Alles über 5052 Aluminium (Eigenschaften, Stärke und Verwendung)

Leitfaden

Modernes kommerzielles Aluminium gibt es in vielen Arten, die als Legierungen bekannt sind, und jede bietet einzigartige Vorteile, je nach der gewählten Legierung. Eine Legierung ist ein verbessertes technisches Material, das durch Hinzufügen einzigartiger Elemente zu einem Grundmetall hergestellt wird. In diesem Artikel handelt es sich bei dem Grundmetall um Aluminium, und diese einzigartigen Elemente können Silizium, Kupfer, Zink und/oder viele andere metallische Elemente sein. Diese „Legierungselemente“ können die Festigkeit, die Leitfähigkeit, die Elastizität oder die chemischen Eigenschaften des Basismetalls erhöhen und es als technischen Werkstoff vielseitiger machen. Aluminium lässt sich leicht legieren, daher gibt es zahlreiche Serien von Aluminiumlegierungen, die von der Aluminum Association (AA Inc.) nach ihren Legierungselementen geordnet und jeweils mit einer vierstelligen Bezeichnung versehen wurden. Im Mittelpunkt dieses Artikels steht die Aluminiumlegierung 5052, die zur 5xxx-Reihe von Aluminiumlegierungen gehört, d. h. zu den Legierungen, die Magnesium als primäres Legierungselement enthalten (für ein besseres Verständnis der Nomenklatur von Aluminiumlegierungen besuchen Sie bitte unseren Artikel über die Aluminiumlegierung 6061). Die physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften von 5052 Aluminium werden in diesem Artikel hervorgehoben, um zu zeigen, dass es eine unschätzbare Ressource für einige wichtige Anwendungen ist.

Physikalische Eigenschaften von 5052 Aluminium

Wie bereits erklärt, haben Aluminiumlegierungen bestimmte Anteile an Legierungselementen, die die Materialeigenschaften verbessern; diese Anteile sind wichtig, weil sie eine Legierung von einer anderen unterscheiden, besonders innerhalb der gleichen Serie. Aluminium des Typs 5052 enthält 97,25 % Al, 2,5 % Mg und 0,25 % Cr, und seine Dichte beträgt 2,68 g/cm3 (0,0968 lb/in3). Im Allgemeinen ist die Aluminiumlegierung 5052 fester als andere gängige Legierungen wie Aluminium 3003 und weist aufgrund des Fehlens von Kupfer in der Zusammensetzung eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.

Die Eigenschaften der Aluminiumlegierung 5052 unterscheiden sich je nachdem, wie sie kalt bearbeitet oder durch Kaltverfestigung verstärkt wird. Wenn Metalle wie Aluminium bearbeitet oder dauerhaft in ihrer Form verändert werden (z. B. durch Biegen, Formen, Walzen usw.), erhöht sich ihre Festigkeit, während ihre Verformbarkeit abnimmt. Dies ist eine Folge der molekularen Struktur des Metalls, aber für die Kürze dieser Erklärung genügt es zu wissen, dass es mechanische Methoden gibt, um Aluminiumlegierungen stärker zu machen. Es gibt verschiedene Verfahren zur Kaltverfestigung der Aluminiumlegierung 5052, aber in diesem Artikel werden die Festigkeitswerte der gehärteten Aluminiumlegierung 5052 H32 (5052-H32) verwendet. Beachten Sie, dass diese Legierung nicht durch Wärmebehandlung verfestigt werden kann, wovon andere Aluminiumlegierungen wie 7075-Aluminium oder 6061-Aluminium profitieren (weitere Informationen zur Wärmebehandlung finden Sie in diesen entsprechenden Artikeln).

Mechanische Eigenschaften

Es gibt einige wichtige Messgrößen, die man kennen muss, um die mechanischen Eigenschaften eines technischen Materials zu verstehen, und sie sind alle in Tabelle 1 unten zusammengefasst.

Die ersten beiden wichtigen Werte sind der Elastizitätsmodul und der Schermodul, die die Reaktion eines Materials auf axiale (Ziehen/Drücken) bzw. scherende (Verdrehen/Schneiden) Kräfte darstellen. Diese Maße werden empirisch mit Hilfe von Belastungstests ermittelt, und der Elastizitätsmodul und der Schermodul von 5052 Aluminium betragen 70,3 GPa (10.200 ksi) bzw. 25,9 GPa (3.760 ksi).

