Aluminiumlegierung
Eine Aluminiumlegierung (oder Aluminiumlegierung; siehe Unterschiede in der Schreibweise) ist eine Legierung, in der Aluminium (Al) das vorherrschende Metall ist. Die typischen Legierungselemente sind Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium, Zinn, Nickel und Zink. Es gibt zwei Hauptkategorien, nämlich Gusslegierungen und Knetlegierungen, die beide weiter in die Kategorien wärmebehandelbar und nicht wärmebehandelbar unterteilt werden. Etwa 85 % des Aluminiums werden für Kneterzeugnisse verwendet, z. B. für Walzplatten, Folien und Strangpressprofile. Aluminiumgusslegierungen ergeben aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes kostengünstige Produkte, obwohl sie im Allgemeinen geringere Zugfestigkeiten als Knetlegierungen aufweisen. Das wichtigste Aluminiumgusslegierungssystem ist Al-Si, bei dem der hohe Siliziumgehalt (4,0-13 %) zu guten Gießeigenschaften beiträgt. Aluminiumlegierungen werden häufig für Konstruktionen und Bauteile verwendet, bei denen geringes Gewicht oder Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. ⓘ
Legierungen, die hauptsächlich aus Aluminium bestehen, sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie seit der Einführung von Flugzeugen mit Metallhaut von großer Bedeutung. Aluminium-Magnesium-Legierungen sind sowohl leichter als andere Aluminiumlegierungen als auch weitaus weniger brennbar als andere Legierungen, die einen sehr hohen Magnesiumanteil enthalten. ⓘ
Oberflächen aus Aluminiumlegierungen entwickeln eine weiße Schutzschicht aus Aluminiumoxid, wenn sie nicht durch Eloxieren und/oder korrekte Lackierverfahren geschützt werden. In einer feuchten Umgebung kann galvanische Korrosion auftreten, wenn eine Aluminiumlegierung in elektrischen Kontakt mit anderen Metallen kommt, die ein positiveres Korrosionspotenzial als Aluminium aufweisen, und ein Elektrolyt vorhanden ist, das einen Ionenaustausch ermöglicht. Dieser Prozess wird als Korrosion durch ungleiche Metalle bezeichnet und kann als Abblätterung oder interkristalline Korrosion auftreten. Aluminiumlegierungen können unsachgemäß wärmebehandelt werden. Dies führt zu einer internen Elementtrennung, und das Metall korrodiert dann von innen nach außen. ⓘ
Die Zusammensetzungen von Aluminiumlegierungen sind bei der Aluminum Association registriert. Viele Organisationen veröffentlichen spezifischere Normen für die Herstellung von Aluminiumlegierungen, darunter die Society of Automotive Engineers, insbesondere ihre Untergruppen für Luft- und Raumfahrtnormen, und ASTM International. ⓘ
Aluminiumlegierungen sind Legierungen die überwiegend aus Aluminium bestehen. Die wichtigsten Legierungselemente sind Mangan (Mn), Magnesium (Mg), Kupfer (Cu), Silicium (Si) und Zink (Zn). Als Basismaterial dient in den meisten Fällen Al99,5 (Reinaluminium) mit 99,5 % Aluminium. Durch Legieren lassen sich die Festigkeitswerte in weiten Grenzen erhöhen und auch andere Eigenschaften beeinflussen. ⓘ
Je nachdem, ob die gewünschte Festigkeitssteigerung nur durch Mischkristallverfestigung sowie Kaltverfestigung oder zusätzlich durch eine Ausscheidungshärtung (spezielle Wärmebehandlung) erreicht wird, unterscheidet man zwischen den aushärtbaren und den naturharten (nicht aushärtbaren) Legierungen.
- Die naturharten Legierungen sind vom Typ AlMn, AlMg, AlMgMn und AlSi.
- Die aushärtbaren Legierungen sind AlCuMg, AlCuSiMn, AlMgSi, AlZnMg und AlZnMgCu. Sie werden zu Halbzeugen in Form von Bändern, Blechen und Ronden, Rohren, Stangen und Drähten, Strangpressprofilen sowie Schmiedestücken verarbeitet. ⓘ
Eine weitere Unterscheidung ergibt sich aus der Art der Verarbeitung: Knet- oder Gusswerkstoffe. Alle Sorten werden als Knetlegierung genutzt, wobei AlSi fast nie als Knetlegierung genutzt wird. Zu den Gusswerkstoffen gehören die Legierungen AlSi (inklusive AlSiMg, AlSiCu) wegen ihrer guten Gießbarkeit sowie AlMg, AlMgSi, AlCuTi, AlCuTiMg. ⓘ
Technische Anwendungen und Eigenschaften von Aluminiumlegierungen
Aluminiumlegierungen mit einer breiten Palette von Eigenschaften werden in technischen Konstruktionen verwendet. Die Legierungssysteme werden nach einem Nummernsystem (ANSI) oder nach Namen klassifiziert, die ihre Hauptlegierungsbestandteile angeben (DIN und ISO). Bei der Auswahl der richtigen Legierung für eine bestimmte Anwendung sind u. a. Zugfestigkeit, Dichte, Duktilität, Verformbarkeit, Verarbeitbarkeit, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit zu berücksichtigen. Ein kurzer historischer Überblick über Legierungen und Fertigungstechnologien findet sich in Ref. Aluminiumlegierungen werden wegen ihres guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht häufig in Flugzeugen eingesetzt. Andererseits ist reines Aluminiummetall für solche Anwendungen viel zu weich und hat nicht die hohe Zugfestigkeit, die für Flugzeuge und Hubschrauber erforderlich ist. ⓘ
Aluminiumlegierungen im Vergleich zu Stahlsorten
Aluminiumlegierungen haben in der Regel einen Elastizitätsmodul von etwa 70 GPa, das ist etwa ein Drittel des Elastizitätsmoduls von Stahllegierungen. Daher wird sich ein Bauteil oder eine Einheit aus einer Aluminiumlegierung bei einer bestimmten Belastung im elastischen Bereich stärker verformen als ein Stahlteil gleicher Größe und Form. ⓘ
Bei völlig neuen Metallprodukten hängt die Wahl des Designs oft von der Wahl der Fertigungstechnologie ab. Strangpressprofile sind in dieser Hinsicht besonders wichtig, da sich Aluminiumlegierungen, insbesondere die Al-Mg-Si-Reihe, leicht zu komplexen Profilen strangpressen lassen. ⓘ
Im Allgemeinen können mit Aluminiumlegierungen steifere und leichtere Konstruktionen erzielt werden als mit Stählen. Betrachten wir zum Beispiel die Biegung eines dünnwandigen Rohrs: Das zweite Flächenmoment steht in umgekehrter Beziehung zur Spannung in der Rohrwand, d. h. die Spannungen sind bei größeren Werten geringer. Das zweite Flächendrehmoment ist proportional zum Kubus des Radius mal der Wanddicke, so dass eine Vergrößerung des Radius (und des Gewichts) um 26 % zu einer Halbierung der Wandspannung führt. Aus diesem Grund werden bei Fahrradrahmen aus Aluminiumlegierungen größere Rohrdurchmesser als bei Stahl oder Titan verwendet, um die gewünschte Steifigkeit und Festigkeit zu erreichen. Im Automobilbau werden bei Autos aus Aluminiumlegierungen Spaceframes aus Strangpressprofilen eingesetzt, um die Steifigkeit zu gewährleisten. Dies stellt eine radikale Abkehr von der üblichen Vorgehensweise bei der Konstruktion von Autos aus Stahl dar, bei denen die Steifigkeit von der Karosserie abhängt, was als Unibody-Konstruktion bezeichnet wird. ⓘ
Aluminiumlegierungen sind in Automotoren weit verbreitet, vor allem in Zylinderblöcken und Kurbelgehäusen, da hier Gewichtseinsparungen möglich sind. Da sich Aluminiumlegierungen bei hohen Temperaturen verziehen können, ist das Kühlsystem solcher Motoren von entscheidender Bedeutung. Fertigungstechniken und metallurgische Fortschritte haben ebenfalls zum erfolgreichen Einsatz in Automotoren beigetragen. In den 1960er Jahren waren die Aluminium-Zylinderköpfe des Corvair dafür bekannt, dass sie versagten und Gewinde abstreiften, was bei den heutigen Aluminium-Zylinderköpfen nicht der Fall ist. ⓘ
Eine wichtige strukturelle Einschränkung von Aluminiumlegierungen ist ihre geringere Ermüdungsfestigkeit im Vergleich zu Stahl. Unter kontrollierten Laborbedingungen weisen Stähle eine Ermüdungsgrenze auf, d. h. die Spannungsamplitude, unterhalb derer keine Ausfälle auftreten - das Metall wird bei längeren Belastungszyklen nicht weiter geschwächt. Aluminiumlegierungen haben diese untere Ermüdungsgrenze nicht und werden bei fortgesetzten Belastungszyklen weiter geschwächt. Aluminiumlegierungen werden daher nur in geringem Umfang für Teile verwendet, die eine hohe Ermüdungsfestigkeit bei hohen Zyklen (mehr als 107 Belastungszyklen) erfordern. ⓘ
