AA 7178 T6 (EN AW-7178) – Hochfestes Al-Zn-Mg-Cu-Legierung für anspruchsvolle Strukturapplikationen
Übersicht: AA 7178 / EN AW-7178 (AlZn6,8Mg2,3Cu1,6) im Zustand T6
Die Legierung AA 7178 (entspricht EN AW-7178, DIN: AlZn6,8Mg2,3Cu1,6) gehört zur 7000er-Serie (Al-Zn-Mg-Cu) und zählt zu den hochfestesten wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen. Im Zustand T6 (lösungsgeglüht, künstlich gealtert) erreicht sie Zugfestigkeiten von 565 bis 605 MPa und übertrifft damit die 2000er-Serien (z. B. 2024) deutlich.
Hauptlegierungselemente sind Zink (6,3–7,3 %), Magnesium (2,4–3,1 %) und Kupfer (1,6–2,4 %). Durch die Kupferzugabe wird die Ausscheidungshärtung (η-Phase MgZn2, T-Phase Al2Mg3Zn3, S-Phase Al2CuMg) optimiert und die Spannungskorrosionsanfälligkeit gegenüber binären Al-Zn-Mg-Legierungen reduziert. Dennoch ist 7178 T6 anfällig für Spannungskorrosion (SCC) in Kurzquerrichtung, was konstruktive Maßnahmen erfordert.
Mechanische und physikalische Eigenschaften (T6)
Allgemeine Kennwerte
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug |
|---|
| Dichte | 2,83 g/cm³ | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug | Bemerkung |
|---|
| Elastizitätsmodul | 72,0 GPa | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
| Schubmodul | 26,4 – 27,1 GPa | – | – | Typisch für 7000er Serie |
| Poisson-Zahl | 0,33 | – | – | Typisch für 7000er Serie |
| Bruchzähigkeit (KIC) | 22,0 – 35,0 MPa·√m | – | – | Typisch für 7000er Serie |
| Zugfestigkeit (Rm) | 565,0 MPa | T6 | AA Standards, ASTM B221, B241 | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 570,0 MPa | T6 | AA Standards, ASTM B209 | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 580,0 MPa | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 595,0 MPa | T6 | AA Standards, ASTM B221 | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 600,0 MPa | T6 | AA Standards, ASTM B221, B241 | |
| Zugfestigkeit (Rm) | 605,0 MPa | T6 | AA Standards | |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaft | Temperatur | Wert | Zustand | Normbezug | Bemerkung |
|---|
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 20 °C | 23,4 × 10⁻⁶ 1/K | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 100 °C | 23,4 × 10⁻⁶ 1/K | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
| Schmelzbereich | – | 475 – 630 °C | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
| Spezifische Wärmekapazität | – | 795 – 1050 J/(kg·K) | – | – | Typisch für 7000er Serie |
| Wärmeleitfähigkeit | – | 126 W/(m·K) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 | |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Zustand | Normbezug |
|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | 18 MS/m (≈ 31 % IACS) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Elektrischer Widerstand | 55,6 nΩ·m | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
Chemische Zusammensetzung (Gehalt in Gew.-%)
| Element | Gehalt | Zustand | Normbezug |
|---|
| Chrom (Cr) | 0,18 – 0,28 % | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Kupfer (Cu) | 1,6 – 2,4 % | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Eisen (Fe) | 0,50 % (max.) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Magnesium (Mg) | 2,4 – 3,1 % | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Mangan (Mn) | 0,30 % (max.) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Silizium (Si) | 0,40 % (max.) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Titan (Ti) | 0,20 % (max.) | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Zink (Zn) | 6,3 – 7,3 % | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
| Aluminium (Al) | Rest | T6 | AA Standards, ASTM B209, B221, B241, B316 |
Technologische Eigenschaften
| Eigenschaft | Bewertung |
|---|
| Löten (allgemein) | Kein bekanntes/entwickeltes Lötverfahren |
| Spannungskorrosionsrissbildung (SCC) | Betriebliche Schäden in Zugbeanspruchungsbereichen quer zur Walzrichtung; begrenzte Schäden an Laborproben |
| Allgemeine Korrosionsbeständigkeit | Gut, auch ohne Schutz in Industrie- oder Seewasseratmosphäre (besser als 2000er Serie) |
| Zerspanbarkeit | Gut bis akzeptabel |
| Kaltumformbarkeit (allgemein) | Nicht geeignet (nur im weichgeglühten Zustand O) |
Vergleich: 7178-T6 vs. 7075-T6 vs. 2024-T3
| Legierung/Zustand | Zugfestigkeit (MPa) | Dichte (g/cm³) | Korrosion (allg.) | SCC-Empfindlichkeit | Hauptanwendung |
|---|
| 7178-T6 | 565–605 | 2,83 | Gut | Hoch (Kurzquer) | Hochbeanspruchte Flugzeugstruktur (Tragflügel, Rumpf) |
| 7075-T6 | 540–570 | 2,81 | Mäßig | Hoch | Allgemeiner Flugzeugbau, Werkzeugbau |
| 2024-T351 | 420–470 | 2,78 | Schlecht | Gering | Strukturprofile, Beplankung (meist Alclad) |
Typische Anwendungen
- Luftfahrt: Tragflügelober- und -untergurte, Rumpflängsträger, Spanten, Landegestellkomponenten (hohe statische Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit)
- Verteidigung: Panzerungsanwendungen, Raketenstrukturen
- Motorsport/High-Performance: Hochbelastete Chassis-Teile, Gelenke, Aufhängungskomponenten
Wichtige Verarbeitungshinweise
- Wärmebehandlung: Lösungsglühen ca. 475–485 °C, Abschrecken in Wasser, künstliche Alterung ca. 120 °C / 24 h (T6). Für verbesserte SCC-Beständigkeit kann T73 (Überalterung) gewählt werden (geringere Festigkeit, aber deutlich bessere SCC-Resistenz).
- Spannungskorrosion: Bauteile so konstruieren, dass Hauptzugspannungen in Längsrichtung (Walrichtung) liegen. Vermeiden von scharfen Kerben, Bohrungsrändern nachbearbeiten (Reiben, Schusspeenen).
- Zerspanung: Sehr gut zerspanbar (kurzspanend), hohe Schnittgeschwindigkeiten möglich. Kühlschmierung empfohlen.
- Schweißen: Nicht empfohlen (Heißrissgefahr, Aufhärtung in WEZ, Porenbildung). Fügen mechanisch oder klebend.
- Oberflächenschutz: Obwohl Korrosionsbeständigkeit besser als 2024, für kritische Anwendungen Eloxal (schützend), Grundierung/Lack oder Cladding (z. B. 7075-Alclad) empfohlen.
Normen und Verfügbarkeit
Verfügbar als Platten (AMS 4048, ASTM B209), Profile (AMS 4122, ASTM B221), Rohre (ASTM B241) und Schmiedestücke (AMS 4147, ASTM B316). In Europa oft nach EN 485 (Bleche) bzw. EN 754/755 (Profile) mit Werkstoffnummer 3.4365 (EN AW-7178) spezifiziert.
