Wussten Sie, dass die Löslichkeit von Magnesium in Aluminium bei 450°C ein Maximum von 14% bis 17% erreichen kann? Diese faszinierende Eigenschaft der AlMg3-Legierung, einer hochfesten Aluminiumlegierung mit 3% Magnesiumanteil, macht sie zu einem besonderen Werkstoff in der Industrie. Mit ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit ist AlMg3 ein vielseitig einsetzbares Leichtmetall, dessen Eigenschaften in diesem Artikel detailliert beleuchtet werden.
Wichtige Erkenntnisse
- AlMg3 ist eine hochfeste Aluminiumlegierung mit 3% Magnesiumanteil
- Hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Schweißbarkeit machen AlMg3 zu einem vielseitigen Werkstoff
- Legierung wird häufig im Schiffbau, Fahrzeugbau und in der chemischen Industrie eingesetzt
- Löslichkeit von Magnesium in Aluminium erreicht bei 450°C ein Maximum von 14% bis 17%
- Bildung der teilkohärenten und inkohärenten Phasen in AlMg-Legierungen erfolgt in einem vierstufigen Prozess
Grundlegendes zur AlMg3 Legierung
Die AlMg3-Legierung, auch bekannt als EN AW-5754, ist ein wichtiger Aluminiumwerkstoff, der sich durch seine leichte, zähe und schwingfeste Eigenschaften auszeichnet. Diese Legierung besteht hauptsächlich aus Aluminium mit einem Magnesiumanteil von etwa 3 Prozent und geringen Mengen anderer Elemente wie Mangan.
Chemische Zusammensetzung und Aufbau
Die chemische Zusammensetzung der AlMg3-Legierung sorgt für eine ausgewogene Kombination von Leichtigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Durch die Beimischung von Magnesium erhält die Legierung ihre charakteristischen mechanischen Eigenschaften, wie eine gute Schwingfestigkeit und Zähigkeit. 
Hauptanwendungsbereiche im Überblick
Aufgrund dieser Eigenschaften findet die AlMg3-Legierung vielfältige Anwendung, insbesondere im Schiffbau, Fahrzeugbau und für Druckbehälter. Sie ist ein wichtiger Werkstoff in der Industrie, da sie eine gute Balance zwischen Leichtigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet.
Bedeutung in der Industrie
Die AlMg3-Legierung spielt eine wichtige Rolle in verschiedenen Industriezweigen. Ihre Kombination aus Leichtigkeit, Zähigkeit und guter Schwingfestigkeit macht sie zu einem wertvollen Werkstoff in Anwendungen, bei denen Gewichtsreduzierung, mechanische Belastbarkeit und Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung sind.
Almg3 Eigenschaften im technischen Detail
Die AlMg3-Legierung zeichnet sich durch ihre gute Gießbarkeit und hohe Festigkeit aus. Mit einer Dichte von etwa 2,66 g/cm³ gehört sie zu den leichten Metallwerkstoffen. Der Elastizitätsmodul beträgt ca. 70 GPa, und die Poissonzahl liegt bei 0,33. Darüber hinaus besitzt die Legierung eine elektrische Leitfähigkeit von 16-18 MS/m.
Aluminium-Magnesium-Legierungen wie AlMg3 sind als kaltverformbare Legierungen bekannt und werden häufig in der Fahrzeug-, Schiffs- und Behälterbauindustrie eingesetzt. Ihre hohe Zugfestigkeit und Dehngrenze machen sie zu beliebten Werkstoffen für strukturelle Anwendungen.
„Aluminium-Legierungen haben in den letzten 60 Jahren nach Stahlwerkstoffen den 2. Platz bei den verwendeten Metallen erobert.“
Neben der mechanischen Leistungsfähigkeit zeichnet sich AlMg3 auch durch eine gute Korrosionsbeständigkeit aus, was es zu einem vielseitig einsetzbaren Material macht. Die Legierung lässt sich zudem durch Wärmebehandlung weiter optimieren, um die Festigkeitseigenschaften je nach Anforderung anzupassen.
