Aluminium Serie 7
Unterschiede in den Basislegierungen
7022-T651
- Eine hochfeste Legierung (auf Zinkbasis) mit etwas besserer Korrosionsbeständigkeit als 7075.
- Wird in der Luft- und Raumfahrt/im Militär verwendet.
7050-T7451
- Hoher Zn-Gehalt, optimiert für Spannungskorrosionsbeständigkeit unter Beibehaltung der Stärke.
- Häufig in Flugzeugstrukturen (z. B. Flügelholmen, Fahrwerken).
7075 (und Tempers)
- Ultrahochfest (Zn/Mg/Cu), aber ohne Schutz geringe Korrosionsbeständigkeit.
- Weit verbreitet in der Luftfahrt, im Formenbau und bei Hochleistungssportgeräten
Erklärung der Härtebezeichnungen
| Temperament | Prozess | Wichtige Eigenschaften (für 7075) |
|---|---|---|
| T6 | Lösungsgeglüht + Warmauslagerung | Spitzenfestigkeit, geringere Zähigkeit/Korrosionsbeständigkeit. |
| T351 | Lösungsgeglüht, spannungsarm geglüht (gestreckt), naturgealtert | Ausgewogene Festigkeit, geringe Eigenspannung für die Bearbeitung. |
| T651 | Lösungsgeglüht, spannungsarm geglüht, warmausgelagert | Nahezu T6-Festigkeit, bessere Dimensionsstabilität. |
| T7451 (nur 7050) | Überaltertes Temperament | Opfert etwas Kraft für hervorragende Spannungskorrosionsbeständigkeit. |
Schlüsselvergleiche
- Stabilität: 7075-T6/T651 > 7050-T7451 > 7022-T651.
- Korrosionsbeständigkeit: 7050-T7451 > 7022-T651 > 7075-T6/T651.
- Bearbeitbarkeit: T351/T651 (geringe Eigenspannung) > T6.
Anwendungen
- 7075-T6/T651: Flugzeugrahmen, hochbelastete Komponenten (erfordert Korrosionsschutz).
- 7050-T7451: Marine-/Luftfahrtteile, die Spannungskorrosion ausgesetzt sind.
- 7022-T651: Spezialanwendungen, die ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Korrosion erfordern.
Notizen
- 7075 Legierungen erfordern typischerweise Beschichtungen (z. B. Eloxieren) zum Korrosionsschutz.
- T7451 ist für die Luft- und Raumfahrt von entscheidender Bedeutung, da dort Spannungskorrosion ein Problem darstellt.
Genaue mechanische Eigenschaften (z. B. Zugfestigkeit, Dehnung) finden Sie unter AMS (Materialspezifikationen für die Luft- und Raumfahrt) or ASTM-Standards.
Aluminium Serie 6
Unterschiede in den Basislegierungen
| Legierung | Primäre Legierungselemente | Schlüsseleigenschaften | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| 6060 | Mg, Si (niedrig) | Mittlere Festigkeit, ausgezeichnete Extrudierbarkeit, gute Korrosionsbeständigkeit. | Architekturprofile, Fensterrahmen, Leichtbaukonstruktionen. |
| 6061 | Mg, Si (höher als 6060), Cu | Hohe Festigkeit, gute Schweißbarkeit, mäßige Korrosionsbeständigkeit. | Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt, Automobil (Rahmen, Strukturteile). |
| 6063 | Mg, Si (ausgewogen) | Hervorragende Extrudierbarkeit, glatte Oberflächenbeschaffenheit, geringere Festigkeit als 6061. | Architekturverkleidungen, LED-Gehäuse, dekorative Teile. |
| 6082 | Mg, Si (höher als 6061), Mn | Höchste Festigkeit in der 6000er-Serie, gute Bearbeitbarkeit. | Schwerlastkonstruktionen, Brücken, Transport. |
Erklärung der Härtebezeichnungen
| Temperament | Prozess | Auswirkung auf Eigenschaften |
|---|---|---|
| T6 | Lösungsgeglüht + Warmauslagerung | Maximiert die Festigkeit, verringert aber die Duktilität. |
| T651 | Lösungsgeglüht, spannungsarm geglüht (gestreckt), warmausgelagert | Ähnlich wie T6, jedoch mit reduzierter Restspannung (besser für die Bearbeitung). |
Hinweis:
- 6060 wird selten in T6/T651 gesehen (normalerweise als T5 oder T66 für die Extrusion geliefert).
