Aluminium 1145: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsbereiche

Umfassender Überblick

Legierung 1145 gehört zur 1xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, die als handelsübliche Reinaluminiumqualitäten mit einem Aluminiumgehalt von mindestens deutlich über 99 % bezeichnet werden. Die 1xxx-Serie legt den Schwerpunkt auf hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit statt auf hohe Festigkeit. Die wesentlichen Legierungselemente in 1145 sind nur als Rest- und Spurzusätze vorhanden: typische kontrollierte Verunreinigungen umfassen Silizium, Eisen und Kupfer in sehr niedrigen Konzentrationen; der Aluminiumgehalt ist üblicherweise mit ≥99,45 % (Rest) angegeben.

Die Festigkeitssteigerung bei 1145 wird nahezu ausschließlich durch Kaltumformung (Kaltverfestigung) erreicht, da die Legierung im Wesentlichen nicht wärmebehandelbar ist; dauerhafte Festigkeitssteigerungen erfolgen durch Kaltverfestigen (H-Zustände), während durch Glühen der weichgeglühte O-Zustand mit weicher Mikrostruktur und höherer Duktilität wiederhergestellt wird. Wichtige Eigenschaften sind exzellente elektrische und thermische Leitfähigkeit, herausragende Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen und vielen chemischen Umgebungen, hohe Duktilität und Umformbarkeit im geglühten Zustand sowie sehr gute Schweißbarkeit mit geringem Risiko von spröden metallurgischen Phasenrissen. Typische Anwendungsbereiche für 1145 sind elektrische Leiter und Sammelschienen, chemische und Lebensmittelverarbeitung, architektonische Verkleidungen sowie Wärmetauscher, wo Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit Vorrang vor hoher mechanischer Festigkeit haben.

Ingenieure wählen 1145, wenn hohe Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind und Formgebungs- oder Schweißvorgänge einfach durchgeführt werden müssen. Es wird gegenüber höherfesten, legierten Aluminiumqualitäten bevorzugt, wenn maximaler Leitwert, hervorragende Oberflächenqualität und gute Umformbarkeit bei niedrigen Kosten gefordert sind. Wo hingegen hohe statische Festigkeit oder Härte erforderlich ist, werden bevorzugt Legierungsgruppen wie die 5xxx- oder 6xxx-Serie eingesetzt; 1145 deckt den Anwendungsbereich ab, der Reinheit und Nutzbarkeit über strukturelle Tragfähigkeit stellt.

Zustandsvarianten

Temper	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Hinweise
O	Gering	Hoch (20–40%)	Exzellent	Exzellent	Vollständig geglüht, maximale Duktilität für Umform- und Ziehvorgänge
H12	Gering–Mäßig	Mäßig	Sehr gut	Exzellent	Leichte Kaltumformung, behält hohe Umformbarkeit bei
H14	Mäßig	Mäßig (10–25%)	Gut	Exzellent	Häufig genutzter Kaltarbeitszustand für moderate Festigkeitssteigerungen
H16	Mäßig–Hoch	Niedriger	Ausreichend	Exzellent	Stärkere Kaltverfestigung, reduzierte Duktilität, für bestimmte Strukturbauteile
H18	Hoch	Niedrig (2–10%)	Begrenzt	Exzellent	Stark kaltverfestigt, maximale Kaltverfestigungskraft für 1xxx-Serie
H24	Mäßig	Mäßig	Gut	Exzellent	Gelöst und teilweise ausgehärtet/stabilisiert, eingesetzt bei gewünschter Rückfederung

Kaltverfestigungszustände (H-Serie) sind die einzigen routinemäßigen Verfahren zur Festigkeitssteigerung bei 1145; T-Zustände sind nicht anwendbar, da 1145 nicht auslagertemperbar ist. Das Glühen zum O-Zustand stellt die mikrostrukturelle niedrigfeste, hochduktilen Phase wieder her, die sich für Tiefziehen und Spinnen eignet. Die Wahl zwischen H12 bis H18 erlaubt es Konstrukteuren, Umformbarkeit gegen höhere Streck- und Zugfestigkeit zu tauschen, während die hohe Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Grundlegierung erhalten bleibt.