Die Streckgrenze und die Bruchfestigkeit sind ebenfalls wichtige Werte, die bei der Festlegung eines Materials berücksichtigt werden müssen. Sie geben die maximale Spannung an, die eine elastische (nicht dauerhafte) und plastische (dauerhafte) Verformung verursacht. Ein tieferes Verständnis dieser Werte finden Sie in unserem Artikel über die Aluminiumlegierung 7075. Die Streckgrenze ist in der Regel der wichtigste Wert bei statischen Anwendungen, bei denen sich das Material niemals dauerhaft verformen darf (z. B. bei strukturellen Anwendungen). Die Bruchfestigkeit kann jedoch in bestimmten Fällen erforderlich sein, so dass es nicht schaden kann, sie zu kennen. Die Aluminiumlegierung 5052 hat eine Streckgrenze von 193 MPa (28.000 psi) und eine Zugfestigkeit von 228 MPa (33.000 psi), was bedeutet, dass sie im Vergleich zu einigen anderen gängigen Legierungen mäßig stark ist.

Die Scherfestigkeit ist die Festigkeit eines Materials, wenn es durch entgegengesetzte Kräfte entlang einer Ebene „geschert“ wird. Die Aluminiumlegierung 5052 ist häufig dieser Belastung ausgesetzt, da sie üblicherweise aus Blechen gestanzt wird. Im Wesentlichen wirkt die Kraft des Stempels der Kraft des Blechs auf die Arbeitsfläche entgegen und schert (oder schneidet) das Metall durch die senkrechte Ebene (oder die dünnste Abmessung des Blechs). Für ein intuitives Verständnis dieser Werte besuchen Sie bitte unseren Artikel über die Aluminiumlegierung 6061. Die Scherfestigkeit der Aluminiumlegierung 5052 beträgt 138 MPa (20000 psi), was wiederum mäßig stärker ist als bei einigen anderen gängigen Legierungen.

Tabelle 1: Zusammenfassung der mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung 5052.

Korrosionsbeständigkeit

5052 Aluminiumlegierung ist besonders nützlich wegen ihrer erhöhten Beständigkeit gegen ätzende Umgebungen. Alle Aluminiumlegierungen bilden in Gegenwart von Luft/Wasser eine Oxidschicht, die das chemisch aktive Aluminium vor weiteren Reaktionen mit der äußeren Umgebung schützt. Das Ausmaß der Korrosionsbeständigkeit hängt von der Temperatur, den in der Luft befindlichen Chemikalien und der unmittelbaren Arbeitsumgebung ab; unter Umgebungsbedingungen hält 5052-Aluminium jedoch außergewöhnlich gut stand. Aluminium des Typs 5052 enthält kein Kupfer, was bedeutet, dass es in einer Salzwasserumgebung, die Kupfer-Metall-Verbundwerkstoffe angreifen und schwächen kann, nicht ohne weiteres korrodiert. Die Aluminiumlegierung 5052 ist daher die bevorzugte Legierung für Anwendungen in der Schifffahrt und in der chemischen Industrie, wo anderes Aluminium mit der Zeit schwächer werden würde. 5052-Aluminium kann in Gegenwart von alkalischem Boden korrosive Effekte wie Lochfraß verursachen, aber dies ist aufgrund der großen Unterschiede in der Bodenzusammensetzung schwer zu verallgemeinern. Aufgrund seines hohen Magnesiumgehalts ist 5052 besonders gut gegen die Korrosion durch konzentrierte Salpetersäure, Ammoniak und Ammoniumhydroxid geschützt. Alle anderen ätzenden Einflüsse können durch eine Schutzschicht abgeschwächt/entfernt werden, was die Aluminiumlegierung 5052 sehr attraktiv für Anwendungen macht, die ein träges und dennoch widerstandsfähiges Material benötigen.

Anwendungen von 5052 Aluminium

5052 Aluminium ist stärker als andere gängige Legierungen und hat eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich 5052 Aluminium hervorragend für die Schifffahrtsindustrie sowie für Anwendungen in der Elektronik und Chemie. Die Verwendungsmöglichkeiten von 5052 Aluminium sind vielfältig, aber einige bemerkenswerte Anwendungen sind:

• Druckbehälter
• Schiffsausrüstung
• Elektronikgehäuse
• Elektronikgehäuse
• Hydraulikrohre
• Medizinische Ausrüstung
• Schilder

um nur einige gängige Beispiele zu nennen.

Zusammenfassung

Dieser Artikel stellt eine kurze Zusammenfassung der Eigenschaften, der Festigkeit und der Anwendungen von Aluminium 5052 dar. Informationen zu anderen Produkten finden Sie in unseren zusätzlichen Leitfäden oder auf der Thomas Supplier Discovery Platform, um potenzielle Bezugsquellen zu finden oder Details zu bestimmten Produkten einzusehen. Wir haben auch Leitfäden zu anderen Aluminiumsorten, einschließlich 6061 Aluminium, 7075 Aluminium und 3003 Aluminium.

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