ASTM B241 Güte 2024 Aluminiumlegierungen T81, T8510, T8511 – Hohe Festigkeit & Zerspanbarkeit
Übersicht
Die Aluminiumlegierung ASTM B241 Güte 2024 (AlCu4Mg1) ist eine klassische hochfeste Luftfahrtlegierung der 2000er-Serie (Al-Cu-Mg). Sie bietet im geglühten Zustand gute Umformbarkeit und Zerspanbarkeit, erreicht nach der Wärmebehandlung (T81, T8510, T8511) sehr hohe Festigkeitswerte. Ihre Korrosionsbeständigkeit ist jedoch geringer als bei 6000er- oder 7000er-Legierungen, weshalb meist ein Korrosionsschutz (Klackieren, Eloxieren, Cladding) erforderlich ist. Die Legierung wird häufig für Flugzeugstrukturen, Nieten, Schrauben und hochfeste Maschinenteile verwendet.
Eigenschaften
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Dichte | 2,75 – 2,84 g/cm³ | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
Mechanische Eigenschaften (Rohre)
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Norm | Form | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | 70,0 – 73,0 GPa | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Dehnung | 4,0 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr | A50 |
| Dehnung | 4,0 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr | – |
| Dehnung | 5,0 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr | A50 |
| Bruchzähigkeit (Plane-Strain) | 22,0 – 35,0 MPa·√m | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Poisson-Zahl | 0,33 | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Schubmodul | 26,0 – 27,5 GPa | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Zugfestigkeit | 440,0 MPa | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr | – |
| Zugfestigkeit | 455,0 MPa | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr | – |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 1,6·10⁻⁵ – 2,4·10⁻⁵ 1/K | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Schmelzpunkt | 500,0 – 650,0 °C | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Spezifische Wärmekapazität | 816,0 – 963,0 J/(kg·K) | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Wärmeleitfähigkeit | 112,0 – 251,0 W/(m·K) | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | 18.000.000 – 30.000.000 S/m | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Elektrischer Widerstand | 3,4·10⁻⁸ – 6,0·10⁻⁸ Ω·m | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
| Element | Gehalt | Zustand | Norm | Form |
|---|
| Chrom | 0,10 % (max.) | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Kupfer | 3,8 – 4,9 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Eisen | 0,50 % (max.) | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Magnesium | 1,2 – 1,8 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Mangan | 0,3 – 0,9 % | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Silizium | 0,50 % (max.) | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Titan | 0,15 % (max.) | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
| Zink | 0,25 % (max.) | T81, T8510, T8511 | ASTM B241 | Rohr |
Technologische Eigenschaften
| Eigenschaft | Bewertung |
|---|
| Verformbarkeit / Bearbeitbarkeit | Mäßig (im gehärteten Zustand); gut im weichgeglühten Zustand (O) |
Erklärung der Temperaturen
| Zustand | Beschreibung |
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| T81 | Lösungsgeglüht, kaltverfestigt (ca. 1–3 %), künstlich gealtert |
| T8510 | Lösungsgeglüht, spannungsarmgeglüht durch Streckenziehen (keine nennenswerte Kaltverfestigung), künstlich gealtert (für extrudierte Profile/Rohre) |
| T8511 | Lösungsgeglüht, spannungsarmgeglüht durch Streckenziehen (leichte Kaltverfestigung erlaubt), künstlich gealtert |
Typische Anwendungen
Luftfahrtstrukturen (Flügel, Rumpfspanten), Hochfeste Schrauben/Nieten, Hydrauliksysteme, Werkzeugbau, Motorsport. Aufgrund der geringeren Korrosionsbeständigkeit oft als becladdetes Material (Alclad) oder mit Schutzbeschichtung eingesetzt.
Wichtige Hinweise
- Schweißbarkeit ist schlecht (Neigung zu Rissbildung, Festigkeitsverlust in der WEZ). Meist genietet, geschraubt oder geklebt.
- Korrosionsschutz zwingend erforderlich (Eloxal, Lack, Cladding).
- Die Werte sind typische Richtwerte für Rohre nach ASTM B241; verbindlich sind Norm und Zertifikat.