Insgesamt bietet die AlMg3-Legierung eine ausgewogene Kombination aus technischen Eigenschaften, die sie zu einem attraktiven Werkstoff für eine Vielzahl von Anwendungen machen – von der Automobilindustrie bis hin zum Maschinenbau.
Mechanische Eigenschaften und Festigkeitswerte
Die hochfeste AlMg3-Aluminiumlegierung zeichnet sich durch ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften aus. Mit einer Zugfestigkeit von etwa 190-240 N/mm² und einer Dehngrenze von 80-130 N/mm² bietet sie eine beachtliche Festigkeit für ein Leichtmetall. Ihre gute Schwingfestigkeit macht sie besonders widerstandsfähig gegen dynamische Belastungen.
Zugfestigkeit und Dehngrenze
Die AlMg3-Legierung verfügt über eine hohe Zugfestigkeit und Dehngrenze, die sie für zahlreiche Anwendungen in der Industrie attraktiv macht. Abhängig vom Zustand der Legierung können Werte von 190-240 N/mm² für die Zugfestigkeit und 80-130 N/mm² für die Dehngrenze erreicht werden.
Härte und Verschleißfestigkeit
Mit einer Brinellhärte von 50-70 HB besitzt die AlMg3-Legierung eine gute Oberflächenhärte. Dies verleiht ihr eine hohe Verschleißfestigkeit, was sie für Anwendungen mit Abrieb oder Reibung prädestiniert.
Verformbarkeit und Elastizität
Die AlMg3-Legierung weist eine Bruchdehnung von 10-25% auf, was auf ihre gute Verformbarkeit hinweist. Gleichzeitig bietet sie mit einem Elastizitätsmodul von 70.500 MPa eine hohe Steifigkeit und Elastizität, was sie für vielfältige Konstruktionsanwendungen geeignet macht.
Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenverhalten
Die AlMg3-Legierung zeichnet sich durch eine hervorragende korrosionsbeständige Eigenschaft aus, insbesondere in maritimen Umgebungen und gegenüber vielen Chemikalien. Die Oberfläche bildet eine schützende Oxidschicht, die die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert.
Dank der hohen Reinheit des Aluminiums und der Legierungselemente wie Magnesium erreicht AlMg3 einen Reinheitsgrad von 99-99,9%. Diese Zusammensetzung verleiht der Legierung eine bemerkenswerte korrosionsbeständige Eigenschaft, die durch die spontane Selbsterneuerung der Oxidschicht bei Beschädigung noch verstärkt wird.
„Aluminiumoxidschicht schützt Aluminium vor Korrosion, spontane Selbsterneuerung bei Beschädigung.“
Die Legierung eignet sich daher hervorragend für den Einsatz in maritimen oder chemischen Umgebungen, in denen eine hohe korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Ihre Oberflächenqualität und -beschaffenheit können zudem individuell auf die spezifischen Anwendungsanforderungen abgestimmt werden.
Thermische Eigenschaften und Wärmebehandlung
Als eine vielseitige Leichtmetalllegierung besitzt AlMg3 bemerkenswerte thermische Eigenschaften, die für viele industrielle Anwendungen von Bedeutung sind. Die Legierung zeichnet sich durch eine gute Wärmeleitfähigkeit von etwa 120-140 W/(m·K) aus und hat einen moderaten Wärmeausdehnungskoeffizienten von rund 23,5 × 10⁻⁶ K⁻¹.
Temperaturverhalten
AlMg3 verfügt über einen Schmelzpunktbereich von 475°C bis 645°C, je nach spezifischer Legierungszusammensetzung. Durch geeignete Wärmebehandlung lassen sich die Eigenschaften der Legierung gezielt beeinflussen und an die jeweiligen Anforderungen anpassen.
Wärmeleitfähigkeit
Mit ihrer Wärmeleitfähigkeit von 120-140 W/(m·K) eignet sich AlMg3 hervorragend für Anwendungen, bei denen eine effiziente Wärmeübertragung gefordert ist. Dies macht die Legierung zu einem attraktiven Material für den Einsatz in Wärmetauschern, Kühlkörpern und anderen thermisch belasteten Komponenten.