Überlegungen zur Wärmeempfindlichkeit
Häufig muss auch die Wärmeempfindlichkeit des Metalls berücksichtigt werden. Selbst ein relativ routinemäßiger Werkstattvorgang, der eine Erwärmung beinhaltet, wird durch die Tatsache erschwert, dass Aluminium im Gegensatz zu Stahl schmilzt, ohne vorher rot zu glühen. Umformvorgänge, bei denen ein Lötbrenner verwendet wird, können die Wärmebehandlung rückgängig machen oder aufheben und sind daher in keiner Weise ratsam. Es gibt keine sichtbaren Anzeichen dafür, dass das Material innerlich beschädigt ist. Ähnlich wie beim Schweißen von wärmebehandelten, hochfesten Gliederketten geht nun die gesamte Festigkeit durch die Hitze des Brenners verloren. Die Kette ist gefährlich und muss entsorgt werden. ⓘ
Aluminium unterliegt inneren Spannungen und Verformungen. Manchmal erst nach Jahren, wie bei unsachgemäß geschweißten Fahrradrahmen aus Aluminium, die sich durch die beim Schweißen auftretenden Spannungen allmählich verdrehen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie vermeidet daher Hitze ganz, indem sie Teile mit Nieten gleicher Metallzusammensetzung, anderen Verbindungselementen oder Klebstoffen zusammenfügt. ⓘ
Spannungen in überhitztem Aluminium können durch Wärmebehandlung der Teile in einem Ofen und allmähliches Abkühlen abgebaut werden - so werden die Spannungen geglüht. Dennoch können sich diese Teile verformen, so dass die Wärmebehandlung von geschweißten Fahrradrahmen beispielsweise dazu führen kann, dass ein erheblicher Teil davon nicht mehr richtig ausgerichtet ist. Wenn der Versatz nicht zu groß ist, können die abgekühlten Teile in die richtige Richtung gebogen werden. Wenn der Rahmen richtig auf Steifigkeit ausgelegt ist (siehe oben), erfordert dieses Biegen natürlich einen enormen Kraftaufwand. ⓘ
Die Unverträglichkeit von Aluminium gegenüber hohen Temperaturen schließt seine Verwendung in der Raketentechnik nicht aus, sogar für den Bau von Brennkammern, in denen Gase bis zu 3500 K erreichen können. Beim Agena-Oberstufentriebwerk wurde für einige Teile der Düse, einschließlich des thermisch kritischen Halsbereichs, eine regenerativ gekühlte Aluminiumkonstruktion verwendet; die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium verhinderte, dass der Hals selbst bei massivem Wärmefluss den Schmelzpunkt erreichte, was zu einem zuverlässigen, leichten Bauteil führte. ⓘ
Verdrahtung im Haushalt
Wegen seiner hohen Leitfähigkeit und seines relativ niedrigen Preises im Vergleich zu Kupfer wurde Aluminium in den 1960er Jahren in Nordamerika für die elektrische Verdrahtung von Haushalten eingeführt, obwohl viele Armaturen noch nicht für die Verwendung von Aluminiumdraht ausgelegt waren. Die neue Verwendung brachte jedoch einige Probleme mit sich:
- Der größere Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium führt dazu, dass sich der Draht im Verhältnis zur Schraubverbindung aus ungleichem Metall ausdehnt und zusammenzieht, wodurch sich die Verbindung schließlich lockert.
- Reines Aluminium neigt dazu, unter gleichmäßigem, anhaltendem Druck zu kriechen (in größerem Maße, wenn die Temperatur steigt), wodurch sich die Verbindung ebenfalls lockert.
- Galvanische Korrosion durch die unterschiedlichen Metalle erhöht den elektrischen Widerstand der Verbindung. ⓘ
All dies führte zu überhitzten und lockeren Verbindungen, was wiederum zu einigen Bränden führte. Die Bauherren wurden daraufhin misstrauisch, und in vielen Ländern wurde die Verwendung des Kabels in sehr kleinen Größen bei Neubauten verboten. Dennoch wurden schließlich neuere Armaturen mit Anschlüssen eingeführt, die so konzipiert waren, dass sie sich nicht lockern und nicht überhitzen konnten. Anfangs waren sie mit "Al/Cu" gekennzeichnet, heute tragen sie eine "CO/ALR"-Codierung. ⓘ
Eine andere Möglichkeit, das Erhitzungsproblem zu vermeiden, ist das Crimpen des kurzen "Zopfes" aus Kupferdraht. Eine ordnungsgemäß durchgeführte Hochdruck-Crimpung mit dem richtigen Werkzeug ist fest genug, um die Wärmeausdehnung des Aluminiums zu verringern. Heutzutage werden neue Legierungen, Designs und Methoden für die Aluminiumverkabelung in Kombination mit Aluminiumanschlüssen verwendet. ⓘ
Legierungsbezeichnungen
Für Knet- und Gussaluminiumlegierungen werden unterschiedliche Bezeichnungen verwendet. Knetaluminium wird mit einer vierstelligen Zahl gekennzeichnet, die die Legierungselemente angibt. ⓘ
Aluminiumgusslegierungen werden mit einer vier- bis fünfstelligen Zahl mit einem Dezimalpunkt bezeichnet. Die Hunderterstelle gibt die Legierungselemente an, während die Nachkommastelle die Form (Gussform oder Barren) angibt. ⓘ
Bezeichnung des Zustandes
Die Zustandsbezeichnung folgt auf die Guss- oder Knetnummer mit einem Bindestrich, einem Buchstaben und möglicherweise einer ein- bis dreistelligen Zahl, z. B. 6061-T6. Die Definitionen für die Härtegrade sind:
-F : Wie gefertigt
-H : Kaltverfestigt (kaltverformt) mit oder ohne Wärmebehandlung
- -H1 : Kaltverfestigt ohne Wärmebehandlung
- -H2 : Kaltverfestigt und teilweise geglüht
- -H3 : Kaltverfestigt und durch Niedertemperaturerwärmung stabilisiert
- Zweite Ziffer : Eine zweite Ziffer gibt den Härtegrad an
- -HX2 = 1/4 hart
- -HX4 = 1/2 hart
- -HX6 = 3/4 hart
- -HX8 = voll hart
- -HX9 = extra hart
- Zweite Ziffer : Eine zweite Ziffer gibt den Härtegrad an
-O : Voll weich (geglüht)
-T : Wärmebehandelt zur Erzielung stabiler Zustände
- -T1 : aus der Warmumformung abgekühlt und natürlich gealtert (bei Raumtemperatur)
- -T2 : Abgekühlt aus der Warmumformung, kaltverformt und natürlich gealtert
- -T3 : Lösungsgeglüht und kaltbearbeitet
- -T4 : lösungsgeglüht und naturgealtert
- -T5 : Abgekühlt aus der Warmumformung und künstlich gealtert (bei erhöhter Temperatur)
- -T51 : Spannungsarmgeglüht durch Recken
- -T510 : Kein weiteres Richten nach dem Recken
- -T511 : Geringfügiges Richten nach dem Recken
- -T52 : Spannungsarmglühen durch Wärmebehandlung
- -T51 : Spannungsarmgeglüht durch Recken
- -T6 : Lösungsgeglüht und künstlich gealtert
- -T7 : lösungsgeglüht und stabilisiert
- -T8 : lösungsgeglüht, kaltverformt und warmausgelagert
- -T9 : lösungsgeglüht, warmausgelagert und kaltverfestigt
- -T10 : Abgekühlt aus der Warmumformung, kaltumgeformt und warmausgelagert
-W : Nur lösungsgeglüht ⓘ
Anmerkung: -W ist eine relativ weiche Zwischenbezeichnung, die nach der Wärmebehandlung und vor Abschluss der Auslagerung gilt. Der -W-Zustand kann bei extrem niedrigen Temperaturen verlängert werden, jedoch nicht unbegrenzt. Je nach Werkstoff dauert er in der Regel nicht länger als 15 Minuten bei Umgebungstemperatur. ⓘ
Knetlegierungen
Das International Alloy Designation System ist das am weitesten akzeptierte Bezeichnungsschema für Knetlegierungen. Jede Legierung erhält eine vierstellige Nummer, wobei die erste Ziffer die wichtigsten Legierungselemente angibt, die zweite - sofern sie von 0 abweicht - eine Variante der Legierung bezeichnet und die dritte und vierte Ziffer die spezifische Legierung in der Reihe kennzeichnet. Bei der Legierung 3105 beispielsweise gibt die Ziffer 3 an, dass es sich um eine Manganlegierung handelt, die Ziffer 1 steht für die erste Abwandlung der Legierung 3005, und die Ziffer 05 schließlich kennzeichnet die Legierung in der 3000er-Serie. ⓘ
- Die 1000er-Serie besteht im Wesentlichen aus reinem Aluminium mit einem Aluminiumgehalt von mindestens 99 Gewichtsprozent und kann kaltgehärtet werden.
