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Leander Hafner
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Inhaltsverzeichnis 1. Aluminium - Bedeutung und Gewinnung 1 1.1 Produktion und Verbrauch von Aluminium 1 1.2 Gewinnung von Aluminium 19 1.2.1 Primäraluminium 19 1.2.1.1 Grundlagen 1.2.1.2 Rohstoffe 21 1.

1 Inhaltsverzeichnis 1. Aluminium - Bedeutung und Gewinnung Produktion und Verbrauch von Aluminium Gewinnung von Aluminium Primäraluminium Grundlagen Rohstoffe Gewinnung von Aluminiumoxid Erzeugung von Primäraluminium Reinstaluminium Sekundäraluminium - Recycling Knetlegierungen Gusslegierungen Aluminium-Vorlegierungen Lieferformen Masseln Masseln aus unlegiertem Aluminium Masseln aus Aluminiumlegierungen Granalien, Grieß, Pulver Formate Flüssigaluminium Herstellung des Vormaterials für die Halbzeugfertigung Schmelzflüssiges Aluminium Schmelzen Gießen Temperaturmessungen Walz- und Pressbarren (Formate) Vertikalstranggießen Horizontalstranggießen Bearbeiten der Barren Bänder, Drähte Gießwalzen Gießen zwischen Stahlbändern Gießen zwischen umlaufenden Raupenkokillen Kontinuierliches Drag-Casting Gießen zwischen Rad oder Walze und Stahlband Haibzeugähnliche Spezialerzeugnisse Profile aus Rohren und Bändern Sondererzeugnisse für Wärmeaustauscher Wärmegedämmte Verbundprofile 68 Literatur Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 2. Eigenschaften von reinem Aluminium Physikalische Eigenschaften Dichte Wärmeausdehnungskoeffizient Spezifische Wärme Elastizitätseigenschaften Elektrische Leitfähigkeit Wärmeleitfähigkeit Verhalten im Magnetfeld Kernphysikalische Eigenschaften Reibungseigenschaften Optische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften 99 Literatur Zustandsdiagramme der Aluminiumlegierungen Aluminiumlegierungen Bedeutung des Zustandsschaubildes Zustandsschaubilder des Aluminiums Binäre (Zweistoff-) Systeme Aluminium-Silizium Aluminium-Kupfer Aluminium-Magnesium Aluminium-Mangan Aluminium-Eisen Aluminium-Lithium Aluminium-Zink Aluminium-Titan Weitere binäre Systeme Temare (Dreistoff-) Systeme Aluminium-Eisen-Silizium Aluminium-Magnesium-Silizium Aluminium-Kupfer-Magnesium Aluminium-Kupfer-Silizium Aluminium-Zink-Magnesium Aluminium-Mangan-Eisen Aluminium-Magnesium-Lithium Aluminium-Kupfer-Lithium Aluminium-Trtan-Vanadium Höhere Systeme 131

