ASTM B241 Güte 2219 O Aluminiumlegierung – Hochfest, aushärtbar, für Hochtemperaturanwendungen
Übersicht
Die Aluminiumlegierung ASTM B241 Güte 2219 (AlCu6Mn) ist eine aushärtbare Legierung der 2000er-Serie mit hohem Kupfergehalt. Sie ist bekannt für ihre hervorragende strukturelle Festigkeit und wird für zahlreiche Hochtemperaturanwendungen eingesetzt. Im weichgeglühten Zustand (O) besitzt sie gute Umformbarkeit und Zerspanbarkeit und eignet sich für diverse Metallbearbeitungsprozesse wie Zerspanen, Umformen, Wärmebehandlung und Kaltumformung. Nach der Alterung (z. B. T6, T8) erreicht sie sehr hohe Festigkeiten bei guter Kriechfestigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Eigenschaften
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Dichte | 2,75 – 2,84 g/cm³ | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
Mechanische Eigenschaften (Rohre, Zustand O)
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Norm | Form | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | 70,0 – 73,0 GPa | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Dehnung | 10,0 % | O | ASTM B241 | Rohr | – |
| Dehnung (A50) | 12,0 % | O | 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 | 220,0 MPa | O | 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.-%) – Zustand O
| Element | Gehalt | Zustand | Norm | Form |
|---|
| Kupfer | 5,8 – 6,8 % | O | ASTM B241 | Rohr |
| Eisen | 0,30 % (max.) | O | ASTM B241 | Rohr |
| Magnesium | 0,02 % (max.) | O | ASTM B241 | Rohr |
| Mangan | 0,2 – 0,4 % | O | ASTM B241 | Rohr |
| Silizium | 0,20 % (max.) | O | ASTM B241 | Rohr |
| Titan | 0,02 – 0,10 % | O | ASTM B241 | Rohr |
| Zink | 0,10 % (max.) | O | ASTM B241 | Rohr |
Hinweis: Chrom wird in der Quelle für Zustand O nicht separat ausgewiesen (typisch ≤ 0,10 %).
Technologische Eigenschaften
| Eigenschaft | Bewertung |
|---|
| Verformbarkeit / Bearbeitbarkeit | Mäßig (im Zustand O gut umformbar und zerspanbar) |
Wärmebehandlung & Folgezustände
Der Zustand O (weichgeglüht) ist der Ausgangszustand für die Weiterverarbeitung. Durch Lösungsglühen (~530 °C), Abschrecken und künstliches Altern (z. B. T62, T81, T8510, T8511) werden Zugfestigkeiten von 370–455 MPa erreicht. Die Legierung behält auch bei Temperaturen bis 300 °C noch gute Festigkeitseigenschaften.
Typische Anwendungen
- Luft- und Raumfahrt: Raketenbauteile, Treibstofftanks, Strukturbauteile bei erhöhten Temperaturen
- Hochtemperatur-Rohrleitungen
- Schweißkonstruktionen (bessere Schweißbarkeit als 2024, aber Vorsicht vor Rissbildung)
- Fahrzeugbau, Rüstungsindustrie
Wichtige Hinweise
- Korrosionsbeständigkeit ist gering; Korrosionsschutz (Cladding, Beschichtung) meist erforderlich.
- Schweißbarkeit: besser als 2024, aber Füllmaterial (z. B. 2319, 4043) und Vorwärmen beachten.
- Die Werte sind typische Richtwerte für Rohre nach ASTM B241 im Zustand O; verbindlich sind Norm und Zertifikat.