- Die 2000er-Serien sind mit Kupfer legiert und können durch Ausscheidungshärtung auf eine mit Stahl vergleichbare Festigkeit gebracht werden. Sie wurden früher als Duralumin bezeichnet und waren einst die gängigsten Legierungen für die Luft- und Raumfahrt, waren jedoch anfällig für Spannungsrisskorrosion und werden bei neuen Konstruktionen zunehmend durch die Serie 7000 ersetzt.
- Die Serie 3000 ist mit Mangan legiert und kann kalt gehärtet werden.
- Die 4000er-Serie ist mit Silizium legiert. Varianten von Aluminium-Silizium-Legierungen, die zum Gießen bestimmt sind (und daher nicht zur Serie 4000 gehören), werden auch als Silumin bezeichnet.
- Die 5000er-Serien sind mit Magnesium legiert und bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, so dass sie sich für Schiffsanwendungen eignen. Außerdem weist die Legierung 5083 die höchste Festigkeit unter den nicht wärmebehandelten Legierungen auf. Die meisten 5000er-Legierungen enthalten auch Mangan.
- Die 6000er-Serie ist mit Magnesium und Silizium legiert. Sie lassen sich leicht bearbeiten, sind schweißbar und können ausscheidungsgehärtet werden, erreichen aber nicht die hohen Festigkeiten von 2000 und 7000. Die Legierung 6061 ist eine der am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für allgemeine Zwecke.
- Die Legierungen der Serie 7000 sind mit Zink legiert und können durch Ausscheidungshärtung auf die höchsten Festigkeiten aller Aluminiumlegierungen gebracht werden (Zugfestigkeit von bis zu 700 MPa für die Legierung 7068). Die meisten 7000er-Legierungen enthalten auch Magnesium und Kupfer.
- Die Legierungen der Serie 8000 enthalten weitere Elemente, die in den anderen Serien nicht enthalten sind. Aluminium-Lithium-Legierungen sind ein Beispiel dafür. ⓘ
Serie 1000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 1050 | 99.5 | - | Gezogene Rohre, chemische Ausrüstung |
| 1060 | 99.6 | - | Universal |
| 1070 | 99.7 | - | Gezogenes dickwandiges Rohr |
| 1100 | 99.0 | Cu 0,1 | Universal, Hohlkörper |
| 1145 | 99.45 | - | Blech, Platte, Folie |
| 1199 | 99.99 | - | Folie |
| 1200 | 99,0 max | (Si + Fe) 1,0 max; Cu 0,05 max; Mn 0,05 max; Zn 0,10 max; Ti 0,05 max; andere 0,05 (jeweils) .015 (insgesamt) | |
| 1230 (VAD23)# | Si 0,3; Fe 0,3; Cu 4,8-5,8; Mn 0,4-0,8; Mg 0,05; Zn 0,1; Ti 0,15; Li 0,9-1,4; Cd 0,1-0,25 | Tu-144 Flugzeug | |
| 1350 | 99.5 | - | Elektrische Leiter |
| 1370 | 99.7 | - | Elektrische Leiter |
| 1420# | 92.9 | Mg 5,0; Li 2,0; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt |
| 1421# | 92.9 | Mg 5,0; Li 2,0; Mn 0,2; Sc 0,2; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt |
| 1424# | Si 0,08; Fe 0,1; Mn 0,1-0,25; Mg 4,7-5,2; Zn 0,4-0,7; Li 1,5-1,8; Zr 0,07-0,1; Be 0,02-0,2; Sc 0,05-0,08; Na 0,0015 | ||
| 1430# | Si 0,1; Fe 0,15; Cu 1,4-1,8; Mn 0,3-0,5; Mg 2,3-3,0; Zn 0,5-0,7; Ti 0,01-0,1; Li 1,5-1,9; Zr 0,08-0,14; Be 0,02-0,1; Sc 0,01-0,1; Na 0,003; Ce 0,2-0,4; Y 0,05-0,1 | ||
| 1440# | Si 0,02-0,1; Fe 0,03-0,15; Cu 1,2-1,9; Mn 0,05; Mg 0,6-1,1; Cr 0,05; Ti 0,02-0,1; Li 2,1-2,6; Zr 0,10-0,2; Be 0,05-0,2; Na 0,003 | ||
| 1441# | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,5-1,8; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,07; Ni 0,02-0,10; Li 1,8-2,1; Zr 0,04-0,16; Be 0,02-0,20 | Be-103- und Be-200-Hydroplanen | |
| 1441K# | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,07; Ni 0,01-0,15; Li 1,8-2,1; Zr 0,04-0,16; Be 0,002-0,01 | ||
| 1445# | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,1; Ni 0,01-0,15; Li 1,6-1,9; Zr 0,04-0,16; Be 0,002-0,01; Sc 0,005-0,001; Ag 0,05-0,15; Ca 0,005-0,04; Na 0,0015 | ||
| 1450# | Si 0,1; Fe 0,15; Cu 2,6-3,3; Mn 0,1; Mg 0,1; Cr 0,05; Zn 0,25; Ti 0,01-0,06; Li 1,8-2,3; Zr 0,08-0,14; Be 0,008-0,1; Na 0,002; Ce 0,005-0,05 | An-124 und An-225 Flugzeuge | |
| 1460# | Si 0,1; Fe 0,03-0,15; Cu 2,6-3,3; Mg 0,05; Ti 0,01-0,05; Li 2,0-2,4; Zr 0,08-0,13; Na 0,002; Sc 0,05-0,14; B 0,0002-0,0003 | Tu-156 Flugzeug | |
| V-1461# | Si 0,8; Fe 0,01-0,1; Cu 2,5-2,95; Mn 0,2-0,6; Mg 0,05-0,6; Cr 0,01-0,05; Zn 0,2-0,8; Ti 0,05; Ni 0,05-0,15; Li 1,5-1,95; Zr 0,05-0,12; Be 0,0001-0,02; Sc 0,05-0,10; Ca 0,001-0,05; Na 0,0015 | ||
| V-1464# | Si 0,03-0,08; Fe 0,03-0,10; Cu 3,25-3,45; Mn 0,20-0,30; Mg 0,35-0,45; Ti 0,01-0,03; Li 1,55-1,70; Zr 0,08-0,10; Sc 0,08-0,10; Be 0,0003-0,02; Na 0,0005 | ||
| V-1469# | Si 0,1; Fe 0,12; Cu 3,2-4,5; Mn 0,003-0,5; Mg 0,1-0,5; Li 1,0-1,5; Zr 0,04-0,20; Sc 0,04-0,15; Ag 0,15-0,6 |
# Keine Bezeichnung des Internationalen Legierungssystems ⓘ
Serie 2000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 2004 | 93.6 | Cu 6,0; Zr 0,4 | Luft- und Raumfahrt |
| 2011 | 93.7 | Cu 5,5; Bi 0,4; Pb 0,4 | Universal |
| 2014 | 93.5 | Cu 4,4; Si 0,8; Mn 0,8; Mg 0,5 | Universal |
| 2017 | 94.2 | Cu 4,0; Si 0,5; Mn 0,7; Mg 0,6 | Luft- und Raumfahrt |
| 2020 | 93.4 | Cu 4,5; Li 1,3; Mn 0,55; Cd 0,25 | Luft- und Raumfahrt |
| 2024 | 93.5 | Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5 | Universal, Luft- und Raumfahrt |
| 2029 | 94.6 | Cu 3,6; Mn 0,3; Mg 1,0; Ag 0,4; Zr 0,1 | Alclad-Blech, Luft- und Raumfahrt |
| 2036 | 96.7 | Cu 2,6; Mn 0,25; Mg 0,45 | Blatt |
| 2048 | 94.8 | Cu 3,3; Mn 0,4; Mg 1,5 | Bleche, Platten |
| 2055 | 93.5 | Cu 3,7; Zn 0,5; Li 1,1; Ag 0,4; Mn 0,2; Mg 0,3; Zr 0,1 | Strangpressprofile für die Luft- und Raumfahrt, |
| 2080 | 94.0 | Mg 3,7; Zn 1,85; Cr 0,2; Li 0,2 | Luft- und Raumfahrt |
| 2090 | 95.0 | Cu 2,7; Li 2,2; Zr 0,12 | Luft- und Raumfahrt |
| 2091 | 94.3 | Cu 2,1; Li 2,0; Mg 1,5; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt, Kryotechnik |
| 2094 | Si 0,12; Fe 0,15; Cu 4,4-5,2; Mn 0,25; Mg 0,25-0,8; Zn 0,25; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 0,7-1,4; Zr 0,04-0,18 | ||
| 2095 | 93.6 | Cu 4,2; Li 1,3; Mg 0,4; Ag 0,4; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt |
| 2097 | Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5-3,1; Mn 0,10-0,6; Mg 0,35; Zn 0,35; Ti 0,15; Li 1,2-1,8; Zr 0,08-0,15 | ||
| 2098 | Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,3-3,8; Mn 0,35; Mg 0,25-0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 2,4-2,8; Zr 0,04-0,18 | ||
