Welche Aluminiumlegierungen gibt es?
Aluminiumlegierungen existieren in zahlreichen Ausführungen und lassen sich vielfach einteilen. Sie bestehen aus dem Grundstoff Aluminium (Al99,5) und anderen beigemischten Legierungselementen. Hierbei handelt es sich vorwiegend um:
- Magnesium (Mg)
- Silicium (Si)
- Mangan (Mn)
- Kupfer (Cu)
- Zink (Zn)
Das Legieren mit anderen Elementen hat zum Ziel, die gewünschten physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Aluminiumprodukten in unterschiedlicher Lieferform, wie zum Beispiel Aluprofile, Alurohre, sowie Stangen, Draht, Bänder und vieler anderer zu erreichen. Aluminiumlegierung ist jedoch nicht Aluminiumlegierung – sie unterscheiden sich je nach Legierungszusatz und so hat jede Legierung ihr spezielles Haupteinsatzgebiet.
Die Einteilung von Aluminiumlegierungen
Bei spanenden Bearbeitungen wie dem Drehen oder Fräsen von Aluminium spielt die Festigkeit der Legierung eine wichtige Rolle. Eine Festigkeitssteigerung kann allerdings nicht nur durch die Zugabe von Legierungselementen und darauffolgende Kaltverfestigung erreicht werden, sondern auch durch eine Wärme- beziehungsweise Aushärtebehandlung.
Daher wird auch zwischen aushärtbaren und nicht-aushärtbaren (naturharten) Legierungen unterschieden. Zudem lassen sich Aluminiumlegierungen in Knetlegierungen und Gusslegierungen einteilen. Während sich Aluminiumknetlegierungen durch Kalt- oder Warmumformen – etwa durch Walzen oder durch das Strangpressverfahren – zum gewünschten Endprodukt, wie zum Beispiel zu Aluminiumprofilen weiterverarbeiten lassen, ist ein nachträgliches Umformen von Aluminiumgusslegierungen nur sehr schwer oder überhaupt nicht möglich.
Zu den Aluminium-Knetwerkstoffen zählen:
- Rein- und Reinstaluminium
- Naturharte Legierungen: AlMgMn, AlMn, AlMg
- Aushärtbare Alu-Legierungen: AlZnMgCu, AlCuMg, AlZnMg, AlCuSiMn, AlMgSi
Die wichtigsten Aluminiumgusslegierungen sind:
- AlSi
- AlCuTi
- AlMgSi
- AlSiMg
- AlSiCu
- AlCuTiMg
- AlMg
Welchen Einfluss haben welche Elemente auf die Aluminiumlegierung?
Wie bereits erwähnt, bewirkt die Zugabe von Legierungselementen eine Veränderung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Produkten aus Aluminium, wie z. B Aluprofile, -Stangen, -Bleche usw. , die je nach Stoff anders ausfallen kann.
Magnesium
Das Alkalimetall Magnesium verbessert die Festigkeitseigenschaften und die Härte von Aluminium und vermindert dessen Seewasser- und Alkaliempfindlichkeit beziehungsweise schafft eine erhöht korrosionsbeständige Legierung. Optimal für die Verwendung im Transportbereich, für den Bau von Gebäuden und Brücken sowie auch im Schiffbau
Silicium
Auch das Halbmetall Silicium wirkt sich positiv auf die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen aus. Wird es neben Magnesium zulegiert, erhält man eine wärmebehandelbare Legierung. Außerdem senkt Silicium den Schmelzpunkt, sorgt für eine dünnflüssige Schmelze und verbessert so die Schweiß- und Lötbarkeit.
Mangan
Neben der Erhöhung der Dehn- und Zugfestigkeit sowie des Korrosionswiderstandes wirkt sich das Zulegieren von Mangan außerdem positiv auf die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen aus. Optimale Verwendungsmöglichkeiten finden sich für solche Legierungen im Kraftwerksbau, für Haushaltswaren wie Kochtöpfe oder in Kfz-Kühlern.
Kupfer
Im Gegensatz zu anderen Legierungselementen senkt Kupfer den Korrosionswiderstand der Legierung. Allerdings erhöht das rote Metall die Härte und Festigkeit in hohem Maße und begünstigt die Zähigkeit. Zudem erhält man durch die Zugabe von Kupfer ebenso wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen mit großem Temperaturbereich. Sie eignen sich hervorragend zur Verwendung in der Raum- und Luftfahrt.
Zink
Bei Anwesenheit von Magnesium erhält man durch die Zugabe von Zink eine wärmebehandelbare Aluminiumlegierung. Allerdings bewirkt das Alkalimetall als Legierungszusatz ein erhöhtes Risiko für Spannungskorrosion. Positiv wirkt es sich hingegen auf die Festigkeit und Härte der Alu-Legierung aus. Aluminiumlegierungen mit 0,8 bis 12 % Zinkgehalt werden häufig für Sportgeräte oder aber auch im Formenbau, im Vorrichtungsbau, der Raumfahrt sowie im Flugzeugbau als Luftfahrtlegierung verwendet.