Chemische Zusammensetzung

Element	Gehaltsbereich [%]	Hinweise
Al	≥99,45	Restanteil; Hauptbestandteil mit Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Si	≤0,25	Restsubstanz; höherer Si-Gehalt mindert geringfügig Duktilität und erhöht Festigkeit leicht
Fe	≤0,60	Häufige Verunreinigung; erhöht Festigkeit, kann Leitfähigkeit und Umformbarkeit mindern
Mn	≤0,03	Spurenelement; minimale Wirkung in 1145
Mg	≤0,05	Üblicherweise sehr gering; kein nennenswerter Beitrag zur Festigkeit oder Auslagerung
Cu	≤0,05	Niedrig gehalten, um Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit zu erhalten
Zn	≤0,05	Kontrolliert niedrig, um Auswirkungen auf elektrische Eigenschaften zu begrenzen
Cr	≤0,05	Kann als Spurverunreinigung vorhanden sein; geringe Wirkung in diesen Konzentrationen
Ti	≤0,03	Wird oft in sehr kleinen Mengen zur Kornfeinung während Gießen/Verarbeitung eingesetzt
Sonstige	≤0,10 Gesamt	Summe weiterer Verunreinigungen, streng kontrolliert zur Wahrung der hohen Reinheit

Die Zusammensetzung von 1145 wird dominiert von Aluminium mit absichtlich sehr niedrigen Anteilen an Legierungs- und Verunreinigungselementen. Die niedrigen Gehalte an Fe und Si sind die Hauptursachen einer gewissen Festigkeitssteigerung verglichen mit reinem Aluminium, bleiben aber minimal, um elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie maximale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Spurzusätze wie Ti und geringe Mengen Mn dienen vorwiegend der mikrostrukturellen Kontrolle, z. B. Kornfeinung beim Gießen und der Weiterverarbeitung, statt zur Erzeugung von festigkeitssteigernden Phasen.

Mechanische Eigenschaften

Das Zugverhalten von 1145 ist typisch für handelsübliches Reinaluminium: geringe bis mäßige Zugfestigkeit im geglühten Zustand mit sehr hoher Duktilität sowie erhöhte Festigkeit bei reduzierter Dehnung nach Kaltumformung. Die Legierung zeigt ein relativ lineares elastisches Verhalten mit anschließender gleichmäßiger plastischer Verformung im O-Zustand; in den kaltverfestigten Zuständen nimmt die gleichmäßige Dehnung ab und das Verhältnis von Streck- zu Zugfestigkeit zu. Die Härte ist im O-Zustand niedrig und steigt gleichmäßig mit zunehmendem Kaltumformgrad; Brinell- oder Vickers-Härtewerte bleiben im Vergleich zu legierten Aluminiumqualitäten gering.

Streck- und Zugfestigkeitswerte sind stark abhängig vom Zustand (Temper) und der Bauteildicke; kaltverfestigte dünne Bleche erreichen für einen bestimmten Zustand meist höhere Festigkeiten als dicke Platten aufgrund von Kaltverfestigung und Fertigungseinfluss. Die Ermüdungsfestigkeit von 1145 ist moderat und wird stark von Oberflächenqualität und Eigenspannungen beeinflusst; polierte, fehlerfreie Oberflächen und kontrollierte Umformprozesse verbessern die Lebensdauer im Vergleich zu grob gewalzten Oberflächen. Dicke Bauteile behalten mehr von der Kaltfestigkeit bei, während thermische Belastungen beim Schweißen Bereiche örtlich entkaltverfestigen können.