| 2099 | 94.3 | Cu 2,53; Mn 0,3; Mg 0,25; Li 1,75; Zn 0,75; Zr 0,09 | Luft- und Raumfahrt |
| 2124 | 93.5 | Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5 | Platte |
| 2195 | 93.5 | Cu 4,0; Mn 0,5; Mg 0,45; Li 1,0; Ag 0,4; Zr 0,12 | Luft- und Raumfahrt, Space Shuttle Super Lightweight External Tank und die zweite Stufe der SpaceX Falcon 9 und Falcon 1e Trägerraketen. |
| 2196 | Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5-3,3; Mn 0,35; Mg 0,25-0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 1,4-2,1; Zr 0,08-0,16 | Extrusion | |
| 2197 | Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5-3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,3-1,7; Zr 0,08-0,15 | ||
| 2198 | Blatt | ||
| 2218 | 92.2 | Cu 4,0; Mg 1,5; Fe 1,0; Si 0,9; Zn 0,25; Mn 0,2 | Schmiedestücke, Zylinder für Flugzeugtriebwerke |
| 2219 | 93.0 | Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,06; V 0,1; Zr 0,18 | Universal, Space Shuttle Standard Weight externer Tank |
| 2297 | Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5-3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,1-1,7; Zr 0,08-0,15 | ||
| 2397 | Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5-3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05-0,15; Ti 0,12; Li 1,1-1,7; Zr 0,08-0,15 | ||
| 2224&2324 | 93.8 | Cu 4,1; Mn 0,6; Mg 1,5 | Platte |
| 2319 | 93.0 | Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,18 | Stab und Draht |
| 2519 | 93.0 | Cu 5,8; Mg 0,2; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,2 | Panzerplatten für die Luft- und Raumfahrt |
| 2524 | 93.8 | Cu 4,2; Mn 0,6; Mg 1,4 | Platten, Bleche |
| 2618 | 93.7 | Cu 2,3; Si 0,18; Mg 1,6; Ti 0,07; Fe 1,1; Ni 1,0 | Schmiedestücke |
Serie 3000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 3003 | 98.6 | Mn 1,5; Cu 0,12 | Universal, Blech, Hartfolie Behälter, Schilder, Dekoration |
| 3004 | 97.8 | Mn 1,2; Mg 1 | Universal, Getränkedosen |
| 3005 | 98.5 | Mn 1,0; Mg 0,5 | Kaltverfestigt |
| 3102 | 99.8 | Mn 0,2 | Kaltverfestigt |
| 3103&3303 | 98.8 | Mn 1,2 | Kaltverfestigt |
| 3105 | 97.8 | Mn 0,55; Mg 0,5 | Blatt |
| 3203 | 98.8 | Mn 1,2 | Blech, hochfeste Folie |
Serie 4000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 4006 | 98.3 | Si 1,0; Fe 0,65 | Kaltverfestigt oder gealtert |
| 4007 | 96.3 | Si 1,4; Mn 1,2; Fe 0,7; Ni 0,3; Cr 0,1 | Kaltverfestigt |
| 4015 | 96.8 | Si 2,0; Mn 1,0; Mg 0,2 | Kaltverfestigt |
| 4032 | 85 | Si 12,2; Cu 0,9; Mg 1; Ni 0,9; | Schmiedestücke |
| 4043 | 94.8 | Si 5,2 | Stab |
| 4047 | 85.5 | Si 12,0; Fe 0,8; Cu 0,3; Zn 0,2; Mn 0,15; Mg 0,1 | Bleche, Verkleidungen, Füllstoffe |
| 4543 | 93.7 | Si 6,0; Mg 0,3 | Architektonische Strangpressprofile |
Serie 5000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 5005 & 5657 | 99.2 | Mg 0,8 | Bleche, Platten, Stangen |
| 5010 | 99.3 | Mg 0,5; Mn 0,2; | |
| 5019 | 94.7 | Mg 5,0; Mn 0,25; | |
| 5024 | 94.5 | Mg 4,6; Mn 0,6; Zr 0,1; Sc 0,2 | Strangpressprofile, Luft- und Raumfahrt |
| 5026 | 93.9 | Mg 4,5; Mn 1; Si 0,9; Fe 0,4; Cu 0,3 | |
| 5050 | 98.6 | Mg 1,4 | Universal |
| 5052 & 5652 | 97.2 | Mg 2,5; Cr 0,25 | Universal, Luft- und Raumfahrt, Marine |
| 5056 | 94.8 | Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12 | Folien, Stangen, Nieten |
| 5059 | 93.5 | Mg 5,0; Mn 0,8; Zn 0,6; Zr 0,12 | Raketentanks für die Kryogenik |
| 5083 | 94.8 | Mg 4,4; Mn 0,7; Cr 0,15 | Universal, Schweißen, Marine |
| 5086 | 95.4 | Mg 4,0; Mn 0,4; Cr 0,15 | Universal, Schweißen, Marine |
| 5154 & 5254 | 96.2 | Mg 3,5; Cr 0,25; | Universal, Nieten |
| 5182 | 95.2 | Mg 4,5; Mn 0,35; | Blatt |
| 5252 | 97.5 | Mg 2,5; | Blatt |
| 5356 | 94.6 | Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12; Ti 0,13 | Stab, MIG-Draht |
| 5454 | 96.4 | Mg 2,7; Mn 0,8; Cr 0,12 | Universal |
| 5456 | 94 | Mg 5,1; Mn 0,8; Cr 0,12 | Universal |
| 5457 | 98.7 | Mg 1,0; Mn 0,2; Cu 0,1 | Blech, Automobilverkleidung |
| 5557 | 99.1 | Mg 0,6; Mn 0,2; Cu 0,1 | Blech, Automobilverkleidung |
| 5754 | 95.8 | Mg 3,1; Mn 0,5; Cr 0,3 | Bleche, Stäbe |
Serie 6000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 6005 | 98.7 | Si 0,8; Mg 0,5 | Strangpressprofile, Winkel |
| 6009 | 97.7 | Si 0,8; Mg 0,6; Mn 0,5; Cu 0,35 | Blatt |
| 6010 | 97.3 | Si 1,0; Mg 0,7; Mn 0,5; Cu 0,35 | Blatt |
| 6013 | 97.05 | Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8 | Blech, Luft- und Raumfahrt, Smartphone-Gehäuse |
| 6022 | 97.9 | Si 1,1; Mg 0,6; Mn 0,05; Cu 0,05; Fe 0,3 | Bleche, Automobilindustrie |
| 6060 | 98.9 | Si 0,4; Mg 0,5; Fe 0,2 | Wärmebehandelbar |
| 6061 | 97.9 | Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0,2 | Universal, Struktur, Luft- und Raumfahrt |
| 6063 & 646g | 98.9 | Si 0,4; Mg 0,7 | Universell, Marine, dekorativ |
| 6063A | 98.7 | Si 0,4; Mg 0,7; Fe 0,2 | Wärmebehandelbar |
| 6065 | 97.1 | Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Bi 1,0 | Wärmebehandelbar |
| 6066 | 95.7 | Si 1,4; Mg 1,1; Mn 0,8; Cu 1,0 | Universal |
| 6070 | 96.8 | Si 1,4; Mg 0,8; Mn 0,7; Cu 0,28 | Strangpressen |
| 6081 | 98.1 | Si 0,9; Mg 0,8; Mn 0,2 | Wärmebehandelbar |
| 6082 | 97.5 | Si 1,0; Mg 0,85; Mn 0,65 | Wärmebehandelbar |
| 6101 | 98.9 | Si 0,5; Mg 0,6 | Strangpressen |
| 6105 | 98.6 | Si 0,8; Mg 0,65 | Wärmebehandelbar |
| 6113 | 96.8 | Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8; O 0,2 | Luft- und Raumfahrt |
| 6151 | 98.2 | Si 0,9; Mg 0,6; Cr 0,25 | Schmiedestücke |
| 6162 | 98.6 | Si 0,55; Mg 0,9 | Wärmebehandelbar |
| 6201 | 98.5 | Si 0,7; Mg 0,8 | Stab |
| 6205 | 98.4 | Si 0,8; Mg 0,5; Mn 0,1; Cr 0,1; Zr 0,1 | Strangpressen |
| 6262 | 96.8 | Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0,1; Bi 0,6; Pb 0,6 | Universal |
| 6351 | 97.8 | Si 1,0; Mg 0,6; Mn 0,6 | Strangpressen |
| 6463 | 98.9 | Si 0,4; Mg 0,7 | Strangpressen |
| 6951 | 97.2 | Si 0,5; Fe 0,8; Cu 0,3; Mg 0,7; Mn 0,1; Zn 0,2 | Wärmebehandelbar |
Serie 7000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 7005 | 93.3 | Zn 4,5; Mg 1,4; Mn 0,45; Cr 0,13; Zr 0,14; Ti 0,04 | Strangpressen |
| 7010 | 93.3 | Zn 6,2; Mg 2,35; Cu 1,7; Zr 0,1; | Luft- und Raumfahrt |