- 6063-T6 ist bei hochfesten Architekturanwendungen üblich.
- 6082-T651 wird für strukturelle Anwendungen bevorzugt, die Festigkeit und Stabilität erfordern.
Schlüsselvergleiche
| Eigenschaft | 6060 | 6061-T6 | 6063-T6 | 6082-T651 |
|---|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | ~ 160 MPa | ~ 310 MPa | ~ 240 MPa | ~ 340 MPa |
| Streckgrenze | ~ 110 MPa | ~ 275 MPa | ~ 215 MPa | ~ 300 MPa |
| Bruchdehnung | 10-15% | 8-12% | 10-12% | 8-10% |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Gut | Ausgezeichnet | Gut |
| Extrudierbarkeit | Die besten kostenlosen | Moderat | Ausgezeichnet | Moderat |
| Schweißbarkeit | Gut | Ausgezeichnet | Gut | Gut |
Anwendungsberatung
- 6060/6063: Ideal für ästhetisch oder Leichtbauanwendungen (z. B. Fensterrahmen, Möbel).
- 6061-T6/T651: Beste für strukturell Teile, die Festigkeit/Schweißbarkeit erfordern (z. B. Fahrradrahmen, Flugzeugbeschläge).
- 6082-T651: Benutzt in viel Stress Anwendungen (z. B. Brücken, Kräne, Schiffskomponenten).
Kritische Anmerkungen
- 6061 vs. 6082: 6082 hat einen höheren Mn-Gehalt und bietet eine bessere Festigkeit, aber eine etwas geringere Extrudierbarkeit.
- T6 gegen T651: T651 wird für Präzisionsteile bevorzugt, um eine Verformung nach der Bearbeitung zu vermeiden.
- korrosions~~POS=TRUNC: Alle Legierungen der 6000er-Serie sind gut korrosionsbeständig, müssen aber für raue Umgebungen möglicherweise eloxiert werden.
Genaue Spezifikationen finden Sie unter EN 573 (Europa) or ASTM B221/B210 (USA) Standards.
Aluminium Serie 5
Unterschiede in den Basislegierungen
| Legierung | Primäre Legierungselemente | Schlüsseleigenschaften |
|---|---|---|
| 5052 | 2.5 % Mg, 0.25 % Cr | Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, mäßige Festigkeit, gute Formbarkeit. |
| 5056 | 5 % Mg, 0.1 % Mn | Hoher Mg-Gehalt, hervorragende Seewasserbeständigkeit, wird in maritimen Anwendungen verwendet. |
| 5083 | 4.5 % Mg, 0.7 % Mn | Höchste Festigkeit in der 5000er-Serie, ausgezeichnete Schweißbarkeit, Einsatz im See-/Offshorebereich. |
Erklärung der Härtebezeichnungen
| Temperament | Prozess | Auswirkung auf Eigenschaften |
|---|---|---|
| H24 | Kaltverfestigt + teilweise geglüht | Gleicht Festigkeit und Formbarkeit aus. |
| H112 | Kaltverfestigt (minimal) | Behält die Grundfestigkeit, geeignet für warmgeformte Produkte. |
| O | Geglüht (vollständig erweicht) | Maximiert die Duktilität für die Tiefformung. |
Notizen:
- 5052-H24: Höhere Festigkeit als H112, aber weniger duktil.
- 5083-O: Wird zum Schweißen/Kaltbearbeiten verwendet; 5083-H112 bietet eine bessere Festigkeit für Strukturteile.
Wichtige mechanische Eigenschaften
| Legierungszustand | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) |
|---|---|---|---|
| 5052-H24 | 230-260 | 180-200 | 4-10 |
| 5052-H112 | 170-210 | 70-110 | 12-20 |
| 5056 | 300-350 | 150-200 | 15-25 |
| 5083-O | 270-320 | 120-160 | 20-25 |
| 5083-H112 | 270-320 | 130-170 | 10-15 |
Korrosionsbeständigkeit und Anwendungen
| Legierung | Korrosionsbeständigkeit | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| 5052 | Ausgezeichnet (Salzwasser/Chemikalien) | Schiffszubehör, Kraftstofftanks, Elektronikgehäuse. |
| 5056 | Superior (Meeresumgebungen) | Schiffsbau, Drahtseile, Verbindungselemente. |
| 5083 | Außergewöhnlich (Offshore/sauer) | Schiffsrümpfe, Druckbehälter, Kryotanks. |
Kritische Anmerkungen
- Mg-Gehalt: Höheres Mg (z. B. 5056, 5083) erhöht die Festigkeit, erfordert aber thermische Stabilitätskontrolle um Spannungskorrosion zu vermeiden.
