Aluminium 4035: Zusammensetzung, Eigenschaften, Härtegradübersicht & Anwendungsgebiete

Umfassender Überblick

4035 ist ein Mitglied der 4xxx-Serie von Aluminiumlegierungen, einer Familie, die durch Silizium als Hauptlegierungselement gekennzeichnet ist. Diese Klassifizierung ordnet 4035 zu Legierungen ein, die für verbesserte Fließfähigkeit, Verschleißfestigkeit in Gussteilen sowie für Füll- und Schweißanwendungen entwickelt wurden und eine moderate Festigkeit durch Lösungs- und Dispersionseffekte erzielen, anstatt durch klassische Ausscheidungshärtung.

Die Hauptlegierungselemente in 4035 sind Silizium und kontrollierte Zusätze von Magnesium, mit kleinen Mengen an Eisen, Mangan, Titan und Spurenelementen zur Steuerung der Kornstruktur sowie des Guss- und Schweißverhaltens. Die Kombination ergibt ein Material, das nicht primär ausscheidungshärtend ist; seine Festigungsmechanismen beruhen überwiegend auf Lösungshärtung/ Festkörperhärtung durch Si, feinen während thermischer Zyklen gebildeten Dispersionen sowie Kaltverfestigung bei gewalzten Zuständen.

Wichtige Eigenschaften von 4035 umfassen moderate statische Festigkeit, gute Fließ- und Benetzbarkeit für Schweiß- und Hartlötverfahren, verlässliche Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen und leicht maritimen Umgebungen sowie gute Umformbarkeit im geglühten oder leicht kaltverfestigten Zustand. Seine Schweißbarkeit ist besonders hervorzuheben, da die Siliziumzusätze den Füllerfluss verbessern und die Neigung zu Heißrissen verringern. Dadurch ist 4035 attraktiv für Anwendungen in der Automobilindustrie, bei Haushaltsgeräten und in bestimmten Strukturbauteilen, bei denen ein ausgewogenes Verhältnis von Umformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißleistung gefordert wird.

Ingenieure bevorzugen oft 4035 gegenüber reiner gehaltenen Legierungen, wenn verbesserte Schweißbarkeit und Fügefestigkeit Priorität haben, ohne dabei auf weichere, niedrigfestere Grundwerkstoffe zurückgreifen zu müssen. Es wird gegenüber einigen 6xxx-Legierungen gewählt, wenn Schweißfüllerkompatibilität und ein verminderter Bedarf an Nachschweiß-Wärmebehandlung erwünscht sind. Die Kombination aus Bearbeitbarkeit, akzeptabler Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit macht die Legierung zu einer pragmatischen Wahl für gefertigte Baugruppen und geschweißte Strukturen.

Ausführungszustände

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht, maximale Duktilität und Umformbarkeit
H14	Moderat-Hoch	Niedrig-Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Kaltverfestigt auf einen Viertelharten Zustand, typisch für Blechwaren
H18	Moderat	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Stabilisiert und teilweise spannungsarm geglüht, verwendet bei Bedarf an Rückfederkontrolle
H24	Moderat	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Nach Kaltverfestigung spannungsarm geglüht; balanciert Festigkeit und Duktilität
T4 (begrenzter Einsatz)	Begrenzte Erhöhung	Moderat	Gut	Gut	Natürlich oder teilgelöst; nicht häufig bei 4xxx-Familie verwendet
T5/T6	Nicht typisch	---	Reduziert	Reduziert	Künstliche Alterung zur Höchstfestigkeit ist bei 4xxx-Legierungen generell nicht effektiv

Der Ausführungszustand von 4035 bestimmt stark den Kompromiss zwischen Umformbarkeit und Festigkeit. Geglühte Zustände (O) bieten die beste Tiefzieh- und Biegbarkeit für Tiefziehverfahren, während H-Zustände die Festigkeit auf Kosten von Dehnung und Biegeradius erhöhen.