3 Aluminium-Kupfer-Eisen-Magnesium Aluminium-Kupfer-Eisen-Mangan Aluminium-Kupfer-Eisen-Silizium Aluminium-Kupfer-Magnesium-Mangan Aluminium-Kupfer-Magnesium-Silizium Aluminium-Kupfer-Magnesium-Zink Aluminium-Kupfer-Mangan-Silizium Aluminium-Mangan-Eisen-Silizium Aluminium-Mangan-Eisen-Magnesium Aluminium-Magnesium-Eisen-Silizium Aluminium-Magnesium-Mangan-Silizium Aluminium-Magnesium-Mangan-Eisen-Silizium Aluminium-Lithium-Kupfer-Magnesium (Zirkon) Ungleichgewichtsschaubilder System Al-Si System Al-Mn System AlFe 135 Literatur Aufbau der Aluminiumlegierungen Aufbau der naturharten Aluminium-Knetwerkstoffe AlFeSi und Reinaluminium (Reihe 1xxx) AIMn-Knetlegierungen (Reihe Зххх) AlMg- und AlMgMn-Knetlegierungen (Reihe 5xxx) AISi-Knetlegierungen (Reihe 4xxx) Aushärtbare Aluminiumknetlegierungen AlMgSi-Knetlegierungen (Reihe 6xxx) AICuMg- und AICuSiMn-Knetlegierungen (Reihe 2xxx) AlZnMg-Knetlegierungen (Reihe 7xxx) AlZnMgCu-Knetlegierungen (Reihe 7xxx) Aluminium-Knetlegierungen mit Pb (z.b. Reihen 2xxx, 6xxx) Sonstige Aluminium-Knetlegierungen (Reihe 8xxx) Aufbau der Aluminium-Gusswerkstoffe AISi-Gusslegierungen (Reihe 44xxx) AISiMg-Gusslegierungen (Reihen 42xxx und 43xxx) AISiCu-Gusslegierungen (Reihen 45xxx und 46xxx) AlMg-Gusslegierungen AICuTi-Gusslegierungen AlZnMg-Gusslegierungen (Reihe 71xxx) Weitere Aluminium-Gusslegierungen 173 Literatur ] 88

4 5. Eigenschaften von Aluminium-Legierungen Mechanische Eigenschaften Härte Festigkeit im Zugversuch Druck-, Biege-, Scher- und Torsionsfestigkeit Festigkeitseigenschaften bei höheren Temperaturen Übersicht Anlassbeständigkeit Warmfestigkeitseigenschaften im Kurzzeitversuch Zeitstandverhalten, Kriechen Festigkeitseigenschaften bei tiefen Temperaturen Dauerfestigkeit Grundbegriffe Einfluss des Werkstoffzustandes Einfluss der Beanspruchung Einfluss von Spannungsspitzen (Kerbwirkung) Einfluss von Oberflächenzustand und Umgebung Einfluss des Schweißens Einfluss der Temperatur Festigkeit bei schlagartiger Beanspruchung Bruchverhalten Bruchmechanik Bruchmechanische Kennwerte Andere Kenngrößen Technologische Eigenschaften Abriebfestigkeit Blechumformbarkeit Umformbarkeit bei Strangpress- und Ziehprodukten Spanbarkeit Physikalische Eigenschaften Überblick Dichte Wärmeausdehnungskoeffizient Spezifische Wärme Elastizitätseigenschaften Dämpfungseigenschaften Elektrische Leitfähigkeit Wärmeleitfähigkeit Verhalten im Magnetfeld Kernphysikalische Eigenschaften Reibungseigenschaften Optische Eigenschaften 272 Literatur 273

5 6. Beeinflussung der Eigenschaften durch thermische und mechanische Behandlung Grundlagen Verfestigung Entfestigung Erholung Rekristallisation Einfiuss des Umformgrades Einfluss von Begleitelementen Einfluss des Gießverfahrens Einfluss der thermisch-mechanischen Vorgeschichte Weichglühen, Stabilisieren Entspannungsglühen Hochglühen, Homogenisieren Aushärten Lösungsglühen Abschrecken Auslagern Kaltauslagern Warmauslagern Überalterung Rückbildung Einfluss des Umformens auf das Aushärtungsverhalten Kaltumformen und Kaltaushärten Kaltumformen und Warmaushärten Aushärtungsverhalten verschiedener Knetwerkstoffe AICuMg, AICuSiMn AlMgSi AlZnMg AlZnMgCu Aushärtungsverhalten verschiedener Gusslegierungen Überlagerung von Entfestigungs- und Ausscheidungsprozessen Reinaluminium [1xxx] Aluminiumlegierungen 354 Literatur 359