Wärmeausdehnungskoeffizient
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von AlMg3 liegt bei etwa 23,5 × 10⁻⁶ K⁻¹ und ist damit vergleichsweise gering. Dies erleichtert die Konstruktion und Auslegung von Bauteilen, die temperaturbedingte Längenänderungen minimieren müssen.
„Die thermischen Eigenschaften von AlMg3 machen die Legierung zu einem vielseitigen und leistungsfähigen Material für eine Vielzahl industrieller Anwendungen.“
Verarbeitungsmöglichkeiten und Umformbarkeit
Die AlMg3-Legierung zeichnet sich durch ihre gute Gießbarkeit und hervorragende Verarbeitungseigenschaften aus. Sie lässt sich hervorragend kaltumformen, walzen und schmieden. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Verformbarkeit wird die Kaltumformung besonders häufig eingesetzt.
Das Material eignet sich optimal für Strangpressen und Tiefziehen. Darüber hinaus kann AlMg3 sowohl kalt als auch warm verarbeitet werden. Die Wahl des Verfahrens hängt von den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls ab.
„Aluminium ist ein äußerst formbare Werkstoff mit hervorragenden Eigenschaften, die es zu einem bevorzugten Material für leichte Strukturbauteile machen.“
Die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten von AlMg3 machen es zu einem äußerst flexiblen und vielseitigen Leichtmetall, das in zahlreichen Industriezweigen Verwendung findet. Die gute Gießbarkeit des Materials ermöglicht zudem die Herstellung komplexer Bauteile mit hoher Präzision.
Schweißbarkeit und Fügetechniken
Die Legierung AlMg3 zeichnet sich durch ihre hervorragende Schweißeignung aus. Verschiedene Schweißverfahren wie MIG-, WIG- und Plasmaschweißen können erfolgreich eingesetzt werden, um hochwertige Aluminiumverbindungen herzustellen. Eine sorgfältige Vorbehandlung und Reinigung der korrosionsbeständigen Oberflächen ist dabei von entscheidender Bedeutung, um eine optimale Schweißqualität zu erzielen.
Verschiedene Schweißverfahren
Das Elektronenstrahl-Schweißverfahren (EBW) bietet ein breites Anforderungsspektrum für alle Industriebereiche. Durch hohe Strahlleistungen von 1 bis 60 kW, große Nahttiefen von 0,1 bis 300 mm und Schweißgeschwindigkeiten von bis zu 15 m/min kann es eine Vielzahl an Anwendungen abdecken. Auch das MIG-Schweißen und WIG-Schweißen sind effiziente Verfahren für die Verarbeitung von AlMg3-Legierungen.
Vorbehandlung und Nachbearbeitung
Vor dem Schweißen müssen die Oberflächen der korrosionsbeständigen Aluminiumteile sorgfältig gereinigt werden, um eine optimale Verbindungsqualität zu erreichen. Nach dem Schweißprozess kann eine Wärmebehandlung zur Spannungsarmglühung durchgeführt werden, um Eigenspannungen in der Verbindung zu reduzieren.
Insgesamt bietet AlMg3 hervorragende Schweißeigenschaften, die durch die Wahl geeigneter Verfahren und eine sorgfältige Vor- und Nachbehandlung genutzt werden können, um hochbelastbare und korrosionsbeständige Aluminiumverbindungen zu erstellen.
Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie
Die leichte und hochfeste Aluminiumlegierung AlMg3 ist in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sehr gefragt. Ihre Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit macht sie ideal für gewichtsreduzierte Konstruktionen in diesen Branchen.
In der Automobilindustrie wird AlMg3 für eine Vielzahl von Bauteilen eingesetzt, darunter Karosserieteile, Kraftstofftanks und Felgen. Ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit machen sie zu einem unverzichtbaren Material für moderne Fahrzeugkonstruktionen.
