Aluminiumlegierungsreihen 1xxx–8xxx: Legierung und Zustand richtig wählen

Was bedeuten die Aluminiumlegierungsreihen 1xxx–8xxx?

Im Bezeichnungssystem für Knetlegierungen gruppiert die erste Ziffer eine Aluminiumlegierung nach ihrem wichtigsten Legierungssystem. 1xxx steht für Aluminium mit mindestens 99,00 Prozent Reinheit; 2xxx hauptsächlich für Aluminium-Kupfer; 3xxx für Aluminium-Mangan; 4xxx für Aluminium-Silicium; 5xxx für Aluminium-Magnesium; 6xxx für Aluminium-Magnesium-Silicium; 7xxx für Aluminium-Zink; und 8xxx umfasst andere Systeme, die keiner der vorangehenden Gruppen zugeordnet sind.

Diese Familien beschreiben die Chemie, nicht einen universellen Eigenschaftssatz. Eine Reihe kann Legierungen für unterschiedliche Produktformen und Einsatzbedingungen enthalten. Aussagen zu Festigkeit, Umformung, Korrosion, Leitfähigkeit, Schweißen oder Oberflächenbehandlung müssen durch die genaue Bezeichnung, den Zustand, die geltende Produktnorm und zertifizierte Herstellerdaten gestützt werden.

Wie werden eine vierstellige Aluminiumlegierung und ihr Zustand gelesen?

Die erste Ziffer kennzeichnet die Knetlegierungsfamilie. Die zweite Ziffer steht für eine Abwandlung der ursprünglichen Legierung oder bei 1xxx für eine besondere Begrenzung von Verunreinigungen. Bei 1xxx geben die letzten beiden Ziffern den Mindestaluminiumgehalt oberhalb von 99,00 Prozent an; bei 2xxx bis 8xxx kennzeichnen sie eine registrierte Legierung und codieren keinen Eigenschaftswert.

Der Zustand folgt nach einem Bindestrich auf die Legierung und ist Teil der Werkstoffangabe. 5052-H32 ist beispielsweise kaltverfestigt und auf einen definierten H32-Zustand stabilisiert, während 6061-T6 lösungsgeglüht und warmausgelagert ist. Eine Zeichnung, die nur 5052, 6061 oder „Aluminium“ nennt, legt den gelieferten Werkstoff nicht vollständig fest.

• F: Herstellzustand; die Eigenschaften ergeben sich aus dem Fertigungsprozess und nicht aus einer besonderen Zustandskontrolle.
• O: weichgeglüht; im Allgemeinen ein weicherer Zustand, wenn Duktilität oder eine spätere Umformung wichtig sind.
• H: kaltverfestigt; nachfolgende Ziffern beschreiben Verfestigungsgrad sowie Stabilisierung oder Teilglühung.
• W: lösungsgeglüht; ein instabiler Zustand, dessen Eigenschaften sich durch natürliche Auslagerung ändern.
• T: wärmebehandelt bis zu einem stabilen Zustand außerhalb von F, O oder H; nachfolgende Ziffern kennzeichnen die Behandlungsfolge.

Welche Aluminiumlegierungsreihen können ausscheidungsgehärtet werden?

Bei der Ausscheidungshärtung bilden sich durch Lösungsglühen und Auslagern festigkeitssteigernde Ausscheidungen. 1xxx, 3xxx und 5xxx werden im Allgemeinen durch Kaltverformung statt durch Ausscheidungen verfestigt; viele 2xxx-, 6xxx- und 7xxx-Legierungen reagieren auf Lösungsglühen und Auslagern. Das ist eine Regel auf Familienebene und keine Freigabe jedes Mitglieds oder Zustands.

