Reines Aluminium ist weich, da sich Versetzungen relativ leicht durch sein Kristallgitter bewegen können. Durch Legieren wird Aluminium härter, da dabei gelöste Atome eingebracht werden, die das Gitter verzerren, sowie harte intermetallische Partikel oder Partikel der zweiten Phase, die die Verformung behindern. Wärmebehandelbare Legierungen gewinnen an Festigkeit, wenn durch Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern eine feine Verteilung von Ausscheidungen entsteht. Auch Kaltumformung und Kornstruktur beeinflussen die Beständigkeit gegen plastische Verformung. Die endgültige Härte hängt daher eher von der Zusammensetzung, der Phasenverteilung, der Wärmebehandlung, dem Härtegrad und der Verarbeitungsgeschichte ab als allein vom Aluminiumgehalt.
Reines Aluminium ist weich, da sich Versetzungen relativ leicht durch sein flächenzentriertes kubisches Kristallgitter bewegen können. Aluminiumlegierungen sind härter, da durch Legierungszusätze und Wärmebehandlung Hindernisse entstehen, die dieser Bewegung entgegenwirken.
Wenn sich Legierungsatome in Aluminium lösen, verzerren ihre unterschiedlichen Atomgrößen das Gitter. Die daraus resultierenden lokalen Spannungsfelder wirken mit Versetzungen zusammen, sodass für eine plastische Verformung eine höhere Spannung erforderlich ist. Der Festigkeitszuwachs hängt von der Art und Menge des gelösten Stoffes sowie davon ab, wie viel davon in der festen Lösung verbleibt.
Legierungselemente können auch intermetallische Verbindungen oder andere Sekundärphasen bilden. Diese Partikel sind in der Regel wesentlich härter als die Aluminiummatrix und behindern die Versetzungsbewegung. Eine mechanische Mischung aus weicher Matrix und harter Verbindung weist daher eine höhere Härte auf als reines Aluminium, obwohl ein Übermaß an spröden Verbindungen die Duktilität und Zähigkeit verringern kann.
Wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen können einer Lösungsglühung, einer Abschreckung und einer Alterung unterzogen werden. Während der Alterung bildet sich aus der übersättigten festen Lösung eine feine Dispersion von Ausscheidungen. Eng beieinanderliegende kohärente oder halbkohärente Partikel behindern Versetzungen stark. Wenn die Ausscheidungen wachsen und sich ihr Abstand verändert, steigt die Härte zunächst auf einen Höchstwert an und kann später bei Überalterung wieder abfallen.
Die Härte wird nicht allein durch den Aluminiumgehalt bestimmt. Sie spiegelt das Legierungssystem, den Gehalt an gelösten Stoffen, die Art und Verteilung der Verbindungen, die Kornstruktur, die Kaltverformung sowie den Zustand nach der Wärmebehandlung wider. Aus diesem Grund können zwei Aluminiumlegierungen oder dieselbe Legierung in unterschiedlichen Härtezuständen sehr unterschiedliche Härtewerte aufweisen.
Teilen Sie uns Ihre Zeichnung, Ihr Material, Ihr Toleranzziel oder Ihre Anwendungsfrage mit. Unser Ingenieurteam kann Ihnen helfen, den Bearbeitungsweg zu prüfen und einen praktischen nächsten Schritt vorzuschlagen.
Materialübersicht
Wasserstoff ist die Hauptursache für Porosität in Aluminiumschweißnähten. Seine Löslichkeit nimmt bei der Erstarrung von geschmolzenem Aluminium stark ab, während eine schnelle Abkühlung dazu führt, dass...
Artikel lesenMaterialübersicht
Aluminiumlegierungen haben sich parallel zur Luftfahrt weiterentwickelt – von den frühen Gussteilen für Triebwerke bis hin zu hochfesten, schadensresistenten Flugzeugzellenkonstruktionen. In diesem Leitfaden werden die Funktionen von… erläutert.
Artikel lesenMaterialübersicht
Dicke, hochfeste Aluminiumschweißkonstruktionen erfordern eine hohe Wärmezufuhr, verziehen sich jedoch aufgrund der schnellen Wärmeleitung und der thermischen Ausdehnung leicht. In diesem Leitfaden wird erläutert...
Artikel lesenMaterialübersicht
In dieser Übersicht werden fünf gängige Aluminium-Knetlegierungen verglichen: 1050, 2024, 5052, 6063 und 7075. In den Tabellen sind Magnesium, Silizium, Mangan, Kupfer, Chrom, … aufgeführt.
Artikel lesen
