Der Werkstoff Aluminium gehört zur Gruppe der Leichtmetalle. Aluminium bzw. Aluminiumwerkstoffe besitzen einen hohen Stellenwert im Automobilbau und der Luft- und Raumfahrttechnik, da sie eine geringe Dichte und gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Zudem bieten sie die Möglichkeit der Verarbeitung mittels verschiedener Verfahren.
Mechanische Kennwerte von Aluminium und Al-Legierungen
Im Vergleich zu Stahl ist Aluminium zwar deutlich leichter (nur. ca. 1/3 des Gewichts), weißt aber auch geringere mechanische Eigenschaften auf. Für handelsübliches reines Alu gilt eine Zugfestigkeit von 60 bis 95 N/mm2 und eine 0,2-%-Dehngrenze von mindestens 20 N/mm2. Aluminium-Legierungen können hingegen eine Zugfestigkeit von bis zu 700 MPa erreichen. Der E-Modul von Aluminium liegt bei 70 GPa (70.000 N/mm2) und ist damit ebenso geringer als der von Stahl (210 GPa).
Mechanische Eigenschaften reines Aluminium
- Zugfestigkeit Rm: ca. 60…95 MPa ist abhängig vom Reinheitsgrad (Al-Legierungen: 300 bis 700 MPa)
- Dehngrenze Rp0,2: min. 20 MPa ist abhängig vom Reinheitsgrad
- Bruchdehnung A50: 25 %
- E-Modul: 70000 N/mm² Poissonzahl: 0,34 Mohshärte: 2,75
Mechanische Eigenschaften Al-Legierungen
Wie bereits beschrieben können sich die mechanischen Eigenschaften von Al-Legierungen deutlich von denen des reinen Aluminiums unterscheiden. Vor allem die Zugfestigkeit und Dehngrenze werden durch das Zulegieren von Elementen wie Magnesium, Silizium und Mangan deutlich erhöht.
In der folgenden Tabelle sind mechanische Eigenschaften von Aluminium-Legierungen zu finden:
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Weitere Kennwerte Aluminium
Im Folgenden sind weitere wichtig Kennwerte von Aluminium zu finden:
- Bezeichnung: Aluminium, Al, 13
Dichte: 2,7 g/cm3 - Schmelzpunkt: 933,47 K (660,32 °C)
- Spezifische Wärmekapazität: 897 J/(kg • K)
- Elektrische Leitfähigkeit: 37,7 • 106 A/(V • m)
- Wärmeleitfähigkeit: 235 W/(m • K)
- Kristallstruktur: kubisch flächenzentriert
Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen
Weitere charakteristische Eigenschaften von Aluminium sind:
- Geringe Dichte
- hervorragend warm- und kaltumformbar
- gut gießbar
- Aushärtbar
- Gute Zerspanbarkeit
- korrosionsbeständig gegenüber zahlreichen wässrigen Medien
- schweißbar
- lötbar