| 7022 | 91.1 | Zn 4,7; Mg 3,1; Mn 0,2; Cu 0,7; Cr 0,2; | Platte, Formen |
| 7034 | 85.7 | Zn 11,0; Mg 2,3; Cu 1,0 | Höchstzugkraft 750 MPa |
| 7039 | 92.3 | Zn 4,0; Mg 3,3; Mn 0,2; Cr 0,2 | Panzerplatten für die Luft- und Raumfahrt |
| 7049 | 88.1 | Zn 7,7; Mg 2,45; Cu 1,6; Cr 0,15 | Universal, Luft- und Raumfahrt |
| 7050 | 89.0 | Zn 6,2; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0,1 | Universal, Luft- und Raumfahrt |
| 7055 | 87.2 | Zn 8,0; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0,1 | Platten, Strangpressprofile, Luft- und Raumfahrt |
| 7065 | 88.5 | Zn 7,7; Mg 1,6; Cu 2,1; Zr 0,1 | Bleche, Luft- und Raumfahrt |
| 7068 | 87.6 | Zn 7,8; Mg 2,5; Cu 2,0; Zr 0,12 | Luft- und Raumfahrt, Höchstzugkraft 710 MPa |
| 7072 | 99.0 | Zn 1,0 | Blech, Folie |
| 7075 & 7175 | 90.0 | Zn 5,6; Mg 2,5; Cu 1,6; Cr 0,23 | Universal, Luft- und Raumfahrt, Schmiedestücke |
| 7079 | 91.4 | Zn 4,3; Mg 3,3; Cu 0,6; Mn 0,2; Cr 0,15 | - |
| 7085 | 89.4 | Zn 7,5; Mg 1,5; Cu 1,6 | Grobblech, Luft- und Raumfahrt |
| 7090 | Al-Zn-Mg-Cu mit Co 1,5% | hohe Festigkeit, Duktilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion | |
| 7091 | Al-Zn-Mg-Cu mit Co 0,4% | hohe Festigkeit, Duktilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion | |
| 7093 | 86.7 | Zn 9,0; Mg 2,5; Cu 1,5; O 0,2; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt |
| 7116 | 93.7 | Zn 4,5; Mg 1; Cu 0,8 | Wärmebehandelbar |
| 7129 | 93.2 | Zn 4,5; Mg 1,6; Cu 0,7 | - |
| 7150 | 89.05 | Zn 6,4; Mg 2,35; Cu 2,2; O 0,2; Zr 0,1 | Luft- und Raumfahrt |
| 7178 | 88.1 | Zn 6,8; Mg 2,7; Cu 2,0; Cr 0,26 | Universal, Luft- und Raumfahrt |
| 7255 | 87.5 | Zn 8,0; Mg 2,1; Cu 2,3; Zr 0,1 | Bleche, Luft- und Raumfahrt |
| 7475 | 90.3 | Zn 5,7; Mg 2,3; Si 1,5; Cr 0,22 | Universal, Luft- und Raumfahrt |
Serie 8000
| Legierung | Al-Gehalt | Legierungselemente | Verwendungen und Referenzen ⓘ |
|---|---|---|---|
| 8006 | 98.0 | Fe 1,5; Mn 0,5; | Universal, schweißbar |
| 8009 | 88.3 | Fe 8,6; Si 1,8; V 1,3 | Hochtemperatur-Luftfahrt |
| 8011 | 98.7 | Fe 0,7; Si 0,6 | Kaltverfestigt |
| 8014 | 98.2 | Fe 1,4; Mn 0,4; | universal |
| 8019 | 87.5 | Fe 8,3; Ge 4,0; O 0,2 | Luft- und Raumfahrt |
| 8025 | Si 0,05; Fe 0,06-0,25; Cu 0,20; Mg 0,05; Cr 0,18; Zn 0,50; Ti 0,005-0,02; Li 3,4-4,2; Zr 0,08-0,25 | ||
| 8030 | 99.3 | Fe 0,5; Cu 0,2 | Draht |
| 8090 | Si 0,20; Fe 0,30; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,6-1,3; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,2-2,7; Zr 0,04-0,16 | ||
| 8091 | Si 0,30; Fe 0,50; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,50-1,2; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,4-2,8; Zr 0,08-0,16 | ||
| 8093 | Si 0,10; Fe 0,10; Cu 1,6-2,2; Mn 0,10; Mg 0,9-1,6; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 1,9-2,6; Zr 0,04-0,14 | ||
| 8176 | 99.3 | Fe 0,6; Si 0,1 | Elektrischer Draht |
Gemischte Liste
| Legierung | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | V | Ti | Bi | Ga | Pb | Zr | Grenzwerte†† | Al ⓘ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Jede | Insgesamt | |||||||||||||||
| 1050 | 0.25 | 0.40 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 99,5 min | ||||||||
| 1060 | 0.25 | 0.35 | 0.05 | 0.028 | 0.03 | 0.03 | 0.05 | 0.05 | 0.028 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.028 | 99,6 min | |
| 1100 | 0,95 Si+Fe | 0.05–0.20 | 0.05 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | 99,0 min | |||||||||
| 1199 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.002 | 0.006 | 0.006 | 0.005 | 0.002 | 0.005 | 0.002 | 99,99 min | |||||
| 2014 | 0.50–1.2 | 0.7 | 3.9–5.0 | 0.40–1.2 | 0.20–0.8 | 0.10 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 2024 | 0.50 | 0.50 | 3.8–4.9 | 0.30–0.9 | 1.2–1.8 | 0.10 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 2219 | 0.2 | 0.30 | 5.8–6.8 | 0.20–0.40 | 0.02 | 0.10 | 0.05–0.15 | 0.02–0.10 | 0.10–0.25 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||
| 3003 | 0.6 | 0.7 | 0.05–0.20 | 1.0–1.5 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||||
| 3004 | 0.30 | 0.7 | 0.25 | 1.0–1.5 | 0.8–1.3 | 0.25 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||||
| 3102 | 0.40 | 0.7 | 0.10 | 0.05–0.40 | 0.30 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||||
| 4043 | 4.5–6.0 | 0.80 | 0.30 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||
| 5005 | 0.3 | 0.7 | 0.2 | 0.2 | 0.5-1.1 | 0.1 | 0.25 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||
| 5052 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 2.2–2.8 | 0.15–0.35 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||
| 5083 | 0.40 | 0.40 | 0.10 | 0.40–1.0 | 4.0–4.9 | 0.05–0.25 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5086 | 0.40 | 0.50 | 0.10 | 0.20–0.7 | 3.5–4.5 | 0.05–0.25 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5154 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 3.10–3.90 | 0.15–0.35 | 0.20 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5356 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 4.50–5.50 | 0.05–0.20 | 0.10 | 0.06–0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5454 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.50–1.0 | 2.4–3.0 | 0.05–0.20 | 0.25 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5456 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.50–1.0 | 4.7–5.5 | 0.05–0.20 | 0.25 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 5754 | 0.40 | 0.40 | 0.10 | 0.50 | 2.6–3.6 | 0.30 | 0.20 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6005 | 0.6–0.9 | 0.35 | 0.10 | 0.10 | 0.40–0.6 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6005A† | 0.50–0.9 | 0.35 | 0.30 | 0.50 | 0.40–0.7 | 0.30 | 0.20 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6060 | 0.30–0.6 | 0.10–0.30 | 0.10 | 0.10 | 0.35–0.6 | 0.05 | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6061 | 0.40–0.8 | 0.7 | 0.15–0.40 | 0.15 | 0.8–1.2 | 0.04–0.35 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6063 | 0.20–0.6 | 0.35 | 0.10 | 0.10 | 0.45–0.9 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6066 | 0.9–1.8 | 0.50 | 0.7–1.2 | 0.6–1.1 | 0.8–1.4 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6070 | 1.0–1.7 | 0.50 | 0.15–0.40 | 0.40–1.0 | 0.50–1.2 | 0.10 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6082 | 0.7–1.3 | 0.50 | 0.10 | 0.40–1.0 | 0.60–1.2 | 0.25 | 0.20 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6105 | 0.6–1.0 | 0.35 | 0.10 | 0.10 | 0.45–0.8 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6162 | 0.40–0.8 | 0.50 | 0.20 | 0.10 | 0.7–1.1 | 0.10 | 0.25 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 6262 | 0.40–0.8 | 0.7 | 0.15–0.40 | 0.15 | 0.8–1.2 | 0.04–0.14 | 0.25 | 0.15 | 0.40–0.7 | 0.40–0.7 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||