6 7. Werkstoffentwicklungen Pulvermetallurgisch hergestellte Aluminiumwerkstoffe Verfahrenstechnik Pulverherstellung Aufbereitung der Pulver Formgebung der Pulver Systematik von PM-Werkstoffen Eigenschaften von Aluminiumbasis-PM-Werkstoffen Sinterformteile aus Aluminium Gesinterte Lagerbuchsen Ausscheidungs- und dispersionsgehärtete Aluminiumwerkstoffe Aluminium-Verbundwerkstoffe, MMC Künstliche faser-und teilchenverstärkte Aluminiumverbundwerkstoffe Verstärkungskomponenten für MMC auf Aluminiumbasis Herstellung von MMC's Eigenschaften und Anwendungsbeispiele von MMC »Natürliche«Faserverbundwerkstoffe (Eutektika) Werkstoffverbunde Verbundhalbzeug aus Aluminium mit Metallen Aluminium - Aluminium Stahl - Aluminium Aluminium-Stahl Aluminium-Kupfer Kupferplattierte Aluminiumdrähte und -stangen Stahlplattierte Aluminium-Strangpressprofile Sonstiges metallplattiertes Aluminiumhalbzeug Verbundelemente aus Aluminium und anderen Metallen Verbundhalbzeug aus Aluminium und Nichtmetallen Aluminium-Holz, -Papier, -Karton Aluminium-Kunststoff/Textilien Körperschallgedämpfte Aluminiumbänder / Farbaluminium Sandwich-Bauelemente Sandwich-Bauelemente für geringere Beanspruchung Sandwich-Bauelemente für hohe Beanspruchung Aluminium-Lithium-Legierungen Aluminiumschäume Schaumherstellung Verarbeitung von Metallschäumen Eigenschaften Anwendung von Aluminiumschäumen Aluminide 455 Literatur 457

7 8. Chemisches Verhalten von Aluminium Aluminiumoberfläche Bildung von Oxid- und Deckschichten unter Umgebungseinfluss Natürliche Oxidschichten an Luft Oxidische Deckschichten unter Witterungseinfluss Deckschichten durch Leitungs- oder Naturwässer Verstärkung der natürlichen Oxidschicht Korrosion Grundlagen Einflüsse auf die Korrosion Legierungselemente, Beimengungen Thermische oder mechanische Behandlungen Oberflächenbeschaffenheit Begriffe, Korrosionsarten Begriffe Korrosion ohne mechanische Beanspruchung Korrosion unter mechanischer Beanspruchung Korrosionsschutz Deckschicht Oberflächenschutz Inhibitoren Chemisches Verhalten gegenüber anderen Stoffen Stoffe und Verhalten Prüfen der chemischen Beständigkeit Prüfmethodik Prüfverfahren Gesundheitliche Unbedenklichkeit 548 Literatur 550

8 9. Werkstoffbezeichnungen nach Legierungszusammensetzungen und mechanischen Kennwerten Werkstoffbezeichnungen Begriff»Aluminium« Bezeichnung nach Herkunft oder Reinheit Bezeichnungen nach Verarbeitung oder Lieferform Knetwerkstoffe EN AW Gusswerkstoffe EN AC Vorlegierungen EN AM Blockmetalle EN AB Legierungsbezeichnungen nach chemischer Zusammensetzung bzw. Nummernkombinationen Bezeichnung nach chemischer Zusammensetzung Knetlegierungen EN AW Gusslegierungen EN AC Vorlegierungen EN AM Blockmetalle EN AB Bezeichnungen nach Nummernkombinationen Knetlegierungen EN AW Gusslegierungen EN AC Vorlegierungen EN AM Blockmetalle EN AB Bezeichnung der Werkstoffzustände Aluminiumknetlegierungen Gusslegierungen Bezeichnung nach der Aushärtbarkeit Bezeichnung nach der Anwendung Werkstoffauswahl für Sondereinsatzzwecke Genormte mechanische Werkstoffkennwerte Normenübersicht 582 Literatur 588

9 Tafel A.24 Physikalische und chemische Zahlenwerte von Elementen und Oxiden 742 Tafel A.25 Periodensystem der Elemente mit den auf 12C = bezogenen relativen Atommassen (1997) 744 Tafel A.26 Nützliche Kontakt-Adressen 745 Stichwortverzeichnis 751

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