- Formbarkeit: 5052-H112/O eignet sich besser zum Biegen; 5083-O wird zum Schweißen bevorzugt.
- Schweiß-: 5083 ist die erste Wahl für geschweißte Schiffskonstruktionen aufgrund seiner geringe Rissempfindlichkeit.
Die Normen finden Sie unter ASTM B209 (Platte/Blatt) or EN 485 (Europa).
Aluminiumlegierung 3003
Zusammensetzung
- Legierung Serie: 3000er-Serie (Al-Mn-Legierung, Mangan als Hauptlegierungselement).
- Primärelemente:
- Aluminium (Al): ≥98.6%
- Mangan (Mn): 1.0–1.5 % (steigert die Festigkeit)
- Kupfer (Cu): 0.05–0.20 % (geringe Zugabe für die Festigkeit)
- Eisen (Fe) und Silizium (Si): Spurenmengen
Schlüsseleigenschaften
| Eigenschaft | Beschreibung |
|---|---|
| Stabilität | Mäßig (stärker als reines 1100, schwächer als 5052/6061) |
| Korrosionsbeständigkeit | Hervorragend, insbesondere gegen atmosphärische und chemische Einflüsse |
| Formbarkeit | Hervorragend – ideal zum Tiefziehen, Biegen und Stanzen |
| Schweißbarkeit | Gut (WIG/MIG empfohlen; für beste Ergebnisse 4043-Füllmaterial verwenden) |
| Thermische/elektrische Leitfähigkeit | Mittelmäßig (niedriger als bei der reinen 1000er-Serie, aber ausreichend für Wärmetauscher) |
| Oberflächenfinish | Lässt sich gut eloxieren, polieren und lackieren |
Gängige Härtegrade und mechanische Eigenschaften
| Temperament | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|
| 3003-O (Geglüht) | 110-150 | 40-60 | 30-40 | Kochgeschirr, Beleuchtungskörper (Tiefziehteile) |
| 3003-H12 (1/4 Hart) | 130-180 | 80-120 | 10-20 | Allgemeine Blechbearbeitung |
| 3003-H14 (1/2 Hart) | 150-200 | 110-150 | 5-15 | Architektonische Zierelemente, Kühlkörper |
| 3003-H18 (Vollhart) | 200-240 | 180-220 | 1-5 | Hochfeste Strukturbauteile |
Typische Anwendungen
- Bauwesen: Dacheindeckung, Außenverkleidung, Dachrinnen (überragende Witterungsbeständigkeit).
- Lebensmittelindustrie : Töpfe, Pfannen, Lebensmittelbehälter (ungiftig, leicht zu reinigen).
- Chemische Ausrüstung: Lagertanks, Rohrleitungen (säure-/laugenbeständig).
- Transport: Kraftstofftanks, Fahrzeugverkleidungen (leicht + formbar).
- Elektronik: Kühlkörper, leitfähige Teile (ausgeglichene Leitfähigkeit).
Vergleich mit anderen Legierungen
| Eigenschaft | 3003 | 5052 | 6061 |
|---|---|---|---|
| Stabilität | Moderat | Hoch | Sehr hoch |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Gut (braucht Schutz) |
| Formbarkeit | Die besten kostenlosen | Gut | Mittelmäßig (erfordert Glühen) |
| Kosten | Niedrig | Medium | Hoch |
Kritische Anmerkungen
- Nicht wärmebehandelbar: Die Festigkeit wird nur durch Kaltbearbeitung verbessert.
- Schweiß-: Verwenden Sie eine geringe Wärmezufuhr, um Kornwachstum zu vermeiden.
- Oberflächenbearbeitung: Eloxiert zu einem hellen Grau; zum Einfärben geeignet.
