1xxx, 3xxx und 5xxx Serien Aluminium: Was die Nummern für Coil-Käufer bedeuten.

Was bedeutet die erste Ziffer einer Legierungsnummer eigentlich?

Sie kennzeichnet das wichtigste Legierungselement, außer bei 1xxx, wo sie stattdessen die Mindestreinheit des Aluminiums angibt. Aluminium-Knetlegierungen verwenden eine vierstellige Nummer, die von der Aluminum Association geführt und vollständig in ihren Teal Sheets veröffentlicht wird. Eine 3003 oder 5052 unterliegt denselben registrierten Zusammensetzungsgrenzen, unabhängig davon, welches Walzwerk sie gewalzt hat, auch wenn Zustand, Dicke und Oberfläche je nach Lieferant und Auftrag weiterhin variieren.

Die für Coil Coating relevanten Serien 1xxx, 3xxx und 5xxx sind alle nicht aushärtbar: Ihre Festigkeit stammt aus dem Walzen und dem Zustand und nicht aus einem Wärmebehandlungszyklus mit Ausscheidungshärtung. Da dieser Zustand nie durch eine Wärmebehandlungsreaktion eingestellt wird, reagiert er im Allgemeinen weniger empfindlich auf den kurzen Einbrennzyklus einer Coil-Coating-Linie als der Zustand einer aushärtbaren Legierung, auch wenn die tatsächliche Wirkung weiterhin von Legierung, Zustand, Spitzenmetalltemperatur und Verweilzeit abhängt.

Was ist 1xxx-Aluminium, und wann ist es die richtige Wahl?

1xxx-Legierungen bestehen zu mindestens 99% aus Aluminium, mit nur Spurenzusätzen. Diese Reinheit sorgt für ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe Umformbarkeit sowie gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, allerdings um den Preis, dass sie die Serie mit der niedrigsten Festigkeit im allgemeinen Gebrauch ist.

1xxx-Coil wird für Anwendungen spezifiziert, die die Oberfläche und das Korrosionsverhalten von nahezu reinem Aluminium höher gewichten als mechanische Leistung, und nicht wegen der Festigkeit.

Was ist 3xxx-Aluminium, und warum ist es die Standardwahl für Coil?

Die Zugabe von Mangan als wichtigstes Legierungselement ergibt die Serie 3xxx: deutlich bessere Festigkeit als 1xxx, bei gleichzeitig guter Umformbarkeit und der Korrosionsbeständigkeit, für die die nicht aushärtbare Familie bekannt ist.

3003 und 3105 sind die gängigen Beispiele, verwendet für Verkleidungen, allgemeine Fertigung und Coil-Coating-Arbeiten. Wenn jemand „3000er-Aluminium“ sagt, ohne eine bestimmte Legierung zu nennen, ist fast immer dieser Allzweck-Mittelweg zwischen der Reinheit von 1xxx und der höheren Festigkeit von 5xxx gemeint.

Was ist 5xxx-Aluminium, und wann braucht man es statt 3xxx?

Magnesium als wichtigster Zusatz ergibt die Serie 5xxx, im Allgemeinen den Bereich mit der höchsten Festigkeit unter den nicht aushärtbaren Coil-Legierungen, mit einer Korrosionsbeständigkeit, die in marinen und feuchten Umgebungen hoch angesehen ist. Greifen Sie darauf zurück, wenn ein Projekt mehr Festigkeit oder Beständigkeit gegen aggressive Umgebungen benötigt, als 3xxx bietet.

5052 ist hier eine häufig spezifizierte Legierung. Siehe 5052 vs 6061, wie 5xxx im Vergleich zur aushärtbaren Alternative steht, nach der manche Spezifikationen aus Gewohnheit greifen.

Eine Einschränkung speziell für 5xxx-Sorten mit höherem Magnesiumgehalt: Legierungen wie 5083 und 5456 mit etwa 4 bis 5.5% Magnesium gelten als anfälliger für interkristalline Korrosion und Schichtkorrosion nach anhaltender Einwirkung oberhalb von etwa 65°C, da sich Magnesium bei solch lang andauernder Betriebseinwirkung entlang der Korngrenzen ausscheidet. Für Schiffbau- und Konstruktionsspezifikationen dieser Legierungen werden häufig stabilisierte Zustände wie H116 oder H321 verlangt. Das ist ein anderes Phänomen als der kurze Einbrennzyklus einer Coil-Coating-Linie und gilt nicht in gleicher Weise für die Sorten mit niedrigerem Magnesiumgehalt, die im Coil Coating am häufigsten sind. Das eigene 5xxx-Programm von Orbit umfasst 5005, 5052 und 5754, allesamt deutlich unter dem Magnesiumbereich, in dem dies als dokumentiertes Problem gilt.

Was ist mit 2xxx, 6xxx und 7xxx? Kommen sie jemals im Coil Coating vor?