Die 4xxx-Familie enthält sowohl ausscheidungshärtbare als auch nicht ausscheidungshärtbare Legierungen. Für 8xxx gibt es keine einheitliche Antwort, weil die Zusammensetzungen von Eisen-Silicium-Folienlegierungen über elektrische Leiter bis zu wärmebehandelbaren Aluminium-Lithium-Legierungen reichen. „Nicht ausscheidungshärtbar“ bedeutet zudem nicht, dass ein Teil niemals erwärmt, geglüht oder spannungsarmgeglüht werden kann; der Begriff beschreibt den Verfestigungsmechanismus.

Welche Aluminiumlegierungsreihen eignen sich häufig zum Stanzen und Biegen von Blech?

Keine Aluminiumlegierungsreihe ist allgemein die beste für die Blechumformung. Viele Blechlegierungen der Reihen 1xxx, 3xxx und 5xxx sind sinnvolle Ausgangspunkte, wenn Duktilität und Korrosionsverhalten wichtig sind. Ob ein Merkmal ohne Risse oder unzulässige Rückfederung geformt werden kann, entscheiden jedoch die genaue Legierung, der Zustand, die Dicke, Biegeradius und -richtung, Walzrichtung und Werkzeuge.

Einige 6xxx-Werkstoffe lassen sich erfolgreich umformen, doch ein harter T-Zustand kann bei einem engen Radius deutlich weniger tolerant sein als ein weichgeglühter oder lösungsgeglühter Zustand. Viele 2xxx- und 7xxx-Legierungen werden eher wegen ihrer Festigkeit als wegen maximaler Umformbarkeit gewählt. 4xxx und 8xxx sind anwendungsspezifische Familien und keine pauschalen Abkürzungen für Gehäuseblech.

• Beginnen Sie mit der freigegebenen Produktform: Band, Blech, Platte, Strangpressprofil, Rohr, Draht oder plattiertes/Lötprodukt.
• Bewerten Sie jede kritische Biegung anhand von Legierung, Zustand, Dicke, Radius, Walzrichtung und Oberflächenanforderung.
• Unterscheiden Sie einfaches Biegen, Tiefziehen, Stanzen, Rollformen und Zerspanen, statt alles als „Umformbarkeit“ zusammenzufassen.
• Verwenden Sie für Muster seriennahes Material, wenn Rückfederung, Rissbildung, Oberflächenmarken oder das Erscheinungsbild nach der Oberflächenbehandlung die Freigabe bestimmen.

Warum müssen Legierung, Zustand, Produktform und Dicke zusammen betrachtet werden?

Die Legierungsbezeichnung kennzeichnet die Chemie, der Zustand dagegen die mechanische oder thermische Behandlung. Produktform und Dicke bestimmen anschließend, welche Spezifikationsgrenzen und garantierten Eigenschaften gelten. Ein Strangpressprofil, ein dünnes Blech und eine dicke Platte aus 6061 werden nicht allein wegen derselben vier Ziffern austauschbar; ein Datenblattwert außerhalb des beschafften Dickenbereichs muss für das Teil nicht gelten.

Die Fertigbarkeit hängt außerdem von Werkstoffrichtung und Oberflächenzustand ab. Die Walzrichtung kann das Biegerisiko verändern; das Richten von Band kann einen anderen Ausgangszustand hinterlassen als ebenes Blech; Faserverlauf und Querschnitt eines Strangpressprofils beeinflussen Zerspanung und Oberflächenbehandlung. Werkstoffzeugnis, Zeichnungsangabe und Fertigungslos müssen auf derselben freigegebenen Grundlage miteinander verknüpft bleiben.

5052-H32 oder 6061-T6: Welcher Werkstoff passt zu einem Blechteil?

5052-H32 ist ein nicht ausscheidungshärtbarer Aluminium-Magnesium-Blechzustand, der Biegungen und umgeformte Blechgeometrien häufig besser verträgt. 6061-T6 ist ein ausscheidungsgehärteter Aluminium-Magnesium-Silicium-Zustand, der normalerweise höhere Festigkeit und gute Zerspanbarkeit bietet, bei engen Biegungen aber weniger tolerant sein kann. Das sind Tendenzen zur Vorauswahl, keine Substitutionsregel.