Die Schweißbarkeit bleibt bei den meisten Zuständen gut, da Silizium den Erstarrungsbereich und die Anfälligkeit für Heißrisse reduziert; allerdings können kaltverfestigte Zustände höhere Rückfederung zeigen und erfordern nach dem Schweißen stärkere Umformkräfte.

Chemische Zusammensetzung

Element	%-Bereich	Bemerkungen
Si	5,5–8,5	Hauptelement; verbessert Fließfähigkeit, verringert Schmelzbereich und erhöht Verschleißfestigkeit
Fe	0,3–0,8	Restverunreinigung; bildet Intermetallische Phasen, die Duktilität und Hochtemperatureigenschaften beeinflussen
Mn	0,1–0,6	Kornstrukturmodifizierer; erhöht Festigkeit und verringert Warmrissigkeit
Mg	0,3–0,9	Kleine Zusätze fördern begrenzte Mg2Si-Ausscheidungen und steigern die Festigkeit marginal
Cu	≤0,2	Niedrig gehalten, um Korrosionsbeständigkeit zu wahren und galvanische Neigung zu senken
Zn	≤0,25	Niedrig; größere Zn-Zusätze sind für die 4xxx-Serie untypisch
Cr	≤0,1	Kontrolliert Kornwachstum und verbessert Zähigkeit in einigen Zuständen
Ti	≤0,2	Kornfeinung bei Guss- und Strangpressprodukten
Andere (jeweils)	≤0,05	Spurenelemente zur Sicherung von Schweißbarkeit und mechanischer Konsistenz kontrolliert

Silizium ist der dominierende Leistungstreiber: Es verringert die Spaltbreite zwischen Liquidus und Solidus, verbessert den Schmelzfluss und die Benetzbarkeit für Schweißen und Gießen und trägt zur Lösungsfestigung bei. Magnesium in kontrollierten Mengen kann während thermischer Belastung feine Mg2Si-Dispersionen bilden, die die Festigkeit leicht erhöhen, ohne eine vollständige Wärmebehandlung zu ermöglichen. Eisen und Mangan beeinflussen hauptsächlich die Korn- und Intermetallbildungsprozesse, was sich auf Zähigkeit und Umformbarkeit auswirkt.

Mechanische Eigenschaften

Im Einsatz zeigt 4035 ein moderates Zugverhalten mit relativ großer Bandbreite, abhängig vom Zustand, der Bauteildicke und dem Bearbeitungsverlauf. Geglühtes Material weist niedrige Streckgrenze und moderate Zugfestigkeit mit hoher Dehnung auf, während kaltverfestigte H-Zustände Streck- und Zugfestigkeit bei entsprechend verringerter Duktilität anheben. Die Härte korreliert mit dem Grad der Kaltverfestigung; geglühte Platten sind weich und gut umformbar, während H14/H24-Blechtypen höhere Brinell- und Rockwell-Werte erreichen, die für moderate strukturelle Beanspruchungen von Vorteil sind.

Das Ermüdungsverhalten von 4035 ist typisch für siliziumreiche Legierungen: Die Ermüdungsfestigkeit ist für zyklische Belastungen anwendbar, wenn Spannungskonzentrationen minimiert werden. Oberflächenfinish und Eigenspannungen durch Umformen und Schweißen haben einen großen Einfluss. Dickere Querschnitte weisen aufgrund höherer Restheterogenitäten in Gussteilen oder Strangpressprodukten stärkere Schwankungen auf; dünne Bleche sind homogener und reagieren vorhersagbarer auf Kaltverfestigung und Schweißen. Die Schweißwärmeeinflusszone kann lokale Erweichungen oder Veränderungen der Duktilität zeigen, während die Bulk-Eigenschaften von Legierung und Zustand dominiert bleiben.

