Entschlüsselung des Nummerierungssystems für Aluminiumlegierungen

Aluminium ist ein leichtes und dennoch unglaublich starkes Metall, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für viele Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Elektronikindustrie macht. Neben seiner Haltbarkeit und physischen Leichtigkeit ist Aluminium aufgrund einer starken Oxidschicht, die seine Oberfläche bedeckt, korrosionsbeständig.

Da Aluminium leicht Verbindungen mit anderen chemischen Elementen eingeht, wurde im Laufe der Jahre eine große Anzahl von Aluminiumlegierungen entwickelt. Um eine Aluminiumlegierung herzustellen und bestimmte Qualitäten von Basisaluminium zu verbessern, müssen Sie reinem Aluminium ein chemisches Element hinzufügen. Dies erfordert ein gründliches Mischen dieser Elemente – wie Magnesium, Silizium, Zink oder Kupfer – mit Aluminium, während das Metall geschmolzen ist. Diese Elemente können die Festigkeit, Dichte, Bearbeitbarkeit, elektrische Leitfähigkeit und mehr von Aluminium erhöhen.

Aluminiumlegierungen können je nach Zusammensetzung und Anlassung stark variieren. Um Verwirrung zu vermeiden, werden Aluminiumlegierungen nach einem Nummerierungssystem für Aluminiumlegierungen benannt und kategorisiert. Diese Systeme helfen Designern und Ingenieuren, sich mit verschiedenen Legierungen, ihren Eigenschaften und gängigen Anwendungen vertraut zu machen. Dies hilft Produktteams bei der Auswahl der richtigen Aluminiumlegierung und Fertigungsmethode für ein bestimmtes Teil.

Seriennummern aus geschmiedetem Aluminium

Die Aluminium Association hat 1954 das System zur Beschreibung von Knetlegierungen eingeführt. Als das System zum ersten Mal implementiert wurde, listete es 75 chemische Zusammensetzungen auf – heute gibt es mehr als 530 registrierte aktive chemische Elemente, und diese Zahl wächst weiter.

Die geschmiedete Aluminiumserie benennt Elemente mit vier numerischen Ziffern, wobei die erste Ziffer das Hauptlegierungselement darstellt, die zweite Ziffer eine Modifikation einer bestimmten Legierung anzeigt und die dritte und vierte Ziffer willkürliche Nummern sind, die bestimmten Legierungen in der Serie zugeordnet sind. P>

Hier sind die primären Legierungsmittel in der Serie von geschmiedetem Aluminium:

1xxx – mindestens 99.000 Aluminium

Es ist unmöglich, dass Aluminium 100 % rein ist, aber Aluminium in dieser geschmiedeten Serienkategorie enthält mindestens 99 % Aluminium. In jeder Hinsicht gelten 1xxx-Legierungen als reines Aluminium. Bemerkenswerterweise ist diese Legierung die Ausnahme von der Benennungsregel für geschmiedete Serien – in 1xxx-Legierungsnamen stehen die letzten beiden Ziffern für den Mindestprozentsatz an Aluminium über 99. Beispielsweise besteht Legierung 1350 aus mindestens 99,50 % Aluminium.

Reines Aluminium hat eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit sowie eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Aus diesem Grund wird diese Legierung häufig für elektrische und chemische Anwendungen verwendet. Reines Aluminium ist nicht sehr stark und wird selten für strukturelle Anwendungen verwendet, aber Kaltverfestigung kann die Materialfestigkeit mäßig erhöhen.

2xxx – Kupfer

Diese Knetserienlegierung bietet eine hohe Festigkeit und Leistung über einen weiten Temperaturbereich und wird regelmäßig in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt. Eine bekannte Aluminiumlegierung für Flugzeuge ist Alloy 2024. Einige Kupfer-Aluminium-Legierungen sind jedoch anfällig für Hitze- und Spannungsrisskorrosion und gelten als nicht schweißbar, während andere 2xxx-Legierungen mit den richtigen Methoden geschweißt werden können. 2xxx verringert die Dehnung und Zugfestigkeit von Aluminium und bietet nicht so gute Korrosionsbeständigkeit wie andere Legierungen in der Knetlegierung.

3xxx – Mangan

3xxx-Aluminiumlegierungen wurden zunächst nur in Töpfen und Pfannen verwendet, sind aber heute weit verbreitet in Wärmetauscherkomponenten für Fahrzeuge und Kraftwerke. Mit guter Temperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit eignen sich Legierungen dieser Kategorie für den Einsatz unter extremen Bedingungen. 3xxx ermöglicht auch eine gute Formbarkeit und Bearbeitbarkeit. 3003 ist eine beliebte Manganlegierung, die für Anwendungen mit mittlerer Festigkeit verwendet wird, die komplexe Formen erfordern.

