Aluminiumprofil ist der Sammelname für eine Reihe von Metallprodukten, die in verschiedenen Branchen und Konstruktionen verwendet werden. Wenn wir von "Aluminium" sprechen, meinen wir in der Regel ein Material, das aus einer Aluminiumlegierung besteht, nicht aus reinem Aluminium. Der Grund dafür ist, dass Aluminium selbst ein schwaches Konstruktionsmaterial mit einer Zugfestigkeit von etwa 90 MPa ist. Durch Zugabe geringer Mengen von Legierungselementen wie Mangan, Silizium, Kupfer, Magnesium oder Zink zu Aluminium und eine geeignete Wärmebehandlung oder kalte plastische Verformung kann die Zugfestigkeit von Aluminium oder Aluminiumlegierungen jedoch 700 MPa erreichen.
Eigenschaften von Reinaluminium und seinen Legierungen
Aluminium wird in drei Klassen eingeteilt:
- Reines" Aluminium ist ein Metall mit unterschiedlichen Reinheitsgraden.
- Aluminiumlegierungen für den Guss.
- Aluminiumlegierungen für die Herstellung von Produkten durch Metallumformung, d. h. Pressen (Strangpressen), Walzen, Schmieden, Prägen, sind verformbare Aluminiumlegierungen.
Aluminiumlegierungen für den Guss enthalten ein oder mehrere Legierungselemente in einer Menge von höchstens 12 %. Einige Gusslegierungen können aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung wärmebehandelt werden, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Durch die Wahl der richtigen chemischen Zusammensetzung und Wärmebehandlung kann eine hohe Aluminiumfestigkeit bei guter Duktilität erreicht werden.
Die meisten Aluminiumlegierungen für die Metallumformung enthalten nicht mehr als 7 % Legierungselemente. Durch Anpassung der Menge und Art der Legierungselemente werden die Eigenschaften von Aluminium verbessert und seine technologischen Eigenschaften erhöht. So wurden beispielsweise spezielle Aluminiumlegierungen für bestimmte Herstellungsverfahren wie Stanzen (Fließpressen) und Schmieden entwickelt.
Aluminiumlegierungen (wie auch Gusslegierungen) werden in thermisch härtbare und nicht thermisch härtbare Legierungen unterteilt. Durch diese Verfahren werden die Eigenschaften von Aluminium verbessert. Die Zugfestigkeit wird durch Kaltverfestigung und anschließendes Teilglühen verbessert. Eine höhere Biegefestigkeit von Aluminium wird durch Abschrecken bei einer geeigneten Temperatur und anschließendes Auslagern erreicht. Bei einigen wärmehärtenden Legierungen wird eine Kombination aus Wärmebehandlung und Kaltverfestigung eingesetzt.
Wie kann man die Festigkeit von Aluminium messen?
Wie hoch ist also die statistische Festigkeit von Aluminium? Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, einer positiven Belastung, auch als Kraft oder Spannung bezeichnet, standzuhalten. Dies wird in der Regel durch eine Spannungs-Dehnungs-Kurve veranschaulicht. Diese Kurven werden in der Regel anhand einer aluminiumhaltigen Materialprobe erstellt, wobei die Dehnung durch Zugdruck bis zu einem Bruchfaktor verschoben wird. Der Druck und damit die Festigkeit des Gewebes wird in der Regel in Megapascal (MPa) oder Kilopound pro Quadratzoll (ksi) gemessen. Die Festigkeit von Aluminium kann anhand verschiedener Indizes gemessen werden:
- Zugfestigkeit: die maximale Kraft oder der maximale Druck, dem ein Material unter Zugspannung standhalten kann. Die Zugfestigkeit wird gewöhnlich in Megapascal ausgedrückt. (Mpa).
- Aluminium-Biegefestigkeit. Der Punkt, an dem ein Material beginnt, sich plastisch zu verformen. Dies ist die Fähigkeit des Metalls, Verformungen zu widerstehen. Die Streckgrenze wird in der Regel in Megapascal angegeben. (Mpa) angegeben.
Wie hoch ist die Festigkeit einer Aluminiumlegierung?
Werkstoffe können in Aluminiumlegierungen mit geringer Festigkeit, Aluminiumlegierungen mit mittlerer Festigkeit und Aluminiumlegierungen mit hoher Festigkeit unterteilt werden. Die Festigkeitsklassifizierung ist keine strikte Trennlinie, und verschiedene Aluminiumlegierungen können sich in dieser Hinsicht überschneiden. Darüber hinaus wirken sich auch die spezifische Zusammensetzung und das Wärmebehandlungsverfahren auf die Festigkeitseigenschaften von Aluminium aus. So ist beispielsweise die Festigkeit der Aluminiumlegierung 3004 wesentlich höher als die der Legierungen 1050, 1060, 1100 und anderer Legierungen. Auch die Temperaturbeständigkeit von Aluminium ist unterschiedlich. Der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei 660 Grad Celsius. Aufgrund der Temperaturbeständigkeit von Aluminium wird dieses Material häufig in Heizungsanlagen verwendet.