Der Fertigungsweg und die Vorgeschichte der Umformspannung bestimmen weitgehend die finale mechanische Leistung. Konstrukteure sollten mit geringerer Maximalfestigkeit als bei vielen 6xxx-Wärmebehandlungslegierungen, aber mit besserer Schweißnahtfestigkeit und vergleichbarer Korrosionsbeständigkeit zu 5xxx-Legierungen in vielen Umgebungen rechnen.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wesentlicher Zustand (H14/H24)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	110–150 MPa	200–260 MPa	Abhängig von Kaltverfestigung und Dicke; Werte sind Richtwerte für gewalztes Produkt
Streckgrenze	55–90 MPa	120–180 MPa	Streckgrenze steigt deutlich mit Kaltverfestigung
Dehnung	18–28%	6–12%	Duktilität nimmt mit steigender Festigkeit ab; dünnere Materialstärken zeigen höhere Dehnung
Härte (HB)	30–50 HB	60–95 HB	Härte korreliert mit Zustand; angegebene Bereiche hängen von Herstellungsverfahren ab

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,66–2,70 g/cm³	Typisch für siliziumlegiertes Aluminium; etwas geringer als Stahl zur Gewichtseinsparung
Schmelzbereich	577–640 °C	Durch Siliziumverschiebung des Eutektikums wird die Liquidustemperatur gegenüber reinem Al gesenkt und ein fließfähiger Schmelzbereich erreicht
Wärmeleitfähigkeit	~140–170 W/m·K	Reduziert gegenüber reinem Al durch Legierung; dennoch gut für thermische Ableitung
Elektrische Leitfähigkeit	~25–35 %IACS	Durch Legierung mit Si und Mg geringer als bei kommerziellem Reinaluminium
Spezifische Wärmekapazität	~0,88–0,90 J/g·K	Typisch für Aluminiumlegierungen dieser Kategorie
Thermische Ausdehnung	~23–24 µm/m·K	Ausdehnungskoeffizient ähnlich wie bei anderen gewalzten Aluminiumlegierungen

Das Vorhandensein von Silizium und anderen Legierungselementen reduziert die thermische und elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu reinem Aluminium. Dennoch behält 4035 eine günstige thermische Leistung für Wärmeverteiler und Bauteile, bei denen moderate Leitfähigkeit und geringere thermische Ausdehnung gefordert sind.

Konstrukteure müssen die verringerte Leitfähigkeit gegen die Vorteile in Gießbarkeit, Schweißbarkeit und mechanischer Stabilität abwägen. Der Schmelzbereich und die niedrigere Liquidustemperatur fördern eine zuverlässige Verschmelzung und Benetzung bei Schweiß- und Lötprozessen.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Gängige Zustände	Hinweise
Blech	0,3–6,0 mm	Gleichmäßig, reagiert auf Kaltverformung	O, H14, H18, H24	Weitverbreitet für Verkleidungen und geformte Bauteile
Platte	>6,0–50 mm	Etwas geringere Festigkeit bei gleichem Nennzustand durch Restwirkungen aus Guss/Walzen	O, H32	Platten erfordern stärkere Umformung; Verwendung für tragende Segmente
Strangpressprofil	Wandstärke 1–20 mm; Profile variabel	Festigkeit variiert je nach Profil und Abkühlrate	O, H14	Strangpressprofile nutzen Silizium zur Verbesserung der Werkzeugfüllung und Oberflächenqualität
Rohr	Ø10–400 mm	Typische Rohrfestigkeiten entsprechen den Temperaturen von Blech/Platte	O, H14	Nahtlose oder geschweißte Rohre verfügbar; eingesetzt im Hydraulik- und Strukturbereich
Stab/Rundstahl	Ø3–100 mm	Ähnliches Temperaturverhalten wie Strangpressprofile	O, H14	Verwendung für bearbeitete Bauteile und Verbindungselemente mit guter Schweißbarkeit

Umform- und Verarbeitungswege beeinflussen maßgeblich das mechanische Verhalten und die Oberflächenqualität von 4035. Bleche und Strangpressprofile können durch Kaltverformung in ihrer Festigkeit erhöht werden, während Platten und dickere Sektionen Vorwärmen oder stärkere Umformanlagen benötigen. Schweißen ist bei diesen Produktformen üblich und erfolgt meist ohne aggressive Nachbehandlungen; Planer sollten jedoch die Auswirkungen der Wärmeeinflusszone (HAZ) in tragenden Verbindungen berücksichtigen.