4xxx – Silizium

Silizium senkt den Schmelzpunkt von Aluminium und verbessert seine Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand. Aus diesem Grund werden 4xxx-Legierungen häufig in Schmelzschweißdrähten und als Hartlote verwendet. Silizium allein ist nicht wärmebehandelbar, aber eine Reihe von 4xxx-Legierungen reagieren dank zugesetztem Kupfer oder Magnesium gut auf Wärmebehandlungen.

5xxx – Magnesium

Aluminiumlegierungen in dieser Kategorie sind leicht schweißbar und werden häufig für Anwendungen im Schiffsbau, im Transportwesen, im Brückenbau und im Bauwesen verwendet. 5xxx-Legierungen bieten eine gute Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen und haben die höchste Festigkeit aller nicht wärmebehandelbaren Legierungen. Allerdings werden 5xxx-Legierungen mit mehr als 3 bis 3,5 % Magnesium aufgrund der Möglichkeit von Spannungsrisskorrosion nicht für den Betrieb bei erhöhten Temperaturen über 65,6 °C (150 °F) empfohlen.

6xxx – Magnesium und Silizium

6xxx-Legierungen bestehen normalerweise aus jeweils etwa 1,0 % Magnesium und Silizium, wodurch Magnesium-Silizid entsteht. Magnesiumsilizid kann Lösungsglühbehandlungen unterstützen, die die Festigkeit, Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern. Diese geschmiedete Seriennummer wird in der gesamten Schweißindustrie verwendet und hauptsächlich in Strukturkomponenten und Extrusionen integriert.

Diese Legierungen sind empfindlich gegenüber Erstarrungsrissen, was bedeutet, dass sie nicht ohne Zusatzwerkstoffe geschweißt werden sollten – oft wird 6xxx mit 4xxx- oder 5xxx-Zusatzwerkstoffen geschweißt, um die Schweißbarkeit zu verbessern. Eine wichtige Magnesium-Silizid-Legierung ist 6061, eine der vielseitigsten wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen.

7xxx – Zink

Diese geschmiedete Seriennummer enthält einige der höchstfesten Aluminiumlegierungen, die am besten für Hochleistungsanwendungen in Wettkampfsportgeräten oder in der Luft- und Raumfahrtindustrie geeignet sind. Zinkzusätze reichen von 0,8 bis 12 % in 7xxx-Legierungen und können mit kleineren Prozentsätzen von Magnesium, Kupfer und Chrom für die Wärmebehandelbarkeit gekoppelt werden.

Wie 2xxx enthält 7xxx Legierungen, die sowohl zum Schweißen geeignet als auch nicht geeignet sind – eine häufig geschweißte Legierung ist 7005, die hauptsächlich mit Füllstoffen aus 5xxx-Legierungen verwendet wird. Eine der höchstfesten verfügbaren Aluminiumlegierungen ist 7075, die häufig in Flugzeugrahmenstrukturen und für andere hochbeanspruchte Anwendungen verwendet wird.

Überlegungen zur geschmiedeten Aluminiumserie

Es ist wichtig zu beachten, welche Aluminiumlegierungen wärmebehandelbar und welche nicht wärmebehandelbar sind. Dies hilft Produktteams, geeignete Anwendungen für bestimmte Aluminiumlegierungen zu bestimmen und Komponenten bei Bedarf vor hohen Temperaturen zu schützen.

• Legierungen der Serien 2xxx, 6xxx und 7xxx sind wärmebehandelbar.
• Aluminium-Knetlegierungen der Serien 1xxx, 3xxx und 5xxx sind nicht wärmebehandelbar und ermöglichen nur Kaltverfestigung.
Die
• Serie 4xxx enthält einige wärmebehandelbare Legierungen, aber hauptsächlich nicht wärmebehandelbare Legierungen. Die meisten nicht wärmebehandelbaren 4xxx-Legierungen können jedoch auf Wärmebehandlungen ansprechen, wenn sie mit anderen wärmebehandelbaren Legierungen gemischt werden.

