Aluminium Warmfest

Konventionelle, warmfeste Aluminiumlegierungen wie A4032 oder A2618, werden als Werkstoff für Anwendungen bis zu 350°C eingesetzt. Einsatzgebiete sind im Automobilbau vorwiegend Kolben, im Flugzeugbau temperaturbelastete Strukturbauteile.

Es besteht ein großer Bedarf an warmfesten Aluminiumlegierungen für diese Anwendungen. Die höhere Warmfestigkeit neuer Aluminiumlegierungen wirkt sich direkt auf das Bauteilgewicht und somit auf die Leistungsfähigkeit aus. Hochwarmfeste Aluminiumlegierungen können vor allem im Flugzeugbau neue Anwendungsbereiche erschließen, welche  bisher vorwiegend Titanlegierungen oder Stählen vorbehalten waren.

Konventionelle Aluminiumlegierungen zeigen einen starken Abfall der Festigkeit bei über 300°C. Zudem sinkt die Festigkeit nach langer Einsatzdauer bei hohen Temperaturen. Dieser Umstand muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden und resultiert in Bauteilen höheren Gewichts.

Neue hochwarmfeste Aluminiumlegierungen werden, wie die höchstfesten Aluminiumlegierungen, durch neue Verfahren hergestellt. Zusätzlich kommen jedoch auch sogenannte Infiltrationsverfahren hinzu, die bei partikelverstärkten Werkstoffen zum Einsatz kommen (siehe Aluminium Verbundwerkstoffe, Metal-Matrix-Composites)

Ziel der Herstellungsverfahren ist es zum einem, eine feinkörnigere Struktur und damit höhere Festigkeit zu erzielen; zum anderen, die Löslichkeit zu steigern durch schnelle Abkühlung.

 

Al-SF25

 

Hierbei handelt es sich um eine durch Sprühkompaktieren hergestellte Aluminium-Silizium-Legierung. Diese weist ein gutes Eigenschaftsprofil wie gute Festigkeit, Warmfestigkeit, hoher E-Modul und Steifigkeit, auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist deutlich geringer als bei herkömmlichen Aluminiumlegierungen. Zusätzlich vorteilhaft ist die gute Zerspanbarkeit. Wie bei den meisten hoch-Silizium-haltigen Aluminium-Legierungen weist die Duktilität relativ geringe Werte auf. Für viele Anwendungen spielt dies jedoch eine untergeordnete Rolle, bzw. kann beim Bauteildesign berücksichtigt werden.

Aluminum Al-SF25
Aluminum-Al-SF25.pdf
PDF-Dokument [10.0 KB]

Al-NYC386

 

Aluminium-AlNYC386 wird durch Sprühkompaktieren hergestellt. Die Legierung enthält Legierungselemente, die die Warmfestigkeit deutlich steigern. Der Umstand, dass diese Legierung verhältnismäßig viel Yttrium enthält, macht sie vergleichsweise teuer. Die Dichte ist durch den Einsatz schwerer Legierungselemente höher als bei konventionellen Aluminiumlegierungen. Die Festigkeiten bei hohen Temperaturen, insbesondere die Dauerfestigkeit, liegt sehr hoch. So liegt die Dauerfestigkeit bei 300°C mehr als doppelt so hoch wie bei der Aluminiumlegierung A2618.

Aluminum Al-NYC386
Aluminum-Al-NYC386.pdf
PDF-Dokument [10.9 KB]

Al-MD20

 

Aluminium Al-MD20 ist eine Aluminium-Silizium-Magnesium-Legierung, die durch Sprühkompaktieren hergestellt wird. Durch einen besonders hohen Magnesiumanteil ist die Dichte niedriger als bei herkömmlichen Aluminiumlegierungen. Das Eigenschaftsprofil von niedriger Dichte, hohem E-Modul und guter Warmfestigkeit macht Al-MD20 für eine Vielzahl von Anwendungen interessant.

Aluminum Al-MD20
Aluminum-Al-MD20.pdf
PDF-Dokument [10.6 KB]

Al-GHS-1300, Al-GHY-1250

 

Al-GHS-1300, Al-GHY-1250 werden durch mechanisches Legieren hergestellt. Die extrem hohe Warmfestigkeit resultiert aus den fein verteilten Yttriumoxiden. Diese Werkstoffe sind vergleichsweise teuer in der Herstellung und auf relativ kleine Abmessungen begrenzt.

Aluminum Al-GHS-1300, Al-GHY-1250
Aluminum-Al-GHY1300.pdf
PDF-Dokument [10.9 KB]
DSC-Al, D=95mm, h=30-200mm (DSC-Materials Inc.)

DSC-Aluminium

 

DSC-Aluminium ist ein Aluminium-Verbundwerkstoff. Eine keramische Preform, bestehend aus Al2O3 Partikeln in Nanometer (200-400 nm) Größe, wird mit einer Aluminium-Legierung infiltriert. Durch die geringe Teilchengröße tritt der Effekt der Dispersionsverfestigung auf. Hierdurch wird die Festigkeit erheblich gesteigert. Dispersionsverfestigte Werkstoffe wie DSC-Al zeichnen sich durch hohe Warmfestigkeit und Gefügestabilität aus. Durch die keramischen Partikel wird der E-Modul, und somit die Steifigkeit, wesentlich erhöht. Die Wärmedehnung ist deutlich geringer, als bei unverstärkten Aluminium-Legierungen. DSC-Aluminium ist geeignet für Komponenten, bei denen hohe Warmfestigkeit und/oder Steifigkeit verlangt wird.  

DSC-Materials-Information
DSC-Material-Information.pdf
PDF-Dokument [18.2 MB]
Druckversion Druckversion | Sitemap
© AMT Advanced Materials Technology GmbH 2014