Inhaltsverzeichnis Aluminium Bedeutung und G ew innung
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- Benedict Krüger
- vor 8 Jahren
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1 Inhaltsverzeichnis 1. Aluminium - Bedeutung und Gewinnung Produktion und Verbrauch von Aluminium Gewinnung von A lu m in iu m P rim äralum inium Grundlagen Rohstoffe Gewinnung von A lu m in iu m o xid Erzeugung von Primäraluminium R einstalum inium Sekundäraluminium - R e c y c lin g K netlegierungen G usslegierungen Aluminium-Vorlegierungen Lieferformen Masseln Masseln aus unlegiertem Aluminium Masseln aus Alum inium legierungen Granalien, Grieß, P u lv e r Formate Flüssigaluminium Herstellung des Vormaterials für die Halbzeugfertigung Schmelzflüssiges Aluminium Schmelzen Gießen Tem peraturm essungen Walz- und Pressbarren (Formate) Vertikalstranggießen Horizontalstranggießen Bearbeiten der Barren Bänder, D rä h te G ieß w a lze n Gießen zwischen Stahlbändern Gießen zwischen umlaufenden Raupenkokillen Kontinuierliches Drag-Casting Gießen zwischen Rad oder Walze und S tahlband Halbzeugähnliche Spezialerzeugnisse Profile aus Rohren und Bändern Sondererzeugnisse für W ärm eaustauscher W ärmegedämmte V erbundprofile Literatur... 70
2 Eigenschaften von reinem Aluminium Physikalische Eigenschaften... Dichte... Wärmeausdehnungskoeffizient... Spezifische W ä rm e... Elastizitätseigenschaften... Elektrische Leitfähigkeit... Wärmeleitfähigkeit... Verhalten im M agnetfeld... Kernphysikalische E igenschaften... Reibungseigenschaften... Optische Eigenschaften... Mechanische E igenschaften... Literatur Zustandsdiagram m e der A lum inium legierungen Aluminiumlegierungen... Bedeutung des Zustandsschaubildes... Zustandsschaubilder des Aluminiums... Binäre (Zweistoff-) S y s te m e... A lum inium -S ilizium... A lu m inium -K u pfer... A lum inium -M agnesium... A lum inium -M angan... A lum inium -E isen... Aluminium-Lithium... A lu m inium -Z in k... Aluminium-Titan... Weitere binäre S y s te m e... Ternäre (Dreistoff-) Systeme... A lum inium -Eisen-Silizium... A lum inium -M agnesium -Silizium... A lum inium -Kupfer-M agnesium... Aluminium-Kupfer-Silizium... A lum inium -Zink-M agnesium... Alum inium -M angan-eisen... Aluminium-Magnesium-Lithium... Aluminium-Kupfer-Lithium... Alum inium -Titan-Vanadium... Höhere S y s te m e
3 Alum inium -Kupfer-Eisen-M agnesium... Alum inium -Kupfer-Eisen-M angan... Alum inium -Kupfer-Eisen-Silizium... Alum inium -Kupfer-M agnesium -M angan... Aluminium-Kupfer-Magnesium-Silizium... Alum inium -Kupfer-M agnesium -Zink... Alum inium -Kupfer-M angan-silizium... Alum inium -M angan-eisen-silizium... Alum inium -M angan-eisen-m agnesium... Alum inium -M agnesium -Eisen-Silizium... Alum inium -M agnesium -M angan-silizium... Aluminium-Magnesium-Mangan-Eisen-Silizium Aluminium-Lithium-Kupfer-Magnesium (Zirkon) U ngleichgew ichtsschaubilder... System A l- S i... System A l- M n... System A lf e... Lite ra tu r A ufb au der A lu m in iu m le g ie ru n g e n... Aufbau der naturharten Aluminium-Knetwerkstoffe... AlFeSi und Reinaluminium (Reihe 1xxx)... AlMn-Knetlegierungen (Reihe 3 x x x )... AlMg- und AlMgMn-Knetlegierungen (Reihe 5xxx)... AISi-Knetlegierungen (Reihe 4 x x x )... Aushärtbare Alum inium knetlegierungen... AlMgSi-Knetlegierungen (Reihe 6xxx)... AICuMg- und