Aluminiumlegierung AlMn0,5Mg0,5 – gut formbar bei hoher Festigkeit

Reinstaluminium weist eine Zugfestigkeit von circa 45 N/mm² und eine Streckgrenze von circa 17 N/mm² auf, während handelsübliches Reinaluminium über eine Zugfestigkeit von 90 N/mm² und eine Streckgrenze 34 N/mm2 verfügt. Für die meisten technischen Anwendungen genügen diese Eigenschaften nicht. Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Aluminiumlegierungen entwickelt, welche die mechanischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials bei Weitem übertreffen. Eine davon ist die AlMn0,5Mg0,5-Legierung, aus der vor allem Alubleche für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche hergestellt werden.

Was genau passiert beim Legieren von Aluminium?

Aluminium ist ein silbrigweißes, weiches Leichtmetall mit kubisch-flächenzentrierter Gitterstruktur. Es verfügt über wertvolle Eigenschaften wie eine geringe Dichte und Korrosionsbeständigkeit, die sich jedoch erst nach durch das Legieren mit anderen Metallen in vollem Umfang nutzen lassen.
Beim Legieren handelt es sich um eine Maßnahme zur Veränderung von Festigkeits- und anderen Eigenschaften. Dies geschieht durch den Einbau von Fremdatomen in das Metallgitter, wobei die Fremdatome in diesem Fall die Plätze von Aluminiumatomen einnehmen. Der Vorgang lässt sich durch die Zugabe von Legierungselementen bewusst steuern. Allerdings können auch kleine Verunreinigen, die unbeabsichtigt in das Reinaluminium gelangen, Fremdatome in der Gitterstruktur hervorbringen.
Bilden das Rein- oder Reinstaluminium und das Legierungselement eine feste Lösung mit einer gemeinsamen Gitterstruktur, handelt es sich um eine einphasige Legierung, deren Eigenschaften im Wesentlichen von der chemischen Zusammensetzung bestimmt werden. Bei begrenzter Löslichkeit bzw. Mischbarkeit bildet sich hingegen eine mehrphasige Legierung, deren Spezifika sich stark nach dem Verteilungsgrad der verschiedenen Phasen richten.
Reinaluminium und Mangan sind in festem Zustand teilweise mischbar. Mit sinkender Temperatur fällt die Löslichkeit des Mangans im Aluminium-Mischkristall schnell ab und geht bei Raumtemperatur gegen null. Jedes Prozent Mangan erhöht die Festigkeit des Aluminiums um circa 42 MPa. Zur Festigkeitssteigerung werden häufig Magnesium und Kupfer zulegiert, da sie den Festigkeitswert besser erhöhen. Darüber hinaus enthalten AlMn-Legierungen meist unerwünschte Begleitelemente wie Eisen und Silicium, die aus dem Elektrolyseprozess bei der Aluminiumherstellung stammen und sich nicht vollständig entfernen lassen.

Welche Arten von Aluminium-Legierungen gibt es?

Abhängig davon, ob die gewünschte Festigkeitssteigerung ausschließlich durch das Legieren und Kaltverfestigung oder eine zusätzliche Ausscheidungshärtung erzielt wird, erfolgt eine Unterscheidung naturharte (nicht aushärtbare) und aushärtbare Legierungen. AlMn0,5Mg0,5 und andere Aluminium-Mangan-Legierungen gehören wie AlMG-, AlMgMn- und AlSi-Legierungen zur ersten Gruppe, während AlCuMg-, AlCuSiMn-, AlZnMg-, AlZnMgCu- und AlMgSi-Legierungen zu den aushärtbaren Legierungen zählen.
Darüber hinaus werden Aluminiumlegierungen in Knet- und Gusswerkstoffe unterschieden, wobei AlMn-Legierungen fast ausschließlich als Knetlegierungen zur Anwendung kommen. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ihre Umformbarkeit trotz der gesteigerten Härte nur geringfügig nachlässt.