Eigenschaft	O/Glühen	Wichtiger Zustand (z. B. H14/H18)	Hinweise
Zugfestigkeit	~70–120 MPa (typischer Bereich)	~120–170 MPa (abhängig vom Kaltverfestigungsgrad)	Werte variieren mit Blechdicke, Fertigung und genauem Zustand
Streckgrenze	~15–60 MPa	~80–140 MPa	Streckgrenze steigt mit Kaltumformgrad deutlich; niedrig im geglühten O-Zustand
Dehnung	~25–40 %	~2–20 %	Dehnung nimmt ab von O bis H18; Dicke und Vorbereitung spielen Rolle
Härte	~20–40 HB	~30–60 HB	Härte steigt mit Kaltverfestigung, bleibt aber gering gegenüber legierten Aluminiumwerkstoffen

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Hinweise
Dichte	2,71 g/cm³	Typisch für hochreines Aluminium, wichtig für Leichtbau-Berechnungen
Schmelzbereich	~655–660 °C	Schmaler Bereich zwischen Solidus und Liquidus charakteristisch für nahezu reines Al
Wärmeleitfähigkeit	~220–235 W/m·K	Hohe Leitfähigkeit, leicht geringer als bei reinem Aluminium bei Anwesenheit von Spurverunreinigungen
Elektrische Leitfähigkeit	~58–63 %IACS	Ausgezeichneter elektrischer Leiter unter den handelsüblichen Aluminiumlegierungen
Spezifische Wärmekapazität	~0,90 J/g·K (900 J/kg·K)	Gute Wärmespeicherkapazität für thermische Management-Anwendungen
Thermische Ausdehnung	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Typische isotrope thermische Ausdehnung für Aluminium

Die hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit gehören zu den wichtigsten Merkmalen von 1145 und bestimmen den Einsatz in Kühlkörpern, Sammelschienen und Leitungsanwendungen. Dichte und spezifische Wärmekapazität entsprechen effektiv anderen hochreinen Aluminiumqualitäten und fließen in Berechnungen der thermischen Masse und transienten Wärmeausdehnung ein. Die thermische Ausdehnung muss in Verbundbaugruppen berücksichtigt werden, da unterschiedliche Ausdehnungen von 1145 gegenüber gängigen Stählen oder Verbundwerkstoffen zu Spannungskonzentrationen führen können.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,2–6,0 mm	Festigkeit durch Kaltwalzen beeinflusst; dünnere Stärken können gleichmäßiger durch Kaltverfestigung gehärtet werden	O, H12, H14	Weit verbreitet für Tiefziehen, Folienherstellung und Heat-Sink-Stanzen
Platte	>6,0 mm	Geringere gleichmäßige Kaltverfestigung aufgrund der Dicke; kann weicher geliefert werden	O, H18	Verwendet, wenn dickere Abschnitte mit guter Korrosionsbeständigkeit benötigt werden
Strangpressprofil	Querschnitte bis mehrere hundert mm²	Eigenschaften der Strangpressprofile hängen vom Zustand des Boolsens und anschließender Ziehbehandlung ab	O, H14	Begrenzte Legierung ermöglicht einfache Strangpressung; komplexe Profile möglich
Rohr	Durchmesser von wenigen mm bis mehrere hundert mm mit variabler Wandstärke	Wandstärke und Kaltumformung bestimmen die Endfestigkeit	O, H14, H18	Verwendet für Leitungen, Wärmetauscherrohre und Niederdruckanwendungen
Stab/Rundstahl	Ø 2–100 mm	Kaltziehen kann die Festigkeit erhöhen; isotrope Eigenschaften in langen Längen	O, H14	Verwendet für Leitungsstäbe, Bolzen und bearbeitete Bauteile mit hohen elektrischen Leitfähigkeitsanforderungen

Die Fertigungsverfahren unterscheiden sich deutlich zwischen Blech/Platte und Strangpressprofilen. Blech und Platte werden üblicherweise durch Walzen mit kontrollierten Glühzyklen hergestellt, um die gewünschten Zustände zu erreichen, während Strangpressprofile mit hochreinen Boolsens beginnen und anschließend gerichtet sowie eventuell leicht kaltverfestigt werden. Anwendungen nutzen die ausgezeichnete Umformbarkeit von Blech im O-Zustand zum Tiefziehen und die erhöhte Streckgrenze der H-Zustände für Teile, die Maßhaltigkeit nach Umformung oder leichter Bearbeitung erfordern.