AICuSiMn-Knetlegierungen (Reihe 2xxx)... AIZnMg-Knetlegierungen (Reihe 7 x x x )... AIZnMgCu-Knetlegierungen (Reihe 7xxx)... Aluminium-Knetlegierungen mit Pb (z.b. Reihen 2xxx, 6xxx) Sonstige Aluminium-Knetlegierungen (Reihe 8 x x x )... Aufbau der Aluminium-Gusswerkstoffe... AISi-Gusslegierungen (Reihe 4 4 x x x )... AISiMg-Gusslegierungen (Reihen 42xxx und 4 3 x x x )... AISiCu-Gusslegierungen (Reihen 45xxx und 4 6 x x x )... A lm g-g usslegierungen... AICuTi-G usslegierungen... AIZnMg-Gusslegierungen (Reihe 71xxx)... Weitere A lum inium -G usslegierungen... L ite ra tu r
4 E igenschaften vo n A lu m inium -L egieru nge n... Mechanische Eigenschaften... Härte... Festigkeit im Z ugve rsuch... Druck-, Biege-, Scher- und Torsionsfestigkeit... Festigkeitseigenschaften bei höheren Temperaturen Übersicht... A nlassbeständigkeit... Warmfestigkeitseigenschaften im Kurzzeitversuch. Zeitstandverhalten, K rie c h e n... Festigkeitseigenschaften bei tiefen Temperaturen. D auerfestigkeit... G rundbegriffe... Einfluss des W erkstoffzustandes... Einfluss der Beanspruchung... Einfluss von Spannungsspitzen (Kerbwirkung)... Einfluss von Oberflächenzustand und Umgebung. Einfluss des S chw eiß ens... Einfluss der T em peratur... Festigkeit bei schlagartiger Beanspruchung... B ruchverhalten... Bruchmechanik... Bruchmechanische Kennwerte... Andere K enngrößen... Technologische Eigenschaften... Abriebfestigkeit... Blechum form barkeit... Umformbarkeit bei Strangpress- und Ziehprodukten Spanbarkeit... Physikalische E igenschaften... Überblick... D ic h te... W ärm eausdehnungskoeffizient... Spezifische Wärme... Elastizitätseigenschaften... Dämpfungseigenschaften... Elektrische Le itfähigke it... W ärm eleitfähigkeit... Verhalten im Magnetfeld... Kernphysikalische Eigenschaften... R eibungseigenschaften... Optische Eigenschaften... Literatur
5 B eein flussung der E igenschaften d u rch the rm ische und m echanische B e h a n d lu n g... G rundla gen... Verfestigung... Entfestigung... E rh o lu n g... R ekristallisation... Einfluss des U m form grades... Einfluss von B egleitelem enten... Einfluss des Gießverfahrens... Einfluss der thermisch-mechanischen Vorgeschichte... Weichglühen, S ta b ilis ie re n... Entspannungsglühen... Hochglühen, Homogenisieren... A u s h ä rte n... Lösungsg lühen... A b sch recke n... Auslagern... Kaltauslagern... Warmauslagern... Ü beralterung... Rückbildung... Einfluss des Umformens auf das Aushärtungsverhalten... Kaltumformen und K altaushärten... Kaltumformen und Warmaushärten... Aushärtungsverhalten verschiedener Knetwerkstoffe... AICuMg, A IC u S im n... AlMgSi... A IZ n M g... A IZnM gc u... Aushärtungsverhalten verschiedener G usslegierungen... Überlagerung von Entfestigungs- und Ausscheidungsprozessen Reinaluminium [1xxx]... Aluminiumlegierungen... Lite ratur
6 7. W e rk s to ffe n tw ic k lu n g e n Pulvermetallurgisch hergestellte A lum inium w erkstoffe V erfahrenstechnik Pulverherstellung Aufbereitung der Pulver Formgebung der Pulver Systematik von P M -W erkstoffen Eigenschaften von Aluminiumbasis-PM-Werkstoffen Sinterformteile aus A lu m in iu m Gesinterte Lagerbuc h s e n Ausscheidungs- und dispersionsgehärtete Aluminiumwerkstoffe Aluminium-Verbundwerkstoffe, MMC Künstliche fa s e r- und teilchenverstärkte Aluminiumverbundwerkstoffe Verstärkungskomponenten