Алюминиевые сплавы: категории и классы

 

Unten ist die internationale Klassifizierung von Aluminiumlegierungen, sowie deren Bezeichnungssysteme – international und europäisch.

Cm. ebenfalls Anwendung von Aluminium

Einstufung

Aluminiumlegierungen werden klassifiziert, идентифицируют и различают по нескольким направлениям:

  • nach Kategorie - nach Verarbeitungsmethoden, деформируемые и литейные;
  • по классам – упрочняемые термической обработке или нагартовкой;
  • по сериям – по главным легирующим элементам (медь, Mangan, Silizium, Magnesium, Magnesium-Silizium, Zink, Eisen, олово и другие);
  • по системам легирования – по сочетаниям главных легирующих элементов с другими легирующими элементами;
  • nach chemischer Zusammensetzung - nach dem Gehalt an Legierungselementen und Verunreinigungen innerhalb von Serien und Systemen.

Категории: деформируемые и литейные

Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные категории:

  • verformbar
  • Gießereien.

Verformbar

Knetlegierungen sind für verschiedene Arten der Druckbehandlung in Heiß- und, weniger oft, в холодном состояниях:

  • rollen
  • Extrusion (Pressen)
  • Schmieden
  • stempeln
  • Kapuze
  • Schleppen.

Für jede Umformart werden Legierungen entwickelt, die für diese Behandlungen optimal sind.

Gießereien

Der Hauptunterschied zwischen Guss- und Knetlegierungen ist, dass sie einen deutlich höheren Gehalt an Legierungselementen aufweisen. Silizium hat einen besonders hohen Gehalt - Nenngehalt von 4 zu 17 %.

Gusslegierungen werden verwendet, um Aluminiumgussteile mit einer Vielzahl von Gussverfahren herzustellen, einschließlich:

  • литья в песчаные формы;
  • литья в кокиль;
  • литья под низким давлением;
  • Druckguss.

Классы: по способу упрочнения

Jede Kategorie - Knetlegierungen und Gusslegierungen - wird weiter nach dem Hauptmechanismus ihrer Härtung unterteilt. – Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, sowie andere nützliche Eigenschaften.

Thermisch gehärtet

Viele Legierungen reagieren auf härtende Wärmebehandlungen, die auf der Abhängigkeit der Phasenlöslichkeit von der Temperatur beruht. Эти термическая обработка включает следующие операции:

  • обработка на твердый раствор (нагрев под закалку)
  • Härten
  • выделение упрочняющих фаз (старение)

Legierungen mit diesem Härtungsmechanismus, wie verformbar, und Gießereien, heißen thermisch gehärtet.

Kaltverfestigt

Eine große Anzahl anderer Knetlegierungen basiert auf Kaltverfestigung statt Warmverfestigung.. Kaltverfestigung wird durch Verfestigung Kaltverfestigung erreicht, die bei kaltplastischer Verformung auftritt – kalte Arbeit – Aluminiumprodukt, meist in Kombination mit verschiedenen Glühmodi.

Thermisch ungehärtete Gusslegierungen

Gusslegierungen, allgemein, aufgrund reduzierter plastischer Eigenschaften nicht verformbar. Außerdem, некоторые из них не относятся также и термически упрочняемым. Sie werden im gegossenen Zustand ohne Wärmebehandlung oder in thermisch modifizierten Zuständen eingesetzt., die nicht mit den Phänomenen der Auflösung und Ausscheidung von Verstärkungsphasen verbunden sind.

Серии: по главным легирующим элементам

Serien sind Legierungsgruppen, verformbar und gießen, die durch die Hauptlegierungselemente kombiniert werden. Das weit verbreitete amerikanische Bezeichnungssystem für Aluminiumlegierungen basiert auf dieser Einteilung..

Knetlegierungen und ihre Bezeichnungen

Das internationale Bezeichnungssystem für Knetlegierungen basiert auf dem amerikanischen Bezeichnungssystem., die bereits in den 1950er Jahren entwickelt wurde.

Dieses System verwendet die Notation, die aus vier Ziffern bestehen. Die Zahlen anstelle der Zeichen "x" dienen zur Unterteilung der Legierungen innerhalb der Reihe.

