 betrug 32µm und in deren intermetallischen Phase fanden sich 12 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm². Mit einem √D*A-Wert von 2,14 wird das Kriterium (√D*A > 1,8) von beiden Feinblechen A4.1 und A4.2 erfüllt.

[0051] Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 45 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 von beiden Feinblechen A4.1 und A4.2 erfüllt.

[0052] Im Gegensatz zum Feinblech A4.1 zeigen sich am Feinblech A4.2 nach dem Tiefziehen Lüderslinien. Am Feinblech A4.2 konnten sich trotz der gleichen Zusammensetzung und Mikrostruktur durch die langsamere Abkühlung an ruhender Luft keine ausreichende Anzahl an Versetzungen im Gefüge ausbilden, um Lüderslinien zu verhindern. Jene beschleunigte Wasserabkühlung des Feinblechs A4.1 führte also dazu, dass die intermetallische Phase mit den ersten Teilchen für eine ausreichende Anzahl an Versetzungen sorgen konnte, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 5:

[0053] Aus einer Legierung vom Typ AA5182 mit der chemischen Zusammensetzung C4 wurde ein Feinblech A5 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Der Walzbarren wurde mit einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 63% (von 3,25 mm auf 1,2mm), die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Die mittler Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße betrug 10 µm und in der intermetallischen Phase fanden sich 12 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm².

[0054] Mit einem √D*A-Wert von 1.2 wird das Kriterium für Lüdersfreiheit (√D*A > 1,8) nicht erfüllt. Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 113 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 nicht erfüllt. Nach dem Tiefziehen wurden Lüderslinien detektiert. Die intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für keine ausreichende hohe Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 6.1:

[0055] Aus einer Legierung mit einer Al-Mg-Zn-Mn-Basis der chemischen Zusammensetzung D1 wurden ein Feinblech A6.1 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Der Walzbarren wurde mit einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 18% (von 1,46 mm auf 1,2 mm). Die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Nach der beschleunigten Kühlung wurde ein Stabilisieren bei 100°C für 3 h (Stunden) durchgeführt. Die mittlere Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße betrug 28 µm und in der intermetallischen Phase fanden sich 14 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm². Mit einem √D*A-Wert von 2,34 wird das Kriterium (√D*A > 1,8) erfüllt. Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 32 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 erfüllt.

[0056] Ein Zugversuch zeigte keine Lüderslinien an der Oberfläche des Feinblechs A6.1. Die erfindungsgemäße intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für eine ausreichende Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

Ausführunqsbeispiel 6.2:

[0057] Aus einer Legierung mit einer Al-Mg-Zn-Mn-Basis der chemischen Zusammensetzung D1 wurde ein Feinblech A6.2 der Blechdicke 1,2 mm gefertigt. Der Walzbarren wurde mit einer Abkühlrate (bzw. Abkühlgeschwindigkeit) von 1,8°C/s zur Erstarrung gebracht und die Walzschritte bei der Warm- und Kaltwalzung wurden nach Standardschema durchgeführt. Der letzte Abwalzstich bei der Kaltwalzung betrug 63% (von 3,25 mm auf 1,2mm), die abschließende Wärmebehandlung erfolgte bei 500°C mit nachfolgender Wasserabschreckung. Die mittler Kristallkorngröße bzw. Endkorngröße betrug 10 µm und in der intermetallischen Phase fanden sich 14 eine mittlere Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweisende, erste Teilchen pro mm². Mit einem √D*A-Wert von 1,4 wird das Kriterium für Lüdersfreiheit (√D*A > 1,8) nicht erfüllt. Zudem wird mit dem Produkt aus Abkühlrate nach dem Zwischenglühen und Abwalzgrad von 113 die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50 nicht erfüllt.

[0058] Nach dem Tiefziehen wurden Lüderslinien festgestellt. Die intermetallische Phase mit den ersten Teilchen konnte daher für keine ausreichende hohe Anzahl an Versetzungen sorgen, um Lüders-Linien beim Umformen zu verhindern.

[0059] Allen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, nämlich A1, A2, A3, A4.1 und A6.1, ist gemeinsam, dass deren Kristallstruktur an jedem ersten Teilchen mehr als 200, insbesondere mehr als 400, Versetzungen aufweist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands aus einer Aluminiumlegierung, aufweisend

von 2,0 bis 5,5	Gew.-% Magnesium (Mg),
von 0,2 bis 1,2	Gew.-% Mangan (Mn),

optional

bis 0,45	Gew.-% Silizium (Si),
bis 0,55	Gew.-% Eisen (Fe),
bis 0,35	Gew.-% Chrom (Cr),
bis 0,2	Gew.-% Titan (Ti),
bis 0,2	Gew.-% Silber (Ag),
bis 4,0	Gew.-% Zink (Zn),
bis 0,8	Gew.-% Kupfer (Cu),
bis 0,8	Gew.-% Zirkon (Zr),
bis 0,3	Gew.-% Niob (Nb),
bis 0,25	Gew.-% Tantal (Ta),
bis 0,05	Gew.-% Vanadium (V)

und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:

Gießen eines Walzbarrens;

optional Homogenisieren des Walzbarrens;

Warmwalzen des Walzbarrens zu einem warmgewalzten Blech oder Band;

Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke, optional mit einem Zwischenglühen des Blechs oder Bands, wobei das auf die Enddicke kaltgewalzte Blech oder Band mindestens eine intermetallische Phase mit ersten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweist;

Wärmebehandlung des auf die Enddicke kaltgewalzten Blechs oder Bands, umfassend Rekristallisationsglühen mit nachfolgendem beschleunigtem Abkühlen und optional einem Stabilisieren des beschleunigt abgekühlten Blechs oder

Bands, wobei das wärmebehandelte Blech oder Band eine mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 60 µm aufweist und die mittlere Kristallkorngröße D in mm und die Anzahl A der ersten Teilchen in der Aluminiumlegierung pro mm² die Bedingung

erfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rekristallisationsglühen bei 300°C oder mehr, insbesondere bis 600°C, vorzugsweise von 450°C bis 550°C, erfolgt, oder
das beschleunigte Abkühlen mit einer Abkühlrate von mindestens 10 K/s, insbesondere mindestens 20 K/s oder mindestens 50 K/s, auf insbesondere unter 180°C, insbesondere auf Raumtemperatur, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzbarren unter Einhaltung einer Abkühlrate von < 2,5°C/s, insbesondere < 2°C/s oder < 1 °C/s oder < 0.75°C/s, zur Erstarrung gebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optionale Homogenisieren bei 450°C bis 550°C für mindestens 0,5 h erfolgt, und/oder
das Warmwalzen bei 280°C bis 550°C erfolgt, und/oder
das Kaltwalzen, insbesondere nach dem Zwischenglühen, auf die Enddicke mit einem Abwalzgrad von 10% bis 65%, insbesondere von 15% bis 65%, erfolgt, und/oder
das optionale Zwischenglühen des Blechs oder Bands bei 300°C bis 500°C erfolgt, und/oder
das optionale Stabilisieren bei 80°C bis 120°C für mindestens 0,5 h erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt von Abwalzgrad in % nach dem Zwischenglühen und Abkühlrate in °C/s die Bedingung 10 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 50, insbesondere 20 ≤ Abwalzgrad * Abkühlrate ≤ 45, erfüllt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise primäre, intermetallische Phase eine Al-Mn-Basis aufweist, insbesondere vom Typ Al₁₃(Mn,Fe)₆ oder A₁₅FeMn₃Si₂ oder Al₁₂Mn oder Al₆Mn ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung

von 4,0 bis 5,0	Gew.-% Magnesium (Mg) und/oder
von 0,2 bis 0,5	Gew.-% Mangan (Mn) und

▪ optional

von 2,0 bis 4,0

Gew.-% Zink (Zn)

▪ aufweist.

9. Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung aufweisend

von 2,0 bis 5,5	Gew.-% Magnesium (Mg),
von 0,2 bis 1,2	Gew.-% Mangan (Mn),

optional

bis 0,45	Gew.-% Silizium (Si),
bis 0,55	Gew.-% Eisen (Fe),
bis 0,35	Gew.-% Chrom (Cr),
bis 0,2	Gew.-% Titan (Ti),
bis 0,2	Gew.-% Silber (Ag),
bis 4,0	Gew.-% Zink (Zn),
bis 0,8	Gew.-% Kupfer (Cu),
bis 0,8	Gew.-% Zirkon (Zr),
bis 0,3	Gew.-% Niob (Nb),
bis 0,25	Gew.-% Tantal (Ta),
bis 0,05	Gew.-% Vanadium (V)

und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%, wobei das Blech oder Band eine mittlere Kristallkorngröße D von ≤ 60 µm und mindestens eine intermetallische Phase mit ersten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm bis 10 µm aufweist, und wobei die mittlere Kristallkorngröße D in mm und die Anzahl A der ersten Teilchen in der Aluminiumlegierung pro mm² die Bedingung

erfüllt, wobei das Blech oder Band einer Wärmebehandlung, umfassend Rekristallisationsglühen mit nachfolgendem beschleunigtem Abkühlen und optional einem Stabilisieren des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands, unterworfen worden ist.

10. Blech oder Band nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

ist.

11. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallstruktur an jedem ersten Teilchen mehr als 200, insbesondere mehr als 400, Versetzungen aufweist.

12. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl A der ersten Teilchen in der Aluminiumlegierung ≥ 10 Teilchen/mm², insbesondere ≥ 25 Teilchen/mm², vorzugsweise ≥ 35 Teilchen/mm², ist.

13. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise primäre, intermetallische Phase eine Al-Mn-Basis aufweist, insbesondere vom Typ Al₁₃(Mn,Fe)₆ oder Al₁₅FeMn₃Si₂ oder Al₁₂Mn oder Al₆Mn ist.

14. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung

von 4,0 bis 5,0	Gew.-% Magnesium (Mg) und/oder
von 0,2 bis 0,5	Gew.-% Mangan (Mn) und

▪ optional

von 2,0 bis 4,0

Gew.-% Zink (Zn)

▪ aufweist.

15. Formteil, insbesondere Fahrzeugteil, vorzugsweise Karosserieteil, aus einem blechumgeformten Blech oder Band nach einem der Ansprüche 9 bis 14.