Äquivalente Legierungen

Norm	Legierung	Region	Hinweise
AA	4035	USA	American Aluminum Association-Bezeichnung für Schmiedelegierung der 4xxx-Serie
EN AW	4035	Europa	EN-Norm entspricht der AA-Chemie, jedoch können Toleranzen und Zustände leicht abweichen
JIS	A4035	Japan	Japanische Bezeichnung; chemisch kompatibel, aber Herstellungspraktiken und Verunreinigungslimits unterscheiden sich
GB/T	4035	China	Chinesische Norm mit ähnlicher Nennzusammensetzung, jedoch unterschiedlicher Kontrolle der Spurenelemente

Eine direkte 1:1-Entsprechung in der chemischen Zusammensetzung besteht nominal, jedoch variieren Prüfgrenzen, Verunreinigungskontrollen und zulässige Mikrostrukturabweichungen. Europäische und japanische Normen verlangen meist eine strengere Kontrolle von Eisen und Kupfer, um konsistente Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen. Einkäufer sollten stets das relevante Materialzertifikat anfordern und Temper- sowie mechanische Anforderungen für kritische Anwendungen abgleichen.

Korrosionsbeständigkeit

4035 bietet sehr gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, teilweise bedingt durch den Siliziumgehalt und geringe Kupferanteile, die galvanische Aktivität an der Luft und in mild industriellen Umgebungen reduzieren. In ländlichen und städtischen Atmosphären ist das Verhalten vergleichbar mit vielen 5xxx- und 6xxx-Legierungen, wobei passive Oxidfilme die Oberfläche bei typischen Einsatztemperaturen schützen.

In maritimen oder chloridbelasteten Umgebungen zeigt 4035 eine akzeptable Performance für tragende Bauteile oberhalb der Spritzwassergrenze. Wie viele Aluminiumlegierungen ist es jedoch anfällig für Loch- und Spaltkorrosion in stagnierendem Salzwasser oder unter Ablagerungen. Schutzschichten, Eloxieren oder kathodischer Schutz werden empfohlen, wenn längere Eintauchzeiten oder konzentrierte Chloride zu erwarten sind.

Die Anfälligkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion (SCC) ist im Vergleich zu hochfesten 7xxx-Legierungen gering, aber nicht null; das Risiko steigt bei erhöhten Zugspannungen, aggressiven Halogenid-Expositionen sowie bestimmten inneren Herstellungsrestspannungen. Im elektrischen Kontakt mit edleren Metallen kann eine galvanische Wechselwirkung die Korrosion von 4035 beschleunigen, sofern keine Isolationsmaßnahmen oder kompatible Verbindungselemente eingesetzt werden.

Im Vergleich zu 5xxx-Magnesiumlegierungen zeigt 4035 generell eine ähnliche oder leicht bessere lokale Korrosionsbeständigkeit durch niedrigere Mg- und Cu-Gehalte. Im Vergleich zu 6xxx-Legierungen wird 4035 oft bevorzugt, wenn Schweißbarkeit und geringerer Nachbehandlungsaufwand im Vordergrund stehen, trotz etwas niedrigerer Höchstfestigkeit.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