Selten, und meist ist es ein Zeichen, das eine doppelte Prüfung wert ist. 2xxx-Legierungen verwenden Kupfer als wichtigsten Zusatz, sind aushärtbar und wegen ihres Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht in der Luftfahrt geschätzt, haben aber ohne zusätzlichen Schutz im Allgemeinen eine geringere Korrosionsbeständigkeit als viele andere Aluminiumfamilien und sind daher im Außenbereich bei Coil selten.

6xxx-Legierungen, Aluminium-Magnesium-Silizium, sind aushärtbar und dominieren bei Strangpressprofilen und tragenden Rahmenkonstruktionen, ausführlicher behandelt in 5052 vs 6061. 7xxx-Legierungen verwenden Zink als Hauptlegierungselement, sind aushärtbar und gehören zu den Aluminiumserien mit der höchsten Festigkeit, wiederum vor allem in der Luft- und Raumfahrt und in hochbeanspruchten tragenden Anwendungen und weniger bei beschichtetem Coil.

Was ist mit 4xxx und 8xxx?

Zwei weitere Serien kommen außerhalb des Coil Coating vor. 4xxx-Legierungen verwenden Silizium als Hauptlegierungselement und werden überwiegend als Schweiß- und Lötzusatzdraht eingesetzt, etwa 4043 und 4047, und nicht als Blech oder Coil. 8xxx umfasst Legierungen auf Basis anderer Elemente, darunter Eisen, Zinn und Lithium, für Spezialanwendungen wie Batteriefolie, Verpackungen sowie Luft- und Raumfahrt und Elektronik. Keine von beiden taucht in der Praxis in Coil-Coating-Spezifikationen auf.

Ist die Legierungsnummer allein eine vollständige Spezifikation?

Nein. Die Serie legt den allgemeinen Bereich der verfügbaren Festigkeit und Umformbarkeit fest; der Zustand bestimmt, wo das konkrete Coil, das Sie erhalten, innerhalb dieses Bereichs tatsächlich liegt. Nicht aushärtbare Legierungen werden in H-Zuständen geliefert: Die erste Ziffer nach dem H gibt die Behandlung an (H1 nur kaltverfestigt, H2 kaltverfestigt, dann teilgeglüht, H3 kaltverfestigt, dann stabilisiert, speziell für magnesiumhaltige Legierungen wie 5xxx), und die zweite Ziffer, 1 bis 9, gibt den Grad der Kaltverfestigung an, von weich und gut umformbar bis härter und weniger tolerant bei engen Biegungen.

Eine Spezifikation, die nur die vierstellige Legierung nennt und den Zustand offenlässt, ist unvollständig: Zwei Coils derselben Legierung in unterschiedlichen Zuständen können sich auf einer Umformlinie deutlich unterschiedlich verhalten. Wir behandeln dies in unserem Leitfaden zu Legierung und Zustand für das Coil Coating.

Warum steht in einer Spezifikation manchmal ein Bindestrich nach der Legierungsnummer?

Weil damit zwei Informationen kombiniert werden: die Legierungsserie vor dem Bindestrich und der Zustand danach. Eine Spezifikation wie „5052-H32“ oder „3003-O“ benennt in einer einzigen Zeichenfolge, woraus das Metall besteht und in welchem Zustand es nach dem Walzen belassen wurde.

Beide zu verwechseln oder die Zustandshälfte beim Übernehmen einer Spezifikation wegzulassen, ist ein häufiger Grund dafür, dass ein Coil-Auftrag am Ende nicht dem entspricht, was das Projekt brauchte.

Was soll ich mit einer Zeichnung tun, in der nur „Aluminium“ steht?

Betrachten Sie die Serie als Ausgangspunkt. Fragen Sie, was das Bauteil leisten muss: unter Last seine Form halten, ohne Rissbildung eng umgeformt werden oder einer bestimmten Umgebung widerstehen, dann wird die passende Serie meist klar.

Das Walzprogramm von Orbit umfasst die Familien 1xxx, 3xxx und 5xxx, in gewalztem Band von 0.20 bis 2.00 mm Dicke und bis zu 1650 mm Breite, in Coils bis zu 10 Tonnen. Beschichtetes Coil wird bis zu 1.60 mm Dicke und bis zu 1350 mm Breite gefertigt. Wir bestätigen Serie und Zustand gegen Ihre Spezifikation, anstatt bei jedem Auftrag standardmäßig eine Legierung zu verwenden.

Wie unterscheiden sich die Serien auf einen Blick?

Häufige Fragen

Quellen

• Aluminum Association, Teal Sheets: registrierte Legierungsliste und Zusammensetzungsgrenzen für jede Knetlegierungsserie.
• 5083 aluminum alloy: Zusammensetzung und Hinweis auf eine Einsatztemperatur von 65°C, der den oben genannten Vorbehalt zu 5xxx stützt.
• 5456 aluminum alloy: Zusammensetzung und Anfälligkeit für Schichtkorrosion (Exfoliation) für denselben Vorbehalt.