Äquivalente Werkstoffe

Norm	Werkstoff	Region	Hinweise
AA	1145	USA	Aluminum Association Bezeichnung für die Legierung, die typischerweise in Nordamerika verwendet wird
EN AW	1145	Europa	Harmonisierte EN AW-1145 wird häufig in europäischen Spezifikationen und bei Lieferanten verwendet
JIS	A1050 / A1145 (ca.)	Japan	JIS enthält Werkstoffe für hochreines Aluminium; direkte Entsprechung oft zur Al99.5-Familie
GB/T	Al99.45 / 1145	China	Chinesische Normen verweisen auf hochreine Aluminiumwerkstoffe ähnlich 1145

Äquivalenzen zwischen Normen sind oft nah, aber nicht immer vollständig identisch, da verschiedene Organisationen unterschiedliche Grenzwerte für Verunreinigungen und zulässige Prüfverfahren für mechanische Eigenschaften festlegen. Im Einkauf und Design sollten Ingenieure die genaue Norm (AA, EN, JIS, GB/T) anfordern und das Werkszeugnis prüfen, um Grenzwerte für Verunreinigungen, Definitionsungen der Zustände und erlaubte Verarbeitungsvarianten zu bestätigen. Für elektrische oder korrosionskritische Komponenten können kleine Unterschiede bei zulässigem Fe- oder Si-Gehalt die Leistung beeinflussen und sollten mit den Lieferanten abgestimmt werden.

Korrosionsbeständigkeit

1145 bildet einen dünnen, haftfesten Oxidfilm, der eine ausgezeichnete atmosphärische Korrosionsbeständigkeit in neutralen und mild korrosiven Umgebungen bietet. Es widersteht gleichmäßiger Korrosion gut und zeigt in vielen Industrieatmosphären zufriedenstellende Leistungen; allerdings erhöhen chloridreiche marine Umgebungen die Anfälligkeit für lokal begrenzte Loch- und Spaltkorrosion, wenn keine schützenden Beschichtungen oder konstruktiven Maßnahmen angewandt werden. Die hohe Reinheit und das Fehlen aktiver Legierungselemente reduzieren das Risiko galvanischer Korrosion gegenüber stärker legierten Aluminiumwerkstoffen, jedoch kann 1145 bei Kontakt mit kathodischen Materialien wie Edelstahl oder Kupfer in Elektrolyten als Anode wirken.

Spannungsrisskorrosion ist bei der 1xxx-Serie selten, da keine ausscheidungsbildenden Verstärkungsphasen vorhanden sind und die verbleibenden Zugfestigkeiten relativ niedrig sind im Vergleich zu anfälligen wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen. Dennoch sollten geschweißte und kaltverformte Bereiche auf Eigenspannungen und Oberflächenfehler untersucht werden, die eine lokale Degradation unter andauernder Zugbelastung in aggressiven Medien fördern können. Im Vergleich zu Legierungen der 5xxx- oder 6xxx-Serie tauscht 1145 höhere Leitfähigkeit und leicht bessere reine Korrosionsbeständigkeit gegen deutlich geringere mechanische Festigkeit; verglichen mit reinem Kupfer ist 1145 in atmosphärischen und vielen wässrigen Umgebungen wesentlich korrosionsbeständiger und dabei deutlich leichter.

Fertigungseigenschaften

Schweißeignung

1145 lässt sich problemlos mit üblichen Schmelzverfahren wie TIG und MIG schweißen, da keine härtenden Ausscheidungen vorhanden sind, die Heißrisse fördern. Schweißnähte zeigen typischerweise gute Duktilität und akzeptable elektrische Leitfähigkeit, obwohl die Wärmeeinflusszone (WEZ) eine Rekristallisation und Erweichung voriger Kaltverfestigung erfährt. Für Anwendungen, bei denen die elektrische Leitfähigkeit über die Fügezone wichtig ist, sind niederohmige Schweißverbindungen und Füllmaterialien aus hochreinem Aluminium oder passenden 1xxx-Fülllegierungen zu empfehlen, um Leitfähigkeitsverluste und galvanische Potenzialdifferenzen zu minimieren.