4035 ist für hervorragende Lichtbogen- und Löt-Schweißleistungen konzipiert; Silizium reduziert den Erstarrungsbereich und minimiert die Neigung zu Heißrissen. Es eignet sich gut für TIG-, MIG (GMAW)- und Widerstandsschweißen mit stabilen Schweißperlenprofilen und guter Benetzung der Grundmasse. Empfohlene Zusatzwerkstoffe orientieren sich an der Grundwerkstoffchemie (Si-haltige Aluminiumfüller), um Duktilität und Korrosionsbeständigkeit zu erhalten; Al-Si-Fügeverfahren sind gebräuchlich. Sorgfalt ist geboten, um den Wärmeeintrag zu kontrollieren und übermäßige Erweichung der HAZ sowie Verzug bei dünnen Blechen zu vermeiden.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von 4035 ist allgemein gut und besser als bei vielen hochfesten Aluminiumlegierungen aufgrund ihrer moderaten Festigkeit und des Siliziumanteils, der für stabile Spanbildung sorgt. Standard Hartmetallwerkzeuge mit passenden Beschichtungen (TiAlN, TiN) und moderat hohen Schnittgeschwindigkeiten werden empfohlen, um Werkzeugstandzeit und Oberflächenqualität zu optimieren. Spanabfuhr ist einfach, kann jedoch durch Mg- und Fe-Intermetallische Phasen in dickeren Sektionen beeinflusst werden; Schlichtdurchgänge reduzieren Grate und verbessern die Kerbwechselfestigkeit. Kühlschmierstoffe und steife Werkstückspannung verbessern die Maßhaltigkeit bei hoher Spanabnahme.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit des weichgeglühten 4035 ist ausgezeichnet und ermöglicht Tiefziehen, Biegen und komplexe Stanzteile mit vergleichsweise kleinen Mindestbiegeradien gegenüber härteren Zuständen. Kaltverfestigte (H-Zustände) Varianten erhöhen die Festigkeit, erfordern aber größere Biegeradien und Federkraftkompensation bei der Werkzeuggestaltung. Für starke Umformungen oder Streckformen empfiehlt sich der O-Zustand oder Zwischen-Anlassen zur Wiederherstellung der Duktilität; Warmumformen kann bei dicken Querschnitten zur Kraftreduktion eingesetzt werden. Werkzeugoberflächen sollten sauber und gut geschmiert sein, um Anlaufen besonders bei dünnen Blechstärken in H-Zuständen zu verhindern.

Wärmebehandlungsverhalten

4035 ist keine klassische wärmebehandelbare (T6-artige) Legierung; sie spricht auf Standardlösungs- und künstliches Alterungsverfahren nicht mit ähnlich ausgeprägter Eigenschaftssteigerung wie 6xxx (Mg-Si) oder 7xxx (Zn-Mg) an. Versuche mit Lösungs- und Alterungszyklen führen zu begrenzter zusätzlicher Festigkeitssteigerung, da Silizium in 4xxx-Legierungen primär Siliziumphasen und keine kontinuierliche ausscheidungshärtende Phase bildet.

Das Glühen erweicht 4035 effektiv und stellt nach Kaltverformung die Duktilität wieder her. Übliche Glühtemperaturen liegen im Bereich von 350–415 °C mit kontrolliertem Abschrecken, um Kornwachstum zu minimieren und gute Oberflächenqualität zu erhalten. Kaltverfestigung (Verzerrungshärtung) ist der primäre Härtungsweg bei geschmiedeten Zuständen; Hersteller steuern den Endzustand durch kalibrierte Kaltverformung und Spannungsarmglühen statt durch Ausscheidungshärtung.

Bei nach Schweißen kritischen Eigenschaften stützen sich Konstrukteure auf mechanische Auslegung und Füllerwahl zur Sicherstellung der Verbindungsintegrität, anstatt eine signifikante Festigkeitsrückgewinnung durch Wärmebehandlung zu erwarten. Für Anwendungen mit höheren Spitzenfestigkeiten als von 4035 erreichbar, sollten wärmebehandelbare Legierungen als Ersatz in Betracht gezogen werden.

Hochtemperatureigenschaften

4035 zeigt mit steigender Temperatur eine allmähliche Festigkeitsminderung, mit ausgeprägter Erweichung oberhalb von ca. 150–200 °C. Für dauerhaften strukturellen Einsatz werden max. Dauertemperaturen unter 125 °C empfohlen, um irreversible Eigenschafts- und Maßänderungen zu vermeiden. Höhere Temperaturen beschleunigen außerdem das Wachstum von Dispersoid- und Intermetallischen Partikeln, was die Dauerfestigkeit und Kriechbeständigkeit verschlechtern kann.