Welches Element hat welchen Einfluss auf die Aluminiumlegierung?

Die verschiedenen Legierungselemente wirken sich unterschiedlich auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Aluminium-Produkten aus. So erhöht das Zulegieren von Mangan die Dehn- und Zugfestigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit und wirkt sich darüber hinaus positiv auf die Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen aus. Verwendungsmöglichkeiten für entsprechende Legierungen wie die AlMn0,5Mg0,5 finden sich zum Beispiel im Kraftwerksbau, in Kfz-Kühlern oder bei Haushaltswaren wie Kochtöpfen.
Das ebenfalls in dieser Legierung enthaltene Alkalimetall Magnesium verbessert die Festigkeitswerte und die Härte des Aluminiums und vermindert zugleich seine Seewasser- und Alkali-Empfindlichkeit. Reine Aluminium-Magnesium-Legierungen empfehlen sich unter anderem für den Einsatz im Transportbereich, beim Bau von Brücken und Gebäuden oder im Schiffbau. AlMg1 lässt sich beispielsweise für Dachdeckungen, Fassaden, Türen, Fenster und Beschläge verwenden, während AlMg3 im Apparatebau, im Formenbau oder für Karosserieteile zur Anwendung kommt.
Wird Rein- oder Reinstaluminium mit Silicium legiert, wirkt sich dies positiv auf die Korrosionsbeständigkeit des Materials aus. Kommt es neben Magnesium zur Anwendung, entsteht eine wärmebehandelbare Legierung. Des Weiteren senkt Silicium den Schmelzpunkt des Materials und sorgt damit für eine dünnflüssige Schmelze. Damit verbessert sich die Schweiß- und Lötbarkeit des Aluminiums.
Kupfer erhöht in hohem Maße die Festigkeit und Härte von Aluminium-Legierungen und begünstig außerdem die Zähigkeit. Darüber hinaus entstehen unter Zugabe von Kupfer wärmebehandelbare Alu-Legierungen mit großem Temperaturbereich, die sich hervorragend für die Verwendung in der Luft- und Raumfahrt eignen. Allerdings senkt Kupfer im Gegensatz zu den anderen Legierungselementen den Korrosionswiderstand des Materials.
Durch Zugabe von Zink erhalten Sie bei Anwesenheit von Magnesium eine wärmebehandelbare Aluminiumlegierung. Das zu den Übergangsmetallen zählende Element wirkt sich positiv auf die Festigkeit und Härte der Aluminium-Legierung aus, erhöht jedoch das Risiko für Spannungskorrosion. Alu-Legierungen mit einem Zinkgehalt von 0,8 bis 12 % werden häufig für Sportgeräte, aber auch für den Formenbau, den Vorrichtungsbau, die Flugzeugbau sowie die Luft- und Raumfahrt verwendet.
Neben den bereits genannten Elementen können verschiedene Sonderlegierungselemente zur Anwendung kommen. Titan, Zirkonium, Chrom und Vanadium werden beispielsweise zur Kornfeinung genutzt, während Blei, Bismut und Schwefel dazu dienen, das Brechen der Späne beim Bohren, Drehen und Fräsen verbessern. Lithium und Scandium können die bereits geringe Dichte des Aluminiums noch weiter verringern, was nicht zuletzt im Luft- und Raumfahrbereich Vorteile mit sich bringt.

Wofür werden Aluminium-Mangan-Legierungen genutzt?

