Was ist der Unterschied zwischen Aluminium und Aluminiumlegierungen?

Viele Menschen denken, dass Aluminium nur eine Sache ist. Aber reines Aluminium und Aluminiumlegierungen sind sehr unterschiedlich. Die Wahl der falschen Legierung kann zu Konstruktionsfehlern, höheren Kosten oder Produktrückrufen führen.

Aluminium ist ein einzelnes Element, während Aluminiumlegierungen Mischungen aus Aluminium und anderen Metallen sind. Legierungen sind stärker, haltbarer und vielseitiger als reines Aluminium.

Wenn Sie Aluminium im Bauwesen, in der Automobilindustrie oder in der Fertigung verwenden, müssen Sie den Unterschied kennen. Er wirkt sich auf die Leistung und die Kosten Ihres Produkts aus.

Was ist der Unterschied zwischen reinem Aluminium und einer Aluminiumlegierung?

Reines Aluminium ist weich und lässt sich leicht biegen. Es eignet sich gut für Drähte oder Folien, aber nicht für den Bau. Aluminiumlegierungen mischen andere Elemente bei, um es zäher und stärker zu machen.

Reines Aluminium ist etwa 99% Aluminium, während Aluminiumlegierungen Aluminium mit Metallen wie Kupfer, Magnesium oder Silizium kombinieren, um Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Seite-an-Seite-Vergleich

Reines Aluminium lässt sich zwar leichter verarbeiten, aber seine geringe Festigkeit schränkt seine Verwendung für strukturelle oder tragende Aufgaben ein. Aus diesem Grund werden für fast alle kommerziellen Anwendungen Legierungen verwendet.

Verwendung in der realen Welt

Ich hatte einmal einen Kunden, der für einen Maschinenrahmen reines Aluminium verwendete. Es hat sich unter Belastung verbogen. Wir wechselten zu einer Aluminiumlegierung, und das Problem war über Nacht gelöst.

Warum sind Aluminiumlegierungen stärker als reines Aluminium?

Wenn Aluminium weich ist, wie können wir es dann stärker machen? Die Antwort ist das Legieren - das Hinzufügen anderer Metalle, die das Verhalten von Aluminium verändern.

Aluminiumlegierungen sind fester, weil zugesetzte Elemente wie Kupfer, Magnesium und Silizium die Struktur des Metalls verändern und so die Verformungsbeständigkeit und die mechanische Festigkeit verbessern.

Wie funktioniert das?

Durch die Zugabe anderer Metalle wird die weiche Kristallstruktur des reinen Aluminiums gestört. Dies schränkt die Beweglichkeit der Atome ein und macht die Legierung härter und stärker.

Zum Beispiel:

• Magnesium erhöht die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Kupfer erhöht die Festigkeit, verringert aber die Korrosionsbeständigkeit.
• Silizium verbessert die Verschleißfestigkeit und senkt den Schmelzpunkt.

Die Wissenschaft hinter der Stärke

Zu den Verstärkungsmethoden gehören:

• Stärkung der festen Lösung: Atome des hinzugefügten Elements mischen sich mit Aluminiumatomen.
• Aushärtung durch Niederschlag: kleine Partikel blockieren die Bewegung von Versetzungen.
• Kaltbearbeitung: Das Metall wird bei Raumtemperatur geformt, um die Härte zu erhöhen.

So können Ingenieure die richtige Legierung für die jeweilige Aufgabe wählen. Ob es um den Bau eines Hochgeschwindigkeitszugs oder eines leichten Fahrradrahmens geht, die Legierung macht Aluminium nützlicher.

Welche Arten von Aluminiumlegierungen gibt es?

Nicht alle Aluminiumlegierungen sind gleich. Einige sind weich und korrosionsbeständig. Andere sind fest und wärmebehandelbar. Welche Legierung die richtige ist, hängt von Ihrer Anwendung ab.

Zu den gängigen Aluminiumlegierungen gehören die Serien 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx und 7xxx. Jede Gruppe hat unterschiedliche Festigkeiten, Korrosionsbeständigkeit und Verwendungen in der Industrie.

Übersicht der Legierungsserien

Welche sollten Sie verwenden?

Für die meisten strukturellen und tragenden Arbeiten ist die Serie 6xxx eine gute Wahl. Sie bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Kosten. Die Serie 7xxx ist für ultrahochfeste Anwendungen, wie z. B. Teile für die Luft- und Raumfahrt, geeignet.

Wir empfehlen Kunden, die eine CNC-Bearbeitung benötigen, häufig 6061-T6. Es ist leicht zu bearbeiten und robust genug für die meisten industriellen Anforderungen.

Was ist besser für strukturelle Anwendungen, Aluminium oder Legierung?

Wenn es um Strukturen geht, ist Stärke wichtig. Das gilt auch für die Korrosionsbeständigkeit. Das Material muss der Belastung standhalten und jahrelang halten.

Aluminiumlegierungen sind für strukturelle Anwendungen besser geeignet als reines Aluminium. Legierungen bieten die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit für Gebäude, Brücken und Maschinenteile.

Warum Legierungen gewinnen

Reines Aluminium ist für die meisten tragenden Strukturen zu weich. Legierungen wie 6061 oder 7075 sind so konstruiert, dass sie Kraft, Wetter und Zeit aushalten. Sie behalten ihre Form, sind korrosionsbeständig und lassen sich gut schweißen.

Anwendungen

• 6061: Weit verbreitet im Bauwesen, bei LKW-Rahmen und Schiffsteilen.
• 7075: Wird in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsbereich und bei Hochleistungswerkzeugen eingesetzt.
• 5083: Beliebt im Schiffbau und bei Offshore-Konstruktionen.

Auch wenn reines Aluminium korrosionsbeständiger ist, erfordern strukturelle Anwendungen Festigkeit. Hier glänzen die Aluminiumlegierungen.

Wir hatten einen Kunden, der die Aluminiumlegierung 5083 für Bootsrahmen verwendete. Sie hielt sowohl Salzwasser als auch strukturellen Belastungen perfekt stand.

Schlussfolgerung

Reines Aluminium ist weich, leicht und korrosionsbeständig. Eine Aluminiumlegierung ist jedoch stärker und vielseitiger. Für strukturelle Arbeiten ist eine Legierung immer die beste Wahl. Sie bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Stärke, Kosten und Benutzerfreundlichkeit.