Bearbeitbarkeit

Als weiche, duktiler Legierung ist 1145 grundsätzlich gut zerspanbar, kann sich jedoch bei starken Schneidbedingungen schnell kaltverfestigen. Die Zerspanungskennwerte sind niedriger als bei zerspanungsoptimierten Legierungen; daher empfehlen sich scharfe Hartmetall- oder Schnellarbeitsstahlwerkzeuge mit positiven Spanwinkeln, wirksamen Spanbrechern und kontrollierten Vorschüben. Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit sind bei geeigneten Schnittparametern gut erreichbar – moderate Drehzahlen, höhere Vorschübe und sorgfältige Werkzeugführung minimieren den Aufbau von Schneidkanten und Vibrationen.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit im geglühten O-Zustand ist ausgezeichnet mit sehr geringem Rücksprung, was enge Biegeradien und intensives Tiefziehen bei geringem Rissrisiko ermöglicht. Empfohlene minimale Biegeradien hängen von Stärke und Zustand ab, können jedoch im O-Zustand für viele Geometrien so klein wie ein- bis zweifache Materialstärke sein; kaltverfestigte Zustände erfordern größere Radien, um Risse am Rand zu vermeiden. Die Legierung spricht gut auf inkrementelle Umformprozesse an und eignet sich gut für Stanzen, Drehen und Hydroformen, wenn sie im O- oder leichten H-Zustand beginnt.

Verhalten bei Wärmebehandlung

1145 wird als nicht wärmebehandelbar eingestuft; eine signifikante Festigkeitsänderung durch Lösungsglühen und Ausscheidungshärtung ist nicht möglich. Thermische Zyklen wie Glühen (Hochofen- oder Chargenglühen) werden verwendet, um Kaltverfestigung zu beseitigen und Duktilität wiederherzustellen – typische Glühzyklen liegen im Bereich von 300–400 °C, gefolgt von kontrolliertem Abkühlen zur Erreichung des O-Zustands. Da keine ausscheidungshärtenden Elemente vorhanden sind, erzeugt künstliches Altern (T-Zustand) keine verstärkenden Ausscheidungen; somit müssen für Festigkeitssteigerungen Kaltumformungen genutzt werden.

Kaltverfestigung durch Kaltwalzen, Ziehen oder Biegen ist der Standardweg zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften; Übergänge innerhalb der H-Zustände werden durch Variation des Verformungsgrades und durch kontrollierte Glühbehandlungen zur Stabilisierung der Eigenschaften erzielt. Eine sorgfältige Prozesskontrolle ist erforderlich, um konstante Streckgrenzen und Zugfestigkeiten zu gewährleisten, da die mechanischen Eigenschaften von 1145 stark prozessabhängig und weniger an die Zusammensetzung gebunden sind.

Hochtemperatureinsatz

Bei erhöhten Temperaturen verliert 1145 gegenüber legierten Aluminiumwerkstoffen schnell an Festigkeit; eine deutliche Erweichung tritt oberhalb von etwa 150–200 °C durch Rekristallisation und beschleunigte Diffusionsprozesse auf. Eine längere Einwirkung in der Nähe des Schmelzbereichs (≥300 °C) führt zu erheblichem Verlust mechanischer Integrität und liegt außerhalb typischer Einsatzgrenzen für strukturelle Anwendungen. Die Oxidation ist bei Aluminium durch den schützenden Oxidfilm bei moderaten Temperaturen minimal, aber in aggressiven oxidierenden Hochtemperaturumgebungen können Oxidmaßstäbe und erhöhte Oberflächenrauigkeit auftreten.

