Aluminiumlegierung

Aluminiumlegierungen entstehen durch Legieren von Aluminium mit anderen Metallen, vorwiegend Mangan, Magnesium, Kupfer, Silicium, Nickel, Zink und Beryllium. Als Basismaterial dient in den meisten Fällen Al99,5 (EN AW-1050A). Auf diese Weise lassen sich die Festigkeitswerte in weiten Grenzen erhöhen und auch andere Eigenschaften beeinflussen.

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Je nachdem, ob die gewünschte Festigkeitssteigerung nur durch Legierungselemente sowie Kaltverfestigung oder aber vornehmlich durch eine Aushärtebehandlung (Wärmebehandlung) erreicht wird, unterscheidet man zwischen den aushärtbaren und den nichtaushärtbaren (naturharten) Legierungen.

Eine weitere Unterscheidung ergibt sich aus der Art der Verarbeitung: Knet- oder Gußwerkstoffe. Zu den Knetwerkstoffen zählen außer Reinst- und Reinaluminium im wesentlichen die naturharten Legierungen vom Typ AlMn, AlMg, und AlMgMn sowie die aushärtbaren Legierungen der Gattungen 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. Zu den Gußwerkstoffen gehören die Legierungen der Gattung AlSi, AlSiMg, AlSiCu, AlMg, AlMgSi, AlCuTi, AlCuTiMg.

Aluminiumknetlegierungen

Als Aluminiumknetlegierung werden alle Aluminiumlegierungen bezeichnet, welche vor allem durch Umformen (Walzen, Strangpressen) bearbeitet werden.

Bereits geringe Zusätze der Legierungselemente Magnesium, Silicium, Kupfer, Zink, Nickel und Mangan ändern sehr stark die Eigenschaften des reinen Aluminiums. Insbesondere werden Festigkeit und Härte gesteigert, die elektrische Leitfähigkeit gesenkt, während die Umformbarkeit nur gering nachlässt. Diese Legierungen zeigen eine hohe Duktilität, man nennt sie deshalb Aluminiumknetlegierungen. Aluminiumknetlegierungen werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit und geringen Dichte als Werkstoffe für Transportbehälter sowie Konstruktionsteile im Fahrzeugbau, Flugzeugbau, und Schiffbau verwendet.

Aluminiumknetlegierungen werden in der Regel statt mit ihrer Werkstoffnummer mit einem von der Aluminum Association erstellten vierstelligen Zahlensystem bezeichnet. Dabei gibt die erste Ziffer das Hauptlegierungselement und damit die Legierungsgruppe an. Die restlichen Ziffern sind mehr oder weniger Zählnummern, die chronologisch oder in Anlehnung an bereits bestehende Legierungen vergeben werden.

Aufstellung typischer in der Industrie Verwendung findender Aluminiumlegierungen:

• Aludur (0,3 - 1 % Silicium, 0,3 - 0,8 % Mangan und 0,5 - 1,2 % Magnesium)
• Aluman (1,1 % Mangan)
• Duraluminium (2,5 - 5,5% Kupfer, 0,2 - 5 % Magnesium, 0,5 - 1,2 % Mangan und 0,2 - 1,0 % Silicium)
• Hydronalium (3 - 12 % Magnesium, 0,2 - 0,8 % Mangan und 0,2 - 1,0 % Silicium)
• Silumin® (bis 14 % Silicium)

Aluminiumgusslegierungen

Für Gusslegierungen gilt folgende Einordnung:

• 1xx: Reinaluminiumqualitäten
• 2xx: Kupfer
• 3xx: Silicium-Kupfer/Magnesium
• 4xx: Silicium
• 5xx: Magnesium
• 7xx: Magnesium-Zink
• 8xx: Zinn

Die wichtigste Aluminium-Gusssorte ist die eutektische Legierung von Aluminium und Silicium. Ihr Eutektikum liegt etwa 12 % Silicium und hat einen Schmelzpunkt von 576° Celsius. Diese Aluminium-Silicium-Legierung besitzt hervorragende Gießeigenschaften (Dünnflüssigkeit, geringe Schwindung) und hat 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.