AlMn-Legierungen wie AlMn0,5Mg0,5 sind kalt umformbar und sehr gut schweiß- und lötbar. Außerdem lassen sie sich im kalt verfestigten Zustand gut spanend bearbeiten. Sie werden fast ausschließlich als Knetlegierungen verwendet und durch Walzen zu Alublech oder durch Stangenpressen zu Profilen verarbeitet. Sie sind korrosionsbeständig, weisen jedoch für Aluminium-Legierungen geringe Festigkeiten auf und sind nicht durch Wärmebehandlung aushärtbar. Genormt sind sie in der 3000er-Reihe. AlMn0,5Mg0,5 trägt beispielsweise die EN-Bezeichnung AW-3105.
Genutzt werden Aluminium-Mangan-Legierungen insbesondere für Anwendungsbereiche mit geringen Anforderungen bezüglich der Festigkeit. Wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit eignen sie sich auch gut für den Einsatz in lebensmittelnahen und chemischen Umgebungen. Zu den wichtigsten Verwendungsgebieten gehören:

  • Fassadenverkleidungen und Dachdeckungen
  • tragende Konstruktionen im Baubereich
  • Teile für Klimaanlagen und Kühler in der Fahrzeugtechnik
  • Getränke- und Konservendosen
  • Rohre und Apparate in der Chemieindustrie
  • Druckbehälter
  • Wärmetauscher
  • Rollläden und Rolltore

Eigenschaften und Verwendungsbereiche der Aluminiumlegierung AlMn0,5Mg0,5

Wie alle Aluminium-Legierungen besteht auch die AlMn0,5Mg0,5-Legierung hauptsächlich aus Aluminium. Hinzu kommen 0,30 bis 0,80 % Mangan und 0,20 bis 0,80 % Magnesium sowie Spuren von:

  • Silicium (≤ 0,60 %),
  • Eisen (≤ 0,70 %),
  • Kupfer (≤ 0,30 %),
  • Chrom (≤ 0,20 %),
  • Zinn (≤ 0,40 %) und
  • Titan (≤ 0,10 %).

Diese Aluminium-Mangan-Legierung verbindet günstige mechanische Eigenschaften mit guten Korrosionseigenschaften, einer guten Formbarkeit, beispielsweise durch Kanten (Blech biegen), sowie einer guten Schweißbarkeit. Verwendet wird sie hauptsächlich für die Herstellung von Bändern und Folien, Blechen und Platten sowie Rohren.

AlMn0,5Mg0,5 – pulverbeschichtete Bleche nach Maß

Bei uns erhalten Sie maßgeschneiderte Bleche aus AlMn0,5Mg0,5 (EN AW-3105 H44) im Kleinformat von 1000 bis 2000 mm und in einer Stärke von 2,0 mm mit einseitiger Mirawall-Beschichtung (RAL 9016 Verkehrsweiß). Hierbei handelt es sich um eine in einem speziellen Verfahren eingebrannte Polyester-Pulverbandbeschichtung mit einer Schichtdicke von mindestens 50 µm. Das aufgetragene Spezialpulver gewährleistet höchste Flexibilität und Verformbarkeit.
Dank einer ROHS-konformen Vorbehandlung mit Zirconium sind die Alubleche außerdem dauerhaft vor Korrosion geschützt und bieten damit optimal Voraussetzungen für zahlreiche Anwendungsfälle wie:

  • Fassadenverkleidungen
  • Werbeschilder
  • Verkleidungen bei Weiß- und Braunwaren
  • Industriegehäuse

Damit die hochwertige Beschichtung während des Transports keinen Schaden nimmt, liefern wir die Bleche aus AlMn0,5Mg0,5 ausschließlich mit Schutzfolie auf der farbbeschichteten Seite. Neben dem Zuschnitt bieten wir bei diesem Artikel auch das Kanten (Blech biegen) nach Ihren Wünschen und Vorstellungen an.
Darüber hinaus umfasst unser Portfolio Bleche, Rohre und Profile aus anderen Aluminiumlegierungen wie AlMg1, AlMg3, AlMgSi0,5 oder AlMg4,5Mn, Edelstahlbleche (X5CrNi18-10) sowie auf Ihren Bedarf zugeschnittenes Zubehör wie Dämmmaterial, Silikon und verschiedenste Werkzeuge.