  • 1xxx - Technisch reines Aluminium mit kontrollierter chemischer Zusammensetzung. beispielsweise, Aluminium 1050.
  • 2xxx - Das wichtigste Legierungselement ist Kupfer, obwohl andere Elemente, wie Magnesium, kann auch dabei sein. Weit verbreitet im Flugzeugbau, благодаря их высокой прочности (предел текучести до 455 МПа). Beispiele - 2014 und 2024.
  • 3xxx - Mangan, ist das Hauptlegierungselement. Als Allzwecklegierungen für Bau- und verschiedene Konsumgüter verwendet, inklusive Aludosen für Softdrinks und Bier. Beispiel – 3105.
  • 4xxx - Das wichtigste Legierungselement ist Silizium. Wird zum Schweißen von Stäben und Drähten verwendet, sowie Bleche zum Löten.
  • 5xxx - Das wichtigste Legierungselement ist Magnesium. Wird in Schiffsrümpfen verwendet, Leitern und andere Produkte, die der Meeresatmosphäre ausgesetzt sind. Beispiel – 5252.
  • 6xxx - Die wichtigsten Legierungselemente sind Magnesium und Silizium. Typische Anwendung bei Bauprofilen und Autoteilen. Beispiele - 6060 und 6063.
  • 7xxx - Das wichtigste Legierungselement ist Zink, obwohl andere Elemente, wie Kupfer, Magnesium, Chrom und Zirkonium, kann auch dabei sein. Sie werden in tragenden Elementen von Flugzeugen und anderen hochfesten Strukturen und Produkten eingesetzt. Diese Serie umfasst die härtesten Aluminiumlegierungen mit einer Streckgrenze von über 500 MPa. Beispiel - 7075.
  • 8xxx - Verschiedene Hauptlegierungselemente. Legierungen der Serie 8xxx können beträchtliche Mengen an Zinn enthalten, Lithium und / oder Eisen.
  • 9ххх: Зарезервировано для будущих применений.

Knetlegierungen, die thermisch gehärtet sind, beinhaltet Legierungen der 2xxx-Reihe, 6xxx, 7xxx und einige Legierungen der Serie 8xxx. Verschiedene Kombinationen von Legierungselementen und Härtungsmechanismen, die für Knetlegierungen verwendet werden, in der Tabelle gezeigt 1.

Tabelle 1 - Klassifizierung von Aluminiumknetlegierungen
по механизму их упрочнения [1]

Klassifizierung von Aluminiumlegierungen nach dem Mechanismus ihrer Härtung

 

Stärkestufen, die in verschiedenen Knetlegierungsklassen erreicht werden, in der Tabelle gezeigt 2.

Tabelle 2 – Уровни прочности различных деформируемых алюминиевых сплавов [1]
Festigkeitswerte von Aluminiumknetlegierungen verschiedener Serien various

Gusslegierungen und ihre Bezeichnungen

Für Gusslegierungen wird ein dreistelliges Bezeichnungssystem verwendet., gefolgt von einer Art "Dezimal". Dezimal .0 bezieht sich in allen Fällen auf die Grenzen von Gusslegierungen. Dezimalbrüche .1 und .2 beziehen sich auf die chemische Zusammensetzung der fertigen Barren.

  • 1хх.х - Technisch reines Aluminium mit kontrollierter chemischer Zusammensetzung, einschließlich Verunreinigungen. Es wird zur Herstellung von Rotoren von Elektromotoren verwendet.
  • 2xx.x - Das wichtigste Legierungselement ist Kupfer. Es können auch andere Legierungselemente vorhanden sein.
  • 3xx.x - Das wichtigste Legierungselement ist Silizium. Zusätzliche Legierungselemente können Kupfer und Magnesium sein.. Legierungen der 3xx.x-Reihe sind etwa 90 % alle geformten Aluminiumgussteile.
  • 4xx.x - Das wichtigste Legierungselement ist Silizium.
  • 5xx.x - Das wichtigste Legierungselement ist Magnesium.
  • 6xx.x - Nicht zutreffend.
  • 7xx.x - Das Hauptlegierungselement ist Zink. Weitere Legierungselemente sind Kupfer und Magnesium..
  • 8xx.x - Das wichtigste Legierungselement ist Zinn.
  • 9xx.x - Nicht zutreffend.

Zu den warmhärtbaren Legierungen zählen Gusslegierungen der 2xx-Reihe, 3xx und 7xx.

Stärkestufen, die in verschiedenen Klassen von Gusslegierungen erreicht werden, in der Tabelle gezeigt 3.

Tabelle 3 – Уровни прочности различных литейных сплавов [1]

Festigkeitsstufen von Aluminiumguss verschiedene Legierungssysteme

Legierungssysteme

Wie oben zu sehen ist, einige serien von aluminiumlegierungen, verformbar und gießen, einschließen, zwei oder drei verschiedene Legierungssysteme.

Diese Legierungssysteme können nur die Hauptlegierungselemente oder zusätzlich ein oder mehrere Legierungselemente enthalten..