In den Vereinigten Staaten verwenden wir hauptsächlich die Aluminium-Knetlegierungsserie, aber es gibt auch andere Benennungs- und Organisationssysteme für Aluminium, einschließlich der Aluminiumgusslegierungsserie. Seriennummern aus Aluminiumguss sehen den obigen Nummern ähnlich. Die Aluminiumgussserie verwendet eine 3-stellige Zahl und eine Dezimalstelle (xxx.x), wobei die erste Ziffer (Xxx.x) das Hauptlegierungselement angibt.

Aluminiumlegierungen und Härtegrade verstehen

Temperamente geben an, ob eine Aluminiumlegierung einer Verarbeitung unterzogen wurde, um mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Härte oder Hitzebeständigkeit zu verbessern. Härtegrade werden in der geschmiedeten Aluminiumserie als angehängter Buchstabe nach einer Legierungsnummer angezeigt, z. 3003-H.

Strained-hardened Temper (-H)

Das Hinzufügen eines „-H“ nach den Legierungen 1xxx, 3xxx, 5xxx und manchmal 4xxx zeigt an, dass die Legierung kaltverfestigt wurde, da sie nicht wärmebehandelt werden kann. Die Zahl unmittelbar nach dem H zeigt die Verarbeitung an:

• H1 – Belastungsgehärtet
• H2 – Kaltverfestigt und teilweise geglüht
• H3 – Kaltverfestigt und stabilisiert
• H4 – Kaltverfestigt und lackiert oder lackiert

Auf verspannte gehärtete Aluminiumlegierungen folgen zwei Zahlen, wobei die zweite Zahl eine Skalenbezeichnung angibt, die von 0 (vollständig geglüht, am weichsten) bis 8 (am härtesten) reicht. Beispielsweise wurde Aluminium 5052-H32 kaltverfestigt und stabilisiert und ist relativ weich.

Thermische und wärmebehandelte Zustände (-T)

Das Hinzufügen eines „-T“ nach den Legierungen 2xxx, 6xxx, 7xxx und einigen 4xxx zeigt an, dass die Legierung wärmebehandelt, schnell abgekühlt oder abgeschreckt oder ausscheidungsgehärtet wurde. Die Zahl hinter dem T gibt an, welchem ​​thermischen Prozess es unterzogen wurde.

• T1 – Von einer erhöhten Temperatur gekühlt und natürlich gealtert
• T2 – Von einer erhöhten Temperatur abgekühlt, kaltverformt und natürlich gealtert
• T3 – Lösungsgeglüht, kaltumgeformt und natürlich gealtert
• T4 – Lösungsgeglüht und natürlich gealtert
• T5 – Von einer erhöhten Temperatur gekühlt und künstlich gealtert
• T6 – Lösungsgeglüht und warmausgelagert
• T7 – Lösungsgeglüht und stabilisiert
• T8 – Lösungsgeglüht, kaltumgeformt und künstlich gealtert
• T9 – Lösungsgeglüht, künstlich gealtert und kaltverformt
• T10 – Von erhöhter Temperatur abgekühlt, kaltverformt und künstlich gealtert

Ausscheidungsgehärtete oder wärmebehandelte Legierungen enthalten manchmal eine zusätzliche Ziffer, die spezifische Endeigenschaften wie Spannungsabbau durch Dehnung (-T51) oder Druck (-T52) angibt.

Lesen der geschmiedeten Aluminiumserie mit Fast Radius

Obwohl es wichtig ist, mit dem Nummerierungssystem für Aluminiumlegierungen vertraut zu sein, erwarten wir nicht, dass Sie alle Aluminiumlegierungen auswendig kennen. Um sicherzustellen, dass Sie die richtige Aluminiumlegierung für die Anwendung Ihres Projekts auswählen, nehmen Sie die Hilfe eines erfahrenen Fertigungspartners in Anspruch.

Fast Radius kann Ihnen helfen, die geschmiedete Aluminiumlegierungsserie zu verstehen und die bestmögliche Aluminiumlegierung für ein bestimmtes Teil zu bestimmen. Unser Team aus erfahrenen Herstellern verfügt über fundierte Branchenkenntnisse und Erfahrung, die wir dafür einsetzen, dass Ihr nächstes Projekt ein Erfolg wird. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihre Reise zu Aluminiumlegierungen zu beginnen.

Um mehr über Aluminiumlegierungen für die CNC-Bearbeitung zu erfahren und die Unterschiede zwischen Aluminium- und Stahlwerkzeugen zu entdecken, besuchen Sie das Ressourcenzentrum von Fast Radius.

Sind Sie bereit, Ihre Teile mit Fast Radius herzustellen?

Starten Sie Ihr Angebot