Wärmeeinflusszonen beim Schweißen sind besonders anfällig für lokale Erweichung, wenn 1145 geschweißt oder thermisch beansprucht wird; Konstruktionen sollten nicht auf die verbleibende Kaltverfestigung in unmittelbarer Nähe von Schweißnähten vertrauen. Für thermische Anwendungen oder transienten Wärmeeinsatz (Wärmeableiter, Schienen) bleibt 1145 bis zu moderaten Temperaturen aufgrund der erhaltenen Leitfähigkeit nutzbar, doch muss die mechanische Belastung bei erhöhten Temperaturen im Design berücksichtigt werden.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum 1145 verwendet wird
Elektrotechnik	Stromschienen, Leitungsbänder	Hohe elektrische Leitfähigkeit und gute Schweißbarkeit
Wärmeübertragung	Wärmeableiter, Kühlrippen	Hohe Wärmeleitfähigkeit und geringes Gewicht
Chemie/Lebensmittelverarbeitung	Behälter, Rohrauskleidungen, Bleche	Exzellente Korrosionsbeständigkeit und saubere Oberfläche
Architektur	Zierleisten, Abdeckungen, Paneele	Gute Umformbarkeit, Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit
Haushaltsgeräte/Konsumgüter	Folien, Dosen, reflektierende Elemente	Sehr gute Tiefziehfähigkeit und Oberflächenqualität

1145 wird bevorzugt eingesetzt, wenn Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit wichtiger sind als hohe Festigkeit. Seine Bedeutung bei elektrischen Leitern und Wärmeübertragungskomponenten ist besonders ausgeprägt, dank der Kombination aus niedriger Dichte, hervorragender Leitfähigkeit und einfacher Verarbeitung. Die einfache Werkstoffmetallurgie führt zu vorhersehbarem Verhalten beim Umformen, Fügen und Oberflächenfinish, was eine zuverlässige Fertigung und langfristigen Einsatz unterstützt.

Auswahlhinweise

Wählen Sie 1145, wenn elektrische und thermische Leitfähigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit sowie maximale Umformbarkeit die Hauptanforderungen sind und die Anwendung eine geringere Tragfähigkeit toleriert. Verwenden Sie die Anweichzustand (O-Zustand) 1145 für starke Umformvorgänge und H-Serie Zustände, wenn nach dem Umformen eine gewisse Maßstabilität oder höhere Streckgrenze erforderlich ist.

Im Vergleich zu reinem Kupfer 1100 bietet 1145 typischerweise eine leicht höhere kontrollierte Reinheit und Leitfähigkeit bei ähnlicher oder geringfügig verbesserter Festigkeit; Konstrukteure akzeptieren geringe Abweichungen bei spezifischen Verunreinigungsgrenzen zugunsten besserer elektrischer Leistung. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 liefert 1145 überlegene Leitfähigkeit und vergleichbare Korrosionsbeständigkeit, jedoch geringere maximale Festigkeit und reduzierte Tragfähigkeit; es wird bevorzugt, wenn Umformbarkeit und Leitfähigkeit Priorität haben. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird 1145 gewählt, wenn Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und geringe Kosten trotz deutlich niedrigerer erreichbarer Höchstfestigkeit im Vordergrund stehen; 1145 bleibt attraktiv für nicht-strukturelle elektrische/thermische Anwendungen, bei denen Alterungsreaktionen und hohe Legierungsfestigkeit nicht erforderlich sind.

Abschließende Zusammenfassung

Die Legierung 1145 bleibt ein hochrelevanter Werkstoff für moderne technische Anwendungen, die hohe Leitfähigkeit, herausragende Korrosionsbeständigkeit und exzellente Umformbarkeit bei geringen Kosten verlangen. Ihr einfacher metallurgischer Aufbau gewährleistet vorhersehbares Fertigungsverhalten und langfristige Einsatzfähigkeit in elektrischen, thermischen und chemisch belasteten Anwendungen, bei denen die maximale Festigkeit nicht die primäre Konstruktionsgröße ist.