EN 573-3 Werkstoff 3.1355 T8511 – Hochfeste Walzprofile für anspruchsvolle Luftfahrtstrukturen
Übersicht: EN AW-2024 (AlCu4Mg1) im Zustand T8511
Der Zustand T8511 entspricht dem T8510, wird jedoch für gewalzte Profile (z. B. Z-Profile, T-Profile, L-Profile aus Band oder Blech) angewendet. Wie bei T8510 erfolgt die Wärmebehandlung: Lösungsglühen → Kaltverfestigung (Streckrichtwalzen/Kaltwalzen) → Künstliche Alterung. Dies ergibt die höchste Festigkeitsstufe für gewalzte Profile der Legierung EN AW-2024.
Die Kombination aus Kaltverfestigung und künstlicher Alterung maximiert die Streckgrenze (Rp0,2) und Zugfestigkeit (Rm), wobei die Duktilität (Bruchdehnung) gegenüber T3511 abnimmt. Für sicherheitskritische Bauteile mit hoher statischer Belastung ist T8511 oft die erste Wahl.
Mechanische und physikalische Eigenschaften (T8511)
Allgemeine Kennwerte
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug |
|---|---|---|---|
| Dichte | 2,77 g/cm³ | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Dichte | 2,78 g/cm³ | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug | Bemerkung |
|---|---|---|---|---|
| Elastizitätsmodul | 73,0 GPa | T8511 | EN 573-3, EN 755 | |
| Schubmodul | 27,4 GPa | T8511 | EN 573-3, EN 755 | |
| Poisson-Zahl | 0,33 | – | – | Typisch für Al-Cu-Legierungen (2000er Serie) |
| Bruchzähigkeit (KIC) | 22,0 – 35,0 MPa·√m | – | – | Typisch für Al-Cu-Legierungen (2000er Serie) |
| Zugfestigkeit (Rm) | 455,0 MPa | T8511 | EN 573-3, EN 755 | Höchster Wert für Walzprofile |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Zustand | Normbezug |
|---|---|---|---|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | -50 °C | 21,1 × 10⁻⁶ 1/K | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 20 °C | 21,1 – 24,7 × 10⁻⁶ 1/K | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 100 °C | 22,9 – 23,2 × 10⁻⁶ 1/K | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 200 °C | 23,8 × 10⁻⁶ 1/K | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 300 °C | 24,7 × 10⁻⁶ 1/K | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Schmelzbereich | – | 505 – 640 °C / 505 – 635 °C | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Spezifische Wärmekapazität | – | 875 J/(kg·K) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Wärmeleitfähigkeit | – | 121 – 193 W/(m·K) / 130 – 150 W/(m·K) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug |
|---|---|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | 17 – 29 MS/m | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Elektrische Leitfähigkeit | 18 – 21 MS/m | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Elektrischer Widerstand | 34,5 – 58,8 nΩ·m | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Elektrischer Widerstand | 47,6 – 55,6 nΩ·m | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
Chemische Zusammensetzung (Gehalt in Gew.-%)
| Element | Gehalt | Zustand | Normbezug |
|---|---|---|---|
| Chrom (Cr) | 0,1 % | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Kupfer (Cu) | 3,8 – 4,9 % | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Eisen (Fe) | 0,50 % (max.) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Magnesium (Mg) | 1,2 – 1,8 % | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Mangan (Mn) | 0,3 – 0,9 % | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Silizium (Si) | 0,5 % (max.) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Titan (Ti) | 0,15 % (max.) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Zink (Zn) | 0,25 % (max.) | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
| Aluminium (Al) | Rest | T8511 | EN 573-3, EN 755 |
Technologische Eigenschaften
| Eigenschaft | Bewertung |
|---|---|
| Eloxieren (dekorativ) | Nicht geeignet |
| Eloxieren (schützend) | Gut |
| Hartlöten (mit/ohne Flussmittel) | Nicht geeignet / Nicht geeignet |
| Reiblöten | Akzeptabel |
| Weichlöten (mit Flussmittel) | Nicht geeignet |
| Korrosionsbeständigkeit (Seewasser) | Schlecht |
| Korrosionsbeständigkeit (Witterung) | Schlecht |
| Kaltumformung (Biegen/Spinnen) | Ausreichend (O) / Akzeptabel (O) |
| Kaltfließpressen | Akzeptabel (O) |
| Tiefziehen / Stauchen | Akzeptabel (O) / Ausreichend (O) |
Anwendungsschwerpunkte und Verarbeitung
T8511-Walzprofile finden sich in hochbeanspruchten Bereichen moderner Flugzeugzellen: Flügelsparren, Rumpflängsträger (Stringer), Rahmenprofile, Landegestellkomponenten. Die enge Toleranzhaltung beim Walzen und die spannungsarme Einstellung (durch Streckrichtwalzen) ermöglichen präzise CNC-Nachbearbeitung ohne nennenswerten Verzug.
Wichtige Hinweise für Konstrukteure
- Korrosionsschutz: Wie alle 2000er-Legierungen ist 2024 T8511 nicht seewasserbeständig. Einsatz nur mit Cladding (Alclad 2024) oder organischem Beschichtungssystem (Grundierung + Topcoat).
- Schweißen: Nicht empfohlen (Heißrissgefahr, Festigkeitsverlust in WEZ). Fügen durch Nieten (Hi-Lok, Blindnieten), Schrauben oder Strukturkleben.
- Ermüdung: Hohe Festigkeit bringt Vorteile bei HCF (High Cycle Fatigue), jedoch ist Kerbempfindlichkeit zu beachten – Kantenverrundung, Schusspeenen empfohlen.
- Temperaturgrenze: Dauereinsatz über 150 °C führt zu Überalterung und Festigkeitsabfall. Für höhere Temperaturen 2xxx-Legierungen mit Zr/Sc (z. B. 2050, 2195) prüfen.
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