Auch in der Luftfahrt findet AlMg3 vielfältige Anwendung, etwa in Rumpfteilen, Verkleidungen und Innenausstattungen. Durch ihr geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit trägt die Aluminiumlegierung entscheidend zur Optimierung der Flugzeugstatik bei.
„Die Leichtigkeit und Festigkeit von AlMg3 machen es zu einem Schlüsselmaterial für die Gewichtsreduzierung in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.“
Dank seiner hervorragenden technischen Eigenschaften ist AlMg3 aus der modernen Fahrzeug- und Flugzeugfertigung nicht mehr wegzudenken. Die Weiterentwicklung maßgeschneiderter Aluminiumlegierungen durch Anbieter wie RHEINFELDEN ALLOYS treibt den Einsatz in diesen Branchen kontinuierlich voran.
Wirtschaftliche Aspekte und Nachhaltigkeit
Die AlMg3-Legierung bietet ein hervorragendes Kosten-Nutzen-Verhältnis dank ihrer Langlebigkeit und korrosionsbeständigen Eigenschaften. Das leichte Metall ist zudem vollständig recycelbar, was zur Nachhaltigkeit beiträgt. Durch den Einsatz von AlMg3 können in verschiedenen Anwendungen Gewichtseinsparungen erzielt werden, was wiederum zur Verbesserung der Energieeffizienz führt.
Der Markt für geschmiedete Teile aus Aluminium wächst kontinuierlich. Die erzeugte Jahrestonnage ohne Räder und Felgen stieg von unter 9000 t im Jahr 1994 auf über 14 000 t vier Jahre später. Die Automobilindustrie prognostiziert für Al-Schmiedeteile im Pkw einen mittelfristigen Zuwachs von über 300%. Dieser Leichtbau-Werkstoff überzeugt mit seinem niedrigen spezifischen Gewicht, das je nach Legierung zwischen 2,66 g/cm³ bei AlMg3 und 2,80 g/cm³ bei AlZnMgCu1,5 variiert.
Darüber hinaus ist Aluminium ein sehr effizientes Material, wenn es um Recycling geht. Beim Wiederaufbereiten von korrosionsbeständigen und leichten Al-Bauteilen sind nur rund 5% der ursprünglich aufgebrachten Energie erforderlich. Die vollautomatische Schmiedelinie für Al-Bauteile in der Automobilproduktion produziert sogar alle 6 Sekunden ein Teil, was die hohe Effizienz und Produktivität dieses Werkstoffs demonstriert.
„Die Fahrzeugindustrie ist der Hauptabnehmer von geschmiedeten Al-Komponenten, gefolgt vom Maschinen- und Apparatebau.“
Insgesamt bietet die AlMg3-Legierung ein hervorragendes Kosten-Nutzen-Verhältnis, ist korrosionsbeständig und leicht, sowie vollständig recycelbar. Diese Eigenschaften machen sie zu einem wirtschaftlich und ökologisch attraktiven Werkstoff für zahlreiche Industriezweige.
Qualitätssicherung und Normung
Die hochfeste Aluminiumlegierung AlMg3 unterliegt strengen Qualitätskontrollen und ist nach verschiedenen internationalen Normen wie EN, DIN und ASTM spezifiziert. Typische Prüfverfahren umfassen Zugversuche, Härteprüfungen und Korrosionstests, um die Einhaltung der Normvorgaben und somit die konstanten Eigenschaften und Zuverlässigkeit des Materials sicherzustellen.
GLEICH Aluminium, als führender Hersteller von AlMg3-Produkten, führt systematische Werkstoffprüfungen aller Chargen durch. Darüber hinaus hat das Unternehmen spezifische Toleranzen für Dicke und Ebenheit seiner G.AL®-Präzisionsgussplatten definiert, die über die allgemeinen Normvorgaben hinausgehen.
Die Einhaltung dieser hohen Qualitätsstandards in der Produktion und Verarbeitung von AlMg3-Legierungen gewährleistet, dass Anwender in der Industrie, beispielsweise im Maschinen- und Fahrzeugbau, auf zuverlässige und hochwertige Produkte zurückgreifen können. Dies ist insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen von großer Bedeutung.