für MMC auf Aluminiumbasis Herstellung von M M C 's Eigenschaften und Anwendungsbeispiele von MMC »Natürliche«Faserverbundwerkstoffe (Eutektika) Werkstoffverbunde Verbundhalbzeug aus Aluminium mit M e ta lle n Aluminium - Aluminium Stahl - Aluminium Aluminium-Stahl A lum inium -K upfer Kupferplattierte Aluminiumdrähte und -Stangen Stahlplattierte Aluminium-Strangpressprofile Sonstiges metallplattiertes Aluminiumhalbzeug Verbundelemente aus Aluminium und anderen M e ta lle n Verbundhalbzeug aus Aluminium und Nichtmetallen Aluminium-Holz, -Papier, -Karton Aluminium-Kunststoff/Textilien Körperschallgedämpfte Aluminiumbänder / F arbalum inium Sandwich-Bauelemente Sandwich-Bauelemente für geringere Beanspruchung Sandwich-Bauelemente für hohe Beanspruchung Alum inium -Lithium -Legierungen A lum inium schäum e Schaumherstellung Verarbeitung von Metallschäumen E ig en schaften Anwendung von Aluminiumschäumen Aluminide L ite ra tu r...457
7 C hem isches V erhalten vo n A lu m in iu m..., Aluminiumoberfläche... Bildung von Oxid- und Deckschichten unter Umgebungseinfluss Natürliche Oxidschichten an L u f t... Oxidische Deckschichten unter Witterungseinfluss... Deckschichten durch Leitungs- oder N aturw ässer... Verstärkung der natürlichen Oxidschicht... Korrosion... G rund la gen... Einflüsse auf die K orrosion... Legierungselemente, Beim engungen... Thermische oder mechanische Behandlungen... O berflächenbeschaffenheit... Begriffe, Korrosionsarten... B e g riffe... Korrosion ohne mechanische Beanspruchung... Korrosion unter mechanischer B eanspruchung... Korrosionsschutz... Deckschicht... Oberflächenschutz... Inhibitoren... Chemisches Verhalten gegenüber anderen S to ffe n... Stoffe und V e rh a lte n... Prüfen der chemischen Beständigkeit... Prüfm ethodik... Prüfverfahren... Gesundheitliche U nbedenklichkeit... Literatur
8 W erkstoffb eze ichn un ge n nach Legierungszusam m ensetzungen und m echanischen K ennw erten... Werkstoffbezeichnungen... Begriff»Aluminium«... Bezeichnung nach Herkunft oder R e inh eit... Bezeichnungen nach Verarbeitung oder Lieferform... Knetwerkstoffe EN A W... Gusswerkstoffe EN A C... Vorlegierungen EN A M... Blockmetalle EN A B... Legierungsbezeichnungen nach chemischer Zusammensetzung bzw. Num m ernkom binationen... Bezeichnung nach chemischer Zusam m ensetzung... Knetlegierungen EN AW... Gusslegierungen EN AC... Vorlegierungen EN AM... Blockmetalle EN A B... Bezeichnungen nach Nummernkombinationen... Knetlegierungen EN A W... Gusslegierungen EN A C... Vorlegierungen EN AM... Blockmetalle EN A B... Bezeichnung der Werkstoffzustände... Alum inium knetlegierungen... G usslegierungen... Bezeichnung nach der Aushärtbarkeit... Bezeichnung nach der Anwendung... Werkstoffauswahl für Sondereinsatzzwecke... Genormte mechanische W erkstoffkennwerte... Normenübersicht... Literatur