| 6351 | 0.7–1.3 | 0.50 | 0.10 | 0.40–0.8 | 0.40–0.8 | 0.20 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||
| 6463 | 0.20–0.6 | 0.15 | 0.20 | 0.05 | 0.45–0.9 | 0.05 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||||
| 7005 | 0.35 | 0.40 | 0.10 | 0.20–0.70 | 1.0–1.8 | 0.06–0.20 | 4.0–5.0 | 0.01–0.06 | 0.08–0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||
| 7022 | 0.50 | 0.50 | 0.50–1.00 | 0.10–0.40 | 2.60–3.70 | 0.10–0.30 | 4.30–5.20 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 7068 | 0.12 | 0.15 | 1.60–2.40 | 0.10 | 2.20–3.00 | 0.05 | 7.30–8.30 | 0.01 | 0.05–0.15 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||
| 7072 | 0,7 Si+Fe | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.8–1.3 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||||||
| 7075 | 0.40 | 0.50 | 1.2–2.0 | 0.30 | 2.1–2.9 | 0.18–0.28 | 5.1–6.1 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 7079 | 0.3 | 0.40 | 0.40–0.80 | 0.10–0.30 | 2.9–3.7 | 0.10–0.25 | 3.8–4.8 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 7116 | 0.15 | 0.30 | 0.50–1.1 | 0.05 | 0.8–1.4 | 4.2–5.2 | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 0.05 | 0.15 | Rest | ||||
| 7129 | 0.15 | 0.30 | 0.50–0.9 | 0.10 | 1.3–2.0 | 0.10 | 4.2–5.2 | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||
| 7178 | 0.40 | 0.50 | 1.6–2.4 | 0.30 | 2.4–3.1 | 0.18–0.28 | 6.3–7.3 | 0.20 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||
| 8176 | 0.03–0.15 | 0.40–1.0 | 0.10 | 0.03 | 0.05 | 0.15 | Rest | |||||||||
| Legierung | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | V | Ti | Bi | Ga | Pb | Zr | Grenzwerte†† | Al | |
| Jede | Insgesamt | |||||||||||||||
| †Mangan plus Chrom muss zwischen 0,12-0,50% liegen. ††Dieser Grenzwert gilt für alle Elemente, für die in einer bestimmten Zeile kein anderer Grenzwert angegeben ist, weil keine Spalte existiert oder weil die Spalte leer ist. | ||||||||||||||||
Gusslegierungen
Die Aluminum Association (AA) hat eine ähnliche Nomenklatur wie für Knetlegierungen eingeführt. British Standard und DIN haben unterschiedliche Bezeichnungen. Im AA-System geben die zweiten beiden Ziffern den Mindestprozentsatz an Aluminium an, z. B. 150.x entspricht einem Mindestanteil von 99,50 % Aluminium. Die Stelle nach dem Komma hat den Wert 0 oder 1 und steht für Guss bzw. Barren. Die wichtigsten Legierungselemente im AA-System sind wie folgt:
- Die Serie 1xx.x besteht zu mindestens 99 % aus Aluminium
- 2xx.x Serie Kupfer
- Silizium der Serie 3xx.x, mit Zusatz von Kupfer und/oder Magnesium
- Silizium der Reihe 4xx.x
- 5xx.x Reihe Magnesium
- 6xx.x unbenutzte Serien
- 7xx.x Reihe Zink
- 8xx.x Reihe Zinn
- 9xx.x andere Elemente ⓘ
| Legierungstyp | Zustand | Zugfestigkeit (min) in ksi (MPa) | Streckgrenze (min) in ksi (MPa) | Dehnung in 2 in % | |
|---|---|---|---|---|---|
| ANSI | UNS | ||||
| 201.0 | A02010 | T7 | 60.0 (414) | 50.0 (345) | 3.0 |
| 204.0 | A02040 | T4 | 45.0 (310) | 28.0 (193) | 6.0 |
| 242.0 | A02420 | O | 23.0 (159) | K.A. | K.A. |
| T61 | 32.0 (221) | 20.0 (138) | K.A. | ||
| A242.0 | A12420 | T75 | 29.0 (200) | K.A. | 1.0 |
| 295.0 | A02950 | T4 | 29.0 (200) | 13.0 (90) | 6.0 |
| T6 | 32.0 (221) | 20.0 (138) | 3.0 | ||
| T62 | 36.0 (248) | 28.0 (193) | K.A. | ||
| T7 | 29.0 (200) | 16.0 (110) | 3.0 | ||
| 319.0 | A03190 | F | 23.0 (159) | 13.0 (90) | 1.5 |
| T5 | 25.0 (172) | K.A. | K.A. | ||
| T6 | 31.0 (214) | 20.0 (138) | 1.5 | ||
| 328.0 | A03280 | F | 25.0 (172) | 14.0 (97) | 1.0 |
| T6 | 34.0 (234) | 21.0 (145) | 1.0 | ||
| 355.0 | A03550 | T6 | 32.0 (221) | 20.0 (138) | 2.0 |
| T51 | 25.0 (172) | 18.0 (124) | K.A. | ||
| T71 | 30.0 (207) | 22.0 (152) | K.A. | ||
| C355.0 | A33550 | T6 | 36.0 (248) | 25.0 (172) | 2.5 |
| 356.0 | A03560 | F | 19.0 (131) | 9.5 (66) | 2.0 |
| T6 | 30.0 (207) | 20.0 (138) | 3.0 | ||
| T7 | 31.0 (214) | K.A. | K.A. | ||
| T51 | 23.0 (159) | 16.0 (110) | K.A. | ||
| T71 | 25.0 (172) | 18.0 (124) | 3.0 | ||
| A356.0 | A13560 | T6 | 34.0 (234) | 24.0 (165) | 3.5 |
| T61 | 35.0 (241) | 26.0 (179) | 1.0 | ||
| 443.0 | A04430 | F | 17.0 (117) | 7.0 (48) | 3.0 |
| B443.0 | A24430 | F | 17.0 (117) | 6.0 (41) | 3.0 |
| 512.0 | A05120 | F | 17.0 (117) | 10.0 (69) | K.A. |
| 514.0 | A05140 | F | 22.0 (152) | 9.0 (62) | 6.0 |
| 520.0 | A05200 | T4 | 42.0 (290) | 22.0 (152) | 12.0 |
| 535.0 | A05350 | F | 35.0 (241) | 18.0 (124) | 9.0 |
| 705.0 | A07050 | T5 | 30.0 (207) | 17.0 (117)† | 5.0 |
| 707.0 | A07070 | T7 | 37.0 (255) | 30.0 (207)† | 1.0 |
| 710.0 | A07100 | T5 | 32.0 (221) | 20.0 (138) | 2.0 |
| 712.0 | A07120 | T5 | 34.0 (234) | 25.0 (172)† | 4.0 |
| 713.0 | A07130 | T5 | 32.0 (221) | 22.0 (152) | 3.0 |
| 771.0 | A07710 | T5 | 42.0 (290) | 38.0 (262) | 1.5 |
| T51 | 32.0 (221) | 27.0 (186) | 3.0 | ||
| T52 | 36.0 (248) | 30.0 (207) | 1.5 | ||
| T6 | 42.0 (290) | 35.0 (241) | 5.0 | ||
| T71 | 48.0 (331) | 45.0 (310) | 5.0 | ||
| 850.0 | A08500 | T5 | 16.0 (110) | K.A. | 5.0 |
| 851.0 | A08510 | T5 | 17.0 (117) | K.A. | 3.0 |
| 852.0 | A08520 | T5 | 24.0 (165) | 18.0 (124) | K.A. |
| †Nur auf Anfrage des Kunden | |||||
Benannte Legierungen
- A380 Bietet eine hervorragende Kombination von Guss-, mechanischen und thermischen Eigenschaften, weist eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, Druckdichtigkeit und Beständigkeit gegen Heißrissbildung auf. Verwendet in der Luft- und Raumfahrtindustrie