Wählen Sie anhand von Lasten, Geometrie, Fügeverfahren, Umgebung, Oberfläche und Lieferform des Teils. Muss 6061 gebogen werden, sind Radius, Richtung, Dicke und Abnahme am seriennahen Material zu prüfen. Wird es geschweißt, darf die Festigkeit des T6-Grundwerkstoffdatenblatts nicht automatisch als zulässiger Wert für die Verbindung verwendet werden, da die Wärmeeinflusszone erweichen kann.

Wie beeinflussen Reihe und Zustand Schweißen, Korrosion und Oberflächenbehandlung?

Die Schweißeignung hängt von Legierung und Verfahren ab. Viele 5xxx- und 6xxx-Legierungen werden geschweißt, doch Zusatzwerkstoff, Wärmeeintrag, Dicke, Nahtgeometrie und geforderte Endeigenschaften bestimmen weiterhin das Ergebnis. Einige 2xxx- und 7xxx-Legierungen benötigen eine besondere Fügeprüfung; eine ganze Reihe pauschal als schweißbar oder nicht schweißbar zu bezeichnen, kann geeignete Sorten ausschließen oder eine unsichere Verbindung freigeben.

Auch Korrosion und Erscheinungsbild benötigen Angaben zu Einsatzumgebung und Oberflächenweg. 5xxx-Werkstoffe mit hohem Magnesiumgehalt können eine sorten-, zustands- und expositionsspezifische Prüfung erfordern; der Kontakt unterschiedlicher Metalle kann galvanische Korrosion verursachen; und Farbe oder Textur nach dem Eloxieren können sich mit Legierung, Zustand, Oberflächenvorbereitung, Schweißzonen und Prozessführung ändern. Die Legierungsreihe allein garantiert weder ein kosmetisches noch ein Salzsprüh-Ergebnis.

• Legen Sie fest, ob die Verbindung tragend, dicht, leitfähig, optisch relevant oder nur positionierend ist.
• Nennen Sie Innen-, Außen-, Meeres-, Chemikalien-, Temperatur- und Fremdmetallbelastung, statt sich auf eine unqualifizierte Bezeichnung „korrosionsbeständig“ zu verlassen.
• Kennzeichnen Sie Sichtflächen, zulässigen Farbbereich, Bürstrichtung, Maskierung, elektrische Kontaktzonen und den Prüfzustand nach der Oberflächenbehandlung.
• Validieren Sie Lasten, Ermüdung, Dichtheit, Erdung und Lebensdauer des vollständigen Produkts nach dem vom Käufer freigegebenen Prüfplan.

Wie sollte ein OEM-Käufer eine Aluminiumlegierung vorauswählen?

Treffen Sie die Vorauswahl nach Funktion und Fertigungsweg des Teils, nicht nach dem Spitznamen einer Legierungsreihe. Fixieren Sie die Anforderungen, die die Konstruktion tatsächlich bestimmen, vergleichen Sie nur Sorten, die in der benötigten Form und im benötigten Zustand lieferbar sind, und validieren Sie den gewählten Werkstoff an der freigegebenen Geometrie, bevor Werkzeug oder Produktion genehmigt werden.

• Funktion und Lasten: Steifigkeit, Festigkeit, Ermüdung, Stoß, Leitfähigkeit, Wärmeweg oder Gewichtsziel.
• Umgebung: Feuchtigkeit, Salz, Chemikalien, Temperatur, UV-Einwirkung und Kontakt mit anderen Metallen.
• Geometrie: Anzahl der Biegungen, Radius, Ziehtiefe, Löcher nahe Biegungen, Ebenheit, Sichtflächen und Zerspanungsmerkmale.
• Fügen: Schweißen, Nieten, Clinchen, Gewindeelemente, Kleben, Erdung und Dichtheitsanforderungen.
• Oberfläche: Eloxieren, Konversionsschicht, Lackieren, Pulverbeschichten, galvanische Beschichtung, Bürsten, Maskieren und Farbabnahme.
• Lieferung: maßgebende Norm, registrierte Legierung, Zustand, Produktform, Dickenbereich, Oberflächenqualität und verfügbare Losgröße.
• Nachweise: Werkstoffzeugnis, Musterplan, Maßprüfung und für die Freigabe erforderliche Eigenschafts- oder Anwendungstests.