9 10. Werkstoffprüfung und Gütesicherung Prüfen der chemischen Zusam m ensetzung Allgemeines Probenahme und Probenvorbereitung Automatische Schnellanalyse Referenzanalysen Betriebsmittelüberwachung Spezielle Methoden für Nichtmetalle Qualität und Wirtschaftlichkeit Untersuchung des Gefüges Makroskopische Untersuchungen Lichtmikroskopische Untersuchungen an Mikroschliffen Probenvorbereitung Schliffpräparation Gefügeentwicklung durch Ä tz e n Untersuchungsverfahren der G efügestrukturanalyse Elektronenmikroskopische Untersuchungen M ikro sonde Prüfen von Hüttenerzeugnissen, Halbzeug und G ussstücken Prüfumfang, Probenahme Prüfziele, Verfahren Oberflächenprüfung Zerstörungsfreies Prüfen auf innere F e h le r Zerstörendes Prüfen auf innere Fehler Prüfung des Werkstoffzustandes über Leitfähigkeitsmessungen Prüfung der mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur (RT) Zugfestigkeit, 0,2%-Dehngrenze, B ruchdehnung H ärteprüfung Druckfestigkeit, 0,2%-Stauchgrenze, Bruchstauchung Prüfen sonstiger mechanischer Eigenschaften bei Raumtemperatur Prüfen der Dauerfestigkeit Prüfung von Schweißverbindungen und Schw eißnähten Gütesicherung Gütesicherung für Halbzeuge und Gussstücke Gütesicherung bei der W eiterverarbeitung Literatur
10 Anhang Zusam m ensetzung und G egenüberstellung verg le ichbare r A lu m in iu m w e rk s to ffe Tafel A.1 Zusammensetzung von unlegiertem A lu m inium Tafel A.2 Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen: K netlegierungen Tafel A.3 Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen: Gusslegierungen nach DIN EN Tafel A.4 Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen: V orlegieru ngen Tafel A.5 Zusammensetzung von Schweißzusatzwerkstoffen für A lu m in iu m Tafel A.6 Legiertes Aluminium in Masseln nach DIN EN Tafel A.7 Beispiele für nichtgenormte Aluminium-Gusslegierungen nach VDS-Liste Tafel A.8 Werkstoffe nach Werkstoffleistungsblättern der Deutschen Luftfahrt verglichen mit DIN-, DIN EN- und A A -B ezeichnungen Tafel A.9 Gegenüberstellung der Werkstoffnummern und Kurzzeichen für Aluminium nach DIN, EN und den Werkstoffleistungsblättern der Deutschen L u ftfa h rt Tafel A. 10 Beispiele für Zusammensetzungen von Aluminium-Knetwerkstoffen nach dem Internationalen Legierungsregister Tafel A. 11 Beispiele für Zusammensetzungen von Gusswerkstoffen nach der AA-Liste G usslegierungen Tafel A.12 Gegenüberstellung von Bezeichnungen für Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen etwa gleicher Zusammensetzung und Eigenschaften Tafel A.13 Gegenüberstellung von Bezeichnungen nach Normen und normenähnlichen Vorschriften für Aluminiumgusslegierungen etwa gleicher Zusammensetzung und Eigenschaften Tafel A. 14 Bezeichnungen für Al-Werkstoffe nach UNI-Convenzionale, UNI-Nummer und der vergleichbaren Bezeichnung nach dem Internationalen Legierungsregister bzw. AA.Registration Record Gusslegierungen Tafel A.15 Gegenüberstellung von Bezeichnungen für den W erkstoffzustand bei Aluminiumknetlegierungen Tafel A.16 Gegenüberstellung von Bezeichnungen für den W erkstoffzustand bei Al-Gusslegierungen Tafel A.17 Aluminium-Sinterwerkstoffe, Pulvermischungen für Massivteile Tafel A.18 Aluminium-Sinterwerkstoffe Tafel A.19 Kennfarben für Aluminium und Alum inium legierungen Tafel A.20 Bezeichnungen nach dem Internationalen E in heitensyste m Tafel A.21 U m rechnungen Tafel A.22 Englische und amerikanische Blech- und Drahtlehren Tafel A.23 Prüfsiebreihen für Drahtgewebe und Lochbleche nach verschiedenen S tan d a rd s
11 Tafel A.24 Physikalische und chemische Zahlenwerte von Elementen und O x id e n Tafel A.25 Periodensystem der Elemente mit den auf 12C = bezogenen relativen Atommassen (1997) Tafel A.26 Nützliche K ontakt-a dressen Stichwortverzeichnis
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