- Alferium, eine von Schneider entwickelte Aluminium-Eisen-Legierung, die von der Société pour la Construction d'Avions Métallique "Aviméta" für den Flugzeugbau verwendet wird
- Alclad-Aluminiumblech, das aus hochreinen Aluminiumoberflächenschichten besteht, die mit einem Kern aus einer hochfesten Aluminiumlegierung verbunden sind
- Birmabright (Aluminium, Magnesium), ein Produkt von The Birmetals Company, entspricht im Wesentlichen 5251
- Duralumin (Kupfer, Aluminium)
- Hindalium (Aluminium, Magnesium, Mangan, Silizium), ein Produkt der Hindustan Aluminium Corporation Ltd, hergestellt in 16-Ga-Walzblechen für Kochgeschirr
- Lockalloy (Lockalloy ist eine Legierung, die aus 62 % Beryllium und 38 % Aluminium besteht. Sie wurde in den 1960er Jahren von der Lockheed Missiles and Space Company entwickelt und als Strukturmetall in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
- Pandalloy Eine von Pratt&Whitney entwickelte Legierung, die angeblich eine hohe Festigkeit und eine hervorragende Hochtemperaturleistung aufweist.
- Magnalium
- Magnox (Magnesium, Aluminium)
- Silumin (Aluminium, Silizium)
- Titanal (Aluminium, Zink, Magnesium, Kupfer, Zirkonium), ein Produkt der Austria Metall AG. Wird häufig für Hochleistungssportprodukte verwendet, insbesondere für Snowboards und Skier.
- Y-Legierung, Hiduminium, R.R.-Legierungen: Nickel-Aluminium-Legierungen aus der Vorkriegszeit, die in der Luft- und Raumfahrt und für Motorkolben verwendet wurden, weil sie auch bei hohen Temperaturen ihre Festigkeit behalten. Heutzutage werden sie durch leistungsfähigere Eisen-Aluminium-Legierungen wie 8009 ersetzt, die mit geringer Kriechneigung bis zu 300 °C arbeiten können. ⓘ
Anwendungen
Legierungen für die Luft- und Raumfahrt
Aluminium-Scandium
Durch den Zusatz von Scandium zu Aluminium entstehen nanoskalige Al3Sc-Ausscheidungen, die das übermäßige Kornwachstum in der Wärmeeinflusszone von geschweißten Aluminiumbauteilen begrenzen. Dies hat zwei positive Auswirkungen: Das ausgeschiedene Al3Sc bildet kleinere Kristalle als in anderen Aluminiumlegierungen und die Breite der ausscheidungsfreien Zonen, die normalerweise an den Korngrenzen aushärtbarer Aluminiumlegierungen vorhanden sind, wird reduziert. Scandium ist auch ein starker Kornfeiner in Aluminiumgusslegierungen und Atom für Atom der stärkste Festiger in Aluminium, sowohl als Ergebnis der Kornfeinung als auch der Ausscheidungsfestigung. ⓘ
Ein zusätzlicher Vorteil von Scandiumzusätzen zu Aluminium ist, dass die nanoskaligen Al3Sc-Ausscheidungen, die der Legierung ihre Festigkeit verleihen, bei relativ hohen Temperaturen (~350 °C) vergröberungsbeständig sind. Dies steht im Gegensatz zu den handelsüblichen 2xxx- und 6xxx-Legierungen, die bei Temperaturen über 250 °C aufgrund der raschen Vergröberung ihrer verstärkenden Ausscheidungen schnell ihre Festigkeit verlieren. ⓘ
Die Wirkung der Al3Sc-Ausscheidungen erhöht auch die Streckgrenze der Legierung um 50-70 MPa (7,3-10,2 ksi). ⓘ
Im Prinzip ähneln die mit Scandium verfestigten Aluminiumlegierungen den traditionellen Nickelbasis-Superlegierungen, da beide durch kohärente, vergröberungsbeständige Ausscheidungen mit einer geordneten L12-Struktur verfestigt werden. Allerdings enthalten Al-Sc-Legierungen einen viel geringeren Volumenanteil an Ausscheidungen und der Abstand zwischen den Ausscheidungen ist viel kleiner als bei ihren Gegenstücken auf Nickelbasis. In beiden Fällen ermöglichen die vergröberungsbeständigen Ausscheidungen jedoch, dass die Legierungen ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen beibehalten. ⓘ
Die höhere Betriebstemperatur von Al-Sc-Legierungen hat erhebliche Auswirkungen auf energieeffiziente Anwendungen, insbesondere in der Automobilindustrie. Diese Legierungen können dichtere Werkstoffe wie Stahl und Titan ersetzen, die in Umgebungen mit Temperaturen von 250-350 °C eingesetzt werden, z. B. in oder in der Nähe von Motoren. Der Ersatz dieser Werkstoffe durch leichtere Aluminiumlegierungen führt zu einer Gewichtsreduzierung, was wiederum zu einer höheren Kraftstoffeffizienz führt. ⓘ
Es hat sich gezeigt, dass die Zugabe von Erbium und Zirkonium die Vergröberungsbeständigkeit von Al-Sc-Legierungen bis ~400 °C erhöht. Dies wird durch die Bildung einer langsam streuenden zirkoniumreichen Schale um scandium- und erbiumreiche Ausscheidungskerne erreicht, die verfestigende Ausscheidungen mit der Zusammensetzung Al3(Sc,Zr,Er) bilden. Weitere Verbesserungen der Vergröberungsbeständigkeit werden den Einsatz dieser Legierungen bei immer höheren Temperaturen ermöglichen. ⓘ
Titanlegierungen, die fester, aber schwerer als Al-Sc-Legierungen sind, werden noch viel häufiger verwendet. ⓘ
Das Hauptanwendungsgebiet von metallischem Scandium sind Aluminium-Scandium-Legierungen für kleinere Bauteile in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Diese Legierungen enthalten zwischen 0,1 % und 0,5 % (nach Gewicht) Scandium. Sie wurden in den russischen Militärflugzeugen Mig 21 und Mig 29 verwendet. ⓘ
Einige Sportgeräte, bei denen es auf Hochleistungsmaterialien ankommt, wurden aus Scandium-Aluminium-Legierungen hergestellt, darunter Baseballschläger, Lacrosse-Schläger, Fahrradrahmen und -komponenten sowie Zeltstangen. ⓘ
Der US-amerikanische Waffenhersteller Smith & Wesson stellt Revolver her, deren Rahmen aus einer Scandiumlegierung und deren Zylinder aus Titan bestehen. ⓘ
Mögliche Verwendung als Raumfahrtmaterial
Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Festigkeit sind Aluminiumlegierungen begehrte Werkstoffe für Raumfahrzeuge, Satelliten und andere Komponenten, die im Weltraum eingesetzt werden sollen. Diese Anwendung wird jedoch durch die von der Sonne ausgehende energiereiche Teilchenstrahlung eingeschränkt. Der Aufprall und die Ablagerung von energiereichen Sonnenpartikeln im Gefüge herkömmlicher Aluminiumlegierungen kann die Auflösung der meisten gängigen Härtephasen bewirken, was zu einer Erweichung führt. Die kürzlich eingeführten Crossover-Aluminiumlegierungen werden als Ersatz für die 6xxx- und 7xxx-Serien in Umgebungen getestet, in denen die Bestrahlung mit energetischen Teilchen ein großes Problem darstellt. Solche Crossover-Aluminiumlegierungen können durch Ausscheidung einer chemischen Komplexphase, der so genannten T-Phase, gehärtet werden, deren Strahlungsbeständigkeit sich als besser erwiesen hat als die anderer Härtungsphasen herkömmlicher Aluminiumlegierungen. ⓘ