Was muss eine RFQ für Aluminiumblech angeben?

Senden Sie allen Anbietern dieselbe kontrollierte Werkstoff- und Abnahmegrundlage. Wenn die endgültige Legierung oder der Zustand technisch noch nicht festgelegt ist, nennen Sie die offenen Optionen und funktionalen Randbedingungen, statt eine Annahme in der pauschalen Angabe „Aluminiumblech“ zu verstecken. So kann der Lieferant verfügbare Möglichkeiten vergleichen, ohne einen Vorschlag als bereits genehmigte Substitution zu behandeln.

• Maßgebende Werkstoff- und Produktnorm einschließlich der geforderten Ausgabe, wenn der Vertrag sie festlegt.
• Vollständige Legierung und Zustand, etwa 5052-H32 oder 6061-T6, sowie jede vom Käufer genehmigte Alternative.
• Produktform, Nenndicke und Toleranz, Blech- oder Bandzustand, Ebenheit und geforderte Oberflächenqualität.
• Walz- oder Faserrichtung, wenn kritische Biegungen, Bürstrichtung oder optische Orientierung davon abhängen.
• Kritische Umformmerkmale, Biegeradien, Ziehtiefe, rückfederungsempfindliche Maße und Prüfbezüge.
• Fügeverfahren, Einbauteile, Wärmeeinwirkung, elektrischer Kontakt, Dichtheit und geforderte Eigenschaften nach dem Fügen.
• Oberflächenweg, Vorbehandlung, eloxierte oder beschichtete Flächen, Maskierung, Farb-/Texturmuster und endgültiger Prüfzustand.
• Geforderte mechanische, elektrische, thermische oder Korrosionseigenschaften mit geeignetem Prüfverfahren und Prüfort.
• Werkstoffzeugnis, Losrückverfolgbarkeit, Konformitätserklärungen, Erstmuster-Nachweise und Regeln zur Änderungslenkung.
• Sind Sorte, Zustand, Oberfläche oder Prüfplan noch nicht endgültig, kennzeichnen Sie sie als open/TBD und senden Sie die vorhandenen Angaben, damit die Machbarkeit vor dem Angebot geprüft werden kann.

Welche Quellen und Normen müssen die endgültige Spezifikation bestimmen?

Die Familiendefinitionen dieses Leitfadens folgen den International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys der Aluminum Association sowie ihrem System für Legierungs- und Zustandsbezeichnungen. Beschaffungsunterlagen müssen anschließend die aktuelle Produktnorm für die gelieferte Form nennen, beispielsweise ASTM B209/B209M für Blech und Platte oder ASTM B221/B221M für stranggepresste Stangen, Profile und Rohre, beziehungsweise eine vom Käufer genehmigte EN-, ISO- oder andere nationale Spezifikation.

Bezeichnungsdokumente klassifizieren Werkstoffe; sie beweisen weder die Austauschbarkeit zweier Normen noch das Bestehen einer vorgesehenen Biegung, Schweißung, Oberfläche oder Betriebslast. Prüfen Sie in der RFQ die aktuelle Normausgabe, zertifizierte Herstellerdaten und lieferantenspezifische Angaben für Sorte, Zustand, Form und Dicke. Diese Seite dient der Information: Sie ist keine Bestandsliste, behauptet nicht, dass HARVLAND jede 1xxx–8xxx-Legierung verarbeitet, und gibt keine endgültige Produktleistung frei.