Grundsätze:
- USA: ASTM B209, ASTM B491
- Europa: EN 573-3 (EN AW-3003)
- China: GB/T 3190
Aluminium Serie 2
Vergleich der Basislegierungen
| Legierung | Primäre Zusammensetzung (Gew.-%) | Schlüsseleigenschaften |
|---|---|---|
| 2A12 (Chinesisches GB) | Cu 3.8–4.9 %, Mg 1.2–1.8 %, Mn 0.3–0.9 % | Hohe Festigkeit, hitzebeständig, geringe Korrosionsbeständigkeit (erfordert Alclad). |
| 2014 | Cu 4.4 %, Si 0.8 %, Mg 0.5 % | Ultrahohe Festigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit, schlechte Schweißbarkeit. |
| 2017 | Cu 4 %, Mg 0.5 %, Mn 0.7 % | Mittelhohe Festigkeit, gute Verarbeitbarkeit (alte Legierung „Duralumin“). |
| 2024 | Cu 4.4 %, Mg 1.5 %, Mn 0.6 % | In Luft- und Raumfahrtqualität, außergewöhnliche Ermüdungsbeständigkeit. |
Notizen:
- 2A12 ist Chinas Äquivalent zu 2024, mit etwas höherem Mn.
- Alle Legierungen der 2000er-Serie sind Cu-Al-Systemebietet hohe Festigkeit, aber schlechte Korrosionsbeständigkeit (erfordern Schutzbeschichtungen).
Erklärung der Härtebezeichnungen
| Temperament | Prozess | Auswirkung auf Eigenschaften |
|---|---|---|
| T6 | Lösungsgeglüht + Warmauslagerung | Spitzenfestigkeit, reduzierte Duktilität/Korrosionsbeständigkeit. |
| T351 | Lösungsgeglüht, spannungsarm geglüht (gestreckt), naturgealtert | Geringere Restspannung für die Bearbeitung. |
| T651 | Lösungsgeglüht, spannungsarm geglüht, warmausgelagert | Nahezu T6-Festigkeit mit verbesserter Dimensionsstabilität. |
| T851 | Lösungsgeglüht, kaltverformt, warmausgelagert | Höchste Festigkeit für kritische Anwendungen. |
Hauptunterschiede::
- T351 gegen T651: T651 ist stärker (künstliche Alterung), während T351 sich besser für die Bearbeitung eignet (natürliche Alterung).
- T851: Durch Kaltbearbeitung wird die Festigkeit im Vergleich zu T6/T651 noch weiter erhöht.
Mechanische Eigenschaften
| Legierungszustand | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) |
|---|---|---|---|
| 2A12-T4 | 420-470 | 270-340 | 10-15 |
| 2014-T6 | 480-520 | 400-450 | 5-10 |
| 2017-T351 | 380-420 | 240-280 | 15-20 |
| 2024-T351 | 420-470 | 290-340 | 10-15 |
| 2024-T851 | 450-500 | 350-400 | 5-8 |
Stärke-Ranking:
2024-T851 > 2014-T6 > 2024-T351 ≈ 2A12-T4 > 2017-T351
Typische Anwendungen
| Legierung | Primäre Verwendungen |
|---|---|
| 2A12 | Flugzeughäute, Nieten, Militärfahrzeuge (chinesische Standards). |
| 2014-T6 | Flugzeugstrukturen, hochfeste Verbindungselemente, Raumfahrzeugkomponenten. |
| 2017-T351 | Allgemeine Strukturteile, Nieten, spannungsarme Luft- und Raumfahrtkomponenten. |
| 2024-T351/T851 | Flugzeugflügel/-rümpfe (Boeing/Airbus), Raketengehäuse. |
Kritische Überlegungen
Korrosionsbeständigkeit:
- Alle Legierungen der 2000er-Serie brauchen Schutz (Alclad oder Eloxieren).
- Vermeiden Sie den ungeschützten Einsatz in Meeresumgebungen/Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.
Schweißbarkeit:
- 2014/2024 sind nicht schweißbar (verwenden Sie stattdessen Nieten/Schrauben).
- 2017 kann mit 4043-Füllmaterial geschweißt werden, neigt jedoch zur Rissbildung.
Bearbeitbarkeit:
- T351 ist optimal für die spanende Bearbeitung (geringe Eigenspannung).
- T6 / T851 erfordern scharfe Werkzeuge, um eine Kaltverfestigung zu vermeiden.