Liste der Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt
Die folgenden Aluminiumlegierungen werden üblicherweise in Flugzeugen und anderen Strukturen der Luft- und Raumfahrt verwendet:
- 1420
- 2004; 2014; 2017; 2020; 2024; 2080; 2090; 2091; 2095; 2219; 2224; 2324; 2519; 2524
- 4047
- 6013; 6061; 6063; 6113; 6951;
- 7010; 7049; 7050; 7055; 7068; 7075; 7079; 7093; 7150; 7178; 7475;
- 8009;
Beachten Sie, dass sich der Begriff Flugzeugaluminium oder Aluminium für die Luft- und Raumfahrt gewöhnlich auf 7075 bezieht. ⓘ
Aluminium 4047 ist eine einzigartige Legierung, die sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch in der Automobilindustrie als Verkleidungslegierung oder Füllstoff verwendet wird. Als Füllstoff können Bänder aus der Aluminiumlegierung 4047 zu komplizierten Anwendungen kombiniert werden, um zwei Metalle zu verbinden. ⓘ
6951 ist eine wärmebehandelbare Legierung, die den Lamellen zusätzliche Festigkeit verleiht und gleichzeitig die Durchbiegungsfestigkeit erhöht; dadurch kann der Hersteller die Dicke des Blechs und damit das Gewicht der geformten Lamelle verringern. Diese besonderen Eigenschaften machen die Aluminiumlegierung 6951 zu einer der bevorzugten Legierungen für die Wärmeübertragung und für Wärmetauscher, die für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt hergestellt werden. ⓘ
6063-Aluminiumlegierungen sind wärmebehandelbar und weisen eine mäßig hohe Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute Strangpressbarkeit auf. Sie werden regelmäßig für architektonische und strukturelle Bauteile verwendet. ⓘ
Die folgende Liste von Aluminiumlegierungen wird derzeit hergestellt, ist aber weniger verbreitet:
- Aluminium 2090
- 2124 Aluminium
- 2324 Aluminium
- 6013 Aluminium
- 7050 Aluminium
- 7055 Aluminium
- 7150 Aluminium
- 7475 Aluminium ⓘ
Marine-Legierungen
Diese Legierungen werden für den Boots- und Schiffbau sowie für andere maritime und salzwasserempfindliche Anwendungen an Land verwendet. ⓘ
- 5052 Aluminiumlegierung
- 5059 Aluminiumlegierung
- 5083 Aluminiumlegierung
- 5086 Aluminium-Legierung
- 6061 Aluminiumlegierung
- 6063 Aluminiumlegierung
4043, 5183, 6005A, 6082 werden auch in Schiffskonstruktionen und Offshore-Anwendungen verwendet. ⓘ
Automobil-Legierungen
Die Aluminiumlegierungen 6111 und 2008 werden häufig für äußere Karosserieteile verwendet, während 5083 und 5754 für innere Karosserieteile eingesetzt werden. Motorhauben wurden aus den Legierungen 2036, 6016 und 6111 hergestellt. Für Karosserieteile von Lastkraftwagen und Anhängern wurde 5456 Aluminium verwendet. ⓘ
Für Fahrzeugrahmen werden häufig Aluminium 5182 oder 5754 sowie 6061 oder 6063 verwendet. ⓘ
Räder werden aus A356.0-Aluminium gegossen oder aus 5xxx-Blechen geformt. ⓘ
Zylinderblöcke und Kurbelgehäuse werden häufig aus Aluminiumlegierungen gegossen. Die gängigsten Aluminiumlegierungen für Zylinderblöcke sind A356, 319 und in geringerem Maße 242. ⓘ
Aluminiumlegierungen, die Cerium enthalten, werden für Hochtemperaturanwendungen in der Automobilindustrie, wie z. B. Zylinderköpfe und Turbolader, und für andere Anwendungen in der Energieerzeugung entwickelt und eingesetzt. Diese Legierungen wurden ursprünglich entwickelt, um die Verwendung von Cer zu erhöhen, das im Bergbau auf Seltene Erden für begehrtere Elemente wie Neodym und Dysprosium überproduziert wird, aber wegen seiner Festigkeit bei hohen Temperaturen über lange Zeiträume Aufmerksamkeit erregte. Es erhält seine Festigkeit durch das Vorhandensein einer intermetallischen Al11Ce3-Phase, die bis zu Temperaturen von 540 °C stabil ist und ihre Festigkeit bis zu 300 °C beibehält, so dass es auch bei höheren Temperaturen gut einsetzbar ist. Aluminium-Cerium-Legierungen werden aufgrund ihrer hervorragenden Gießeigenschaften in der Regel gegossen. Es gibt jedoch auch Arbeiten, die zeigen, dass mit laserbasierten additiven Fertigungsverfahren auch Teile mit komplexeren Geometrien und besseren mechanischen Eigenschaften hergestellt werden können. Jüngste Arbeiten konzentrierten sich vor allem auf die Zugabe von Legierungselementen höherer Ordnung zum binären Al-Ce-System, um die mechanischen Eigenschaften bei Raum- und erhöhten Temperaturen zu verbessern, wie z. B. Eisen, Nickel, Magnesium oder Kupfer, und es wird daran gearbeitet, die Wechselwirkungen der Legierungselemente besser zu verstehen. ⓘ
Luft- und Gasflaschen
6061-Aluminium und 6351-Aluminium werden häufig in Atemgasflaschen für Taucher und SCBA-Legierungen verwendet. ⓘ
Aluminiumgusslegierungen
Siehe auch: Aluminiumguss – Gießen von Aluminiumwerkstoffen. ⓘ
Für Gusslegierungen gilt folgende Einordnung:
- 1xxxx: Reinaluminiumqualitäten
- 2xxxx: Kupfer (AlCu)
- 3xxxx: Silicium-Kupfer/Magnesium (Siehe unter AlSi)
- 4xxxx: Silicium (AlSi)
- 5xxxx: Magnesium (AlMg)
- 7xxxx: Zink
- 8xxxx: Zinn
- 9xxxx: Vorlegierungen ⓘ
Die wichtigste Aluminium-Gusssorte ist die eutektische Legierung von Aluminium und Silicium. Ihr Eutektikum liegt bei etwa 12 % Silicium und hat einen Schmelzpunkt von 576 °C. Diese Aluminium-Silicium-Legierung besitzt hervorragende Gießeigenschaften (Dünnflüssigkeit, geringe Schwindung) und hat eine hohe Festigkeit. Sie lässt sich im Allgemeinen gut schweißen und ist korrosionsbeständig. Anteile an Magnesium und Kupfer erhöhen die Festigkeit, Kupfer verringert jedoch die Korrosionsbeständigkeit. ⓘ
Aluminiumgusslegierungen mit diesen Elementen werden als Werkstoffe beispielsweise für Motorengehäuse und Getriebegehäuse im Fahrzeug- und Flugzeugbau verwendet. ⓘ
Da Aluminiumschmelze zu Oxid- und Schaumbildung neigt, müssen die Gießverfahren dahingehend angepasst und weiterentwickelt werden. Zunehmend an Bedeutung gewinnt bei den Kokillengussverfahren das Kippgießen. ⓘ