Legierungssysteme für Knetlegierungen

  • 2ххх - Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si, Al-Cu-Li
  • 3xxx – Al-Mn
  • 4xxx – Al-Si
  • 5xxx – Al-Mg
  • 6xxx – Al-Mg-Si
  • 7xxx – Al-Zn, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu
  • 8xxx – Al-Fe, Al-Fe-Ni, Al-Li-Cu-Mg

Legierungssysteme für Gusslegierungen

  • 2xx - Al-Cu, Al-Cu-Ni-Mg, Al-Cu-Si,
  • 3xx - Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mg, Al-Si-Mg
  • 4xx - Al-Si
  • 5xx – Al-Mg
  • 7xx – Al-Zn
  • 8xx – Al-Sn

Chemische Zusammensetzung

Innerhalb der Serien und Legierungssysteme unterscheiden sich Aluminiumlegierungen in ihrer chemischen Zusammensetzung., d.h. je nach Gehalt an bestimmten Legierungselementen, sowie Verunreinigungen.

Die nominellen chemischen Zusammensetzungen der charakteristischen Knetlegierungen - Knet- und Gusslegierungen sind in den Tabellen dargestellt 4 und 5. Es sollte notiert werden, dass diese Tabellen nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtmenge an Aluminiumlegierungen darstellen. In der Liste der internationalen Registrierungen gibt es mehr als 500.

Knetlegierungen

Tabelle 4 - Produktarten und nominelle chemische Zusammensetzung
thermisch gehärtet деформируемых алюминиевых сплавов [1]

Typische Produkte aus Aluminiumknetlegierungen

Tabelle 5 - Produktarten und nominelle chemische Zusammensetzung
нагартовываемых деформируемых алюминиевых сплавов

Typische kaltverfestigte Produkte aus Aluminiumknetlegierungen

Gusslegierungen

Tabelle 6 - Gießverfahren und nominelle chemische Zusammensetzung
thermisch gehärtete Aluminiumgusslegierungen

Gießverfahren für warmgehärtete Aluminiumgusslegierungen

Tabelle 7 - Gießverfahren und nominelle chemische Zusammensetzung
thermisch ungehärtete Aluminiumgusslegierungen

Gießverfahren für thermisch nicht verfestigte Aluminiumgusslegierungen

Europäisches Bezeichnungssystem

Knetlegierungen

Das europäische Bezeichnungssystem für Aluminiumknetlegierungen basiert auf dem "amerikanischen" System der vier Zahlen mit mehreren vorangestellten Buchstaben, z.B, EN AW-6060. Hier steht EN für "Europäische Norm", AW - "Aluminium geschmiedet". Die Nummern in dieser Bezeichnung sind die entsprechenden Legierungen im internationalen Registrierungssystem für Knetlegierungen.

Gusslegierungen

Европейская система обозначений литейных алюминиевых сплавов имеет следующий вид:
DE AC-xxxxx, Wo:

  • EN – европейский стандарт;
  • А – алюминий;
  • С – литейный;
  • xxxxx - fünf Ziffern oder chemische Symbole.

Пример: EN AC-42000 или EN AC-Al 7SiMg

Digitale Bezeichnung

Первая цифра обозначает одну из четырех групп (серий) по главным легирующим элементам:

  • Медь (Cu) – 2xxxx
  • Кремний (Si) – 4хххх
  • Магний (Mg) – 5хххх
  • Цинк (Zn) – 7xxxx

Вторая цифра обозначает базовый сплав внутри группы (серии):

  • 21xxx - AlCu
  • 41xxx – AlSiMgTi
  • 42xxx – AlSi7Mg
  • 43xxx – AlSi10Mg
  • 44xxx – AlSi
  • 45xxx – AlSi5Cu
  • 46xxx – AlSi9Cu
  • 47xxx – AlSi(Cu)
  • 48xxx – AlSiCuNiMg
  • 51xxx – AlMg
  • 71xxx – AlZnMg

Dritte, четвертая и пятая цифры обозначают:

  • Dritte Ziffer – Basislegierungsmodifikation
  • Die vierte Ziffer ist normalerweise null
  • Die fünfte Ziffer ist Null für Allzwecklegierungen und eine beliebige Zahl für Luft- und Raumfahrtlegierungen

Chemische Bezeichnung

  • Al + Raum
  • Symbol für das Hauptlegierungselement
  • Другие легирующие элементы (не более четырех элементов) в порядке содержания в сплаве; если содержание одинаковое – в алфавитном порядке.

Eine Quelle:

  1. Aluminium und Aluminiumlegierungen. Vorstellung und Überblick / J.R. Davis – ASM International, 2001