Standardübergreifende Äquivalente
| China (GB) | USA (ASTM) | Europa (EN) |
|---|---|---|
| 2A12 | 2024 | EIN AW-2024 |
| 2017 | 2017 | EIN AW-2017 |
| 2014 | 2014 | EIN AW-2014 |
Zusammenfassung und Auswahlhilfe
- Luft- und Raumfahrt/Militär: 2024-T851 or 2A12-T4 für maximale Festigkeit.
- Bearbeitung + Mittlere Festigkeit: 2017-T351.
- Hohe Temperaturen/Extreme Belastungen: 2014-T6 (aber Schweißen vermeiden).
Ausführliche Spezifikationen finden Sie unter:
- AMS 4117 (2024)
- GB/T 3191-2019 (2A12)
- ASTM B209 (2014/2017)
Aluminium Serie 1
Vergleich von Zusammensetzung und Reinheit
| Legierung | Aluminiumreinheit (%) | Primäre Verunreinigungen |
|---|---|---|
| 1050 | ≥ 99.50% | Fe (0.40 %), Si (0.25 %), Cu (0.05 %) |
| 1060 | ≥ 99.60% | Fe (0.35 %), Si (0.25 %), Cu (0.05 %) |
| 1070 | ≥ 99.70% | Fe (0.25 %), Si (0.20 %), Cu (0.03 %) |
Haupthinweis:
- Höhere Reinheit = Bessere elektrische/thermische Leitfähigkeit, aber geringere Festigkeit.
- 1070 ist das reinste (und weichste), während 1050 hat etwas mehr Verunreinigungen (unwesentlich stärker).
Mechanische Eigenschaften
| Legierungszustand | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) |
|---|---|---|---|
| 1050-O | 75-95 | 25-35 | 30-40 |
| 1050-H12 | 100-120 | 80-100 | 5-10 |
| 1060-O | 70-90 | 20-30 | 35-45 |
| 1070-O | 65-85 | 15-25 | 40-50 |
Stärke-Ranking: 1050 > 1060 > 1070 (aufgrund abnehmenden Verunreinigungsgehalts).
Schlüsseleigenschaften
| Eigenschaft | 1050 | 1060 | 1070 |
|---|---|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit (% InVeKoS) | 61% | 62% | 63% |
| Wärmeleitfähigkeit (W/m²K) | 222 | 230 | 235 |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet (alle Noten) | ||
| Formbarkeit | Ausgezeichnet (alle Qualitäten, aber 1070 ist am weichsten) | ||
| Schweißbarkeit | Ausgezeichnet (TIG/MIG-kompatibel) |
Typische Anwendungen
| Legierung | Primäre Verwendungen |
|---|---|
| 1050 | Chemikalientanks, Beschilderungen, Reflektoren, Lebensmittelverpackungen (Folie). |
| 1060 | Stromübertragungsleitungen, Sammelschienen, Wärmetauscher. |
| 1070 | Hochreine Elektrolytkondensatoren, Spezialelektronik. |
Warum das eine dem anderen vorziehen?
- 1050: Ausgewogenheit zwischen Formbarkeit und leichter Festigkeit (z. B. Stanzteile).
- 1060: Optimal für elektrische Anwendungen (kostengünstige Reinheit).
- 1070: Ultrahohe Leitfähigkeit (Nischenanwendungen wie fortschrittliche Elektronik).
Temper-Optionen
Alle drei Legierungen sind üblicherweise erhältlich in:
- O (geglüht): Vollkommen weich, maximale Duktilität.
- H12 / H14 / H18: Kaltverformte Zustände für erhöhte Festigkeit.
Beispiel:
- 1050-H18: Wird für steife, aber dennoch leichte Reflektoren verwendet.
- 1070-O: Bevorzugt für empfindliche elektronische Komponenten.
Kritische Anmerkungen
- Nicht wärmebehandelbar: Eine Festigkeitssteigerung ist nur durch Kaltverformung möglich.
- Oberflächengüte: Alle lassen sich gut eloxieren (1070 bietet das hellste Finish).
- Vermeiden Sie strukturelle Belastungen: Diese Legierungen sind für Anwendungen mit hoher Beanspruchung zu weich.
Grundsätze:
- ASTM B209 (Platte/Blatt)
- EN 573-1 (EN AW-1050/1060/1070)
- GB / T 3880 (China)
Großartig, zusammen
