ASTM B241 Güte 2219 Aluminiumlegierung (T81, T8510, T8511) – Hohe Festigkeit, vielseitige Leistung
Übersicht
Die Aluminiumlegierung ASTM B241 Güte 2219 (AlCu6Mn) in den Temperaturen T81, T8510 und T8511 ist eine aushärtbare Legierung der 2000er-Serie mit hohem Kupfergehalt. Sie bietet hervorragende strukturelle Festigkeit und wird für zahlreiche Hochtemperaturanwendungen eingesetzt. Diese Zustände (T8x) kennzeichnen Material, das lösungsgeglüht, kaltverfestigt (durch Streckenziehen) und künstlich gealtert wurde, was zu den höchsten Festigkeitswerten dieser Legierung führt. Die Legierung eignet sich für viele Metallbearbeitungsprozesse einschließlich Zerspanen, Umformen, Wärmebehandlung und Kaltumformung.
Eigenschaften
Allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkung |
|---|
| Dichte | 2,75 – 2,84 g/cm³ | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
Mechanische Eigenschaften (Rohre, Querschnitt ≤ 16.000 mm²)
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Norm | Form | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | 70,0 – 73,0 GPa | – | – | – | Typisch für knetbare 2000er-Serie Aluminium |
| Dehnung | 5,0 % | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr | – |
| Dehnung (A50) | 6,0 % | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | 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 | 400,0 MPa | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | 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.-%) – Zustände T81, T8510, T8511
| Element | Gehalt | Zustand | Norm | Form |
|---|
| Kupfer | 5,8 – 6,8 % | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Eisen | 0,30 % (max.) | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Magnesium | 0,02 % (max.) | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Mangan | 0,2 – 0,4 % | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Silizium | 0,20 % (max.) | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Titan | 0,02 – 0,10 % | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
| Zink | 0,10 % (max.) | T81, T8510, T8511; Querschnitt ≤ 16.000 mm² | ASTM B241 | Rohr |
Technologische Eigenschaften
| Eigenschaft | Bewertung |
|---|
| Verformbarkeit / Bearbeitbarkeit | Mäßig |
Erklärung der T8-Zustände
| Zustand | Beschreibung |
|---|
| T81 | Lösungsgeglüht, kaltverfestigt (~1–3 % Streckgrenze), künstlich gealtert – höchste Festigkeit |
| T8510 | Lösungsgeglüht, spannungsarmgeglüht durch Streckenziehen (keine nennenswerte Kaltverfestigung), künstlich gealtert – für extrudierte Rohre/Profile |
| T8511 | Lösungsgeglüht, spannungsarmgeglüht durch Streckenziehen (leichte Kaltverfestigung erlaubt), künstlich gealtert |
Typische Anwendungen
- Luft- und Raumfahrt: Raketenstrukturen, Treibstofftanks, Hochtemperatur-Rohrleitungen
- Druckbehälter und Behälter für kryogene/hochtemperatur Medien
- Strukturbauteile mit hoher Festigkeitsanforderung bei moderater Duktilität
- Rüstungsindustrie, Motorsport
Wichtige Hinweise
- Korrosionsbeständigkeit ist gering; Korrosionsschutz (Cladding, Beschichtung) meist erforderlich.
- Schweißbarkeit: eingeschränkt; nach dem Schweißen geht die T8-Festigkeit in der WEZ verloren. Nachschweiß-Wärmebehandlung (T62/T8) möglich, aber aufwendig.
- Die Werte sind typische Richtwerte für Rohre nach ASTM B241 mit Querschnitt ≤ 16.000 mm²; verbindlich sind Norm und Zertifikat.