Oxidation bei Einsatztemperaturen wird durch den schützenden Al2O3-Film begrenzt; längere Einwirkung höherer Temperaturen kann zu Skalenbildung und Änderungen der Oberflächenchemie führen, die Auswirkungen auf nachfolgendes Schweißen oder Kleben haben. Wärmeeinflusszonen aus Schweißprozessen können lokale Mikrostrukturveränderungen zeigen, insgesamt ist das Oxidationsverhalten aber weniger gravierend als bei Eisenwerkstoffen bei vergleichbaren Temperaturen. Anwenderspezifische Prüfungen bei hochtemperaturzyklischer Belastung und Langzeiteinwirkung sind ratsam.

Anwendungen

Branche	Beispielbauteil	Warum 4035 verwendet wird
Automobilindustrie	Karosseriebleche, geschweißte Baugruppen	Gute Umformbarkeit und Schweißbarkeit; verbesserte Verbindungsqualität gegenüber manchen anderen Legierungen
Schiffbau	Trennwände, Halterungen oberhalb der Spritzwasserzone	Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit für gefertigte Komponenten
Luft- und Raumfahrt	Sekundäre Befestigungen und Verkleidungen	Günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Schweißleistung für nicht-kritische Strukturen
Elektronik	Wärmeverteiler, Gehäuse	Ausreichende Wärmeleitfähigkeit und einfache Fertigung für Gehäuse
Haushaltsgeräte	Wasch-/Trocknerpaneele, Wärmetauscher	Gute Oberflächenqualität, Umformbarkeit und kosteneffiziente Fertigung

4035 eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen geschweißte Baugruppen eine zuverlässige Benetzung und minimale Heißrissbildung erfordern und Nachwärmebehandlung nicht praktikabel oder gewünscht ist. Das ausgewogene Zusammenspiel von mechanischen, thermischen und Fertigungseigenschaften macht die Legierung zu einer vielseitigen Option für viele mittelgewichtige Struktur- und Fertigungsaufgaben.

Auswahlhinweise

Verwenden Sie 4035, wenn Schweißbarkeit und einfache Verarbeitung zentrale Gestaltungsanforderungen sind und eine ausgewogene Kombination aus moderater Festigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit benötigt wird. Es ist eine pragmatische Wahl für geschweißte Bleche, stranggepresste Profile und Rohrleitungen, bei denen Füllgutverträglichkeit und Verbindungsintegrität Priorität haben.

Im Vergleich zu reinem Aluminium (1100) tauscht 4035 etwas elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine leicht reduzierte Umformbarkeit gegen deutlich höhere Festigkeit sowie bessere Verschleiß- und Schweißeigenschaften ein. Im Vergleich zu häufig eingesetzten, durch Kaltverfestigung gehärteten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 4035 typischerweise eine vergleichbare Korrosionsbeständigkeit mit verbesserter Schweißbarkeit und etwas höherer erreichbarer Festigkeit durch Kaltumformung. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 erreicht 4035 nicht die gleichen Spitzenfestigkeiten, wird jedoch bevorzugt eingesetzt, wenn das Schweißen ohne nachfolgendes Auslagern oder eine überlegene Schweißbad-Fließfähigkeit erforderlich ist.

Für Einkäufer gilt: Wählen Sie 4035, wenn Kosten, Verfügbarkeit und Verarbeitungsgeschwindigkeit (weniger Nachbehandlungen nach dem Schweißen) wichtiger sind als maximale wärmebehandelte Festigkeit. Geben Sie Härtezustände und Werkszeugnisse an, die auf Umformungs- und Schweißpläne abgestimmt sind, um eine vorhersehbare Leistungsfähigkeit im Einsatz zu gewährleisten.

Zusammenfassung

4035 bleibt als siliziumangereicherte 4xxx-Legierung relevant, die gute Schweißbarkeit, solide Umformbarkeit im weichgeglühten Zustand und verlässliche Korrosionsbeständigkeit für viele gefertigte Anwendungen kombiniert. Die pragmatische Balance der Eigenschaften macht sie zu einer starken Wahl, wenn Fertigungseffizienz und Verbindungsintegrität wichtiger sind als die höchstmöglichen wärmebehandelbaren Festigkeiten.