Aluminium 5082: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zuordnungsübersicht & Anwendungsbereiche

Umfassender Überblick

5082 ist ein Mitglied der 5xxx-Serie der gewalzten Aluminiumlegierungen, das hauptsächlich durch Magnesium als Hauptlegierungselement gekennzeichnet ist. Es handelt sich um eine nicht wärmebehandelbare, verfestigungsfähige Legierung, die ihre erhöhte Festigkeit durch Kaltumformung und nicht durch Ausscheidungshärtung erreicht.

Die wichtigsten Legierungselemente in 5082 sind Magnesium (typischerweise im Bereich von etwa 4,0–5,0 Gew.-%), mit kleineren Zusätzen von Mangan und Spuren von Chrom zur Kornfeldsteuerung und Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Diese Zusätze verleihen 5082 eine Kombination aus mittlerer bis hoher Festigkeit, guter Duktilität im geglühten Zustand, hervorragender Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und allgemein guter Schweißbarkeit.

Charakteristische Merkmale von 5082 sind die erhöhte Festigkeit unter den nicht wärmebehandelbaren Al-Mg-Legierungen, starke Resistenz gegen marine und atmosphärische Korrosion, vorteilhafte Ermüdungseigenschaften in vielen Zuständen sowie eine akzeptable Umformbarkeit im geglühten Zustand. Typische Einsatzbereiche für 5082 sind der Schiffbau, der Transport (Kraftstofftanks, Anhänger), Druckbehälter und kryogene Tanks sowie elektronische Gehäuse, bei denen Korrosionsbeständigkeit und moderate Festigkeit geschätzt werden.

Ingenieure wählen 5082, wenn ein Design eine höhere Festigkeit als handelsübliches Aluminium reiner Güte erfordert, ohne Einbußen bei Korrosionsbeständigkeit oder Schweißbarkeit. Es wird gegenüber wärmebehandelbaren Legierungen bevorzugt, wenn Schweißverzug und Nachhärten nach dem Schweißen problematisch sind, sowie gegenüber niedrigfesteren 1xxx/3xxx-Serien-Legierungen, wenn strukturelle Integrität oder Ermüdungslebensdauer Priorität haben.

Ausführungsvarianten (Temper)

Temper	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch (20–30%+)	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht; beste Umformbarkeit und Duktilität
H111	Niedrig-Mittel	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Leicht verfestigt; häufig für Biegevorgänge geliefert
H112	Mittel	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Mechanische Eigenschaften durch Verarbeitung kontrollierbar
H32	Mittel-Hoch	Verringert (8–15%)	Befriedigend	Sehr gut	Verfestigt und stabilisiert; verbreitet im maritimen Bereich
H34	Mittel-Hoch	Verringert	Befriedigend	Sehr gut	Stärkere Verfestigung als H32; höhere Festigkeit
H116 / H321	Mittel-Hoch	Moderat	Gut	Sehr gut	Entwickelt für verbesserte Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit

Das Temper hat einen starken Einfluss auf das Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit bei 5082. Das geglühte O-Temper maximiert die Duktilität und Ziehfahigkeit, während H32/H34 eine höhere Streck- und Zugfestigkeit zulasten der Biegbarkeit und Dehnung bieten.

Die Schweißbarkeit bleibt bei den meisten Temperaturen gut, da 5082 nicht wärmebehandelbar ist, jedoch können Verfestigungszustand und Spannungsrelaxation nach dem Schweißen lokale mechanische Eigenschaften verändern; Konstrukteure wählen daher oft ein Temper, das Umformanforderungen und Endfestigkeit ausgewogen berücksichtigt.

Chemische Zusammensetzung

Element	%-Bereich	Bemerkungen
Si	≤ 0,40	Verunreinigung, die bei erhöhten Gehalten die Duktilität vermindern kann
Fe	≤ 0,50	Typische Verunreinigung; beeinflusst Kornausscheidungen
Mn	0,15–0,40	Verbessert Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit durch disperse Partikel
Mg	4,0–5,0	Hauptfestigungselement; verbessert Korrosionsbeständigkeit
Cu	≤ 0,10	Begrenzt, um Korrosion und Versprödung zu vermeiden
Zn	≤ 0,25	Gering; zu viel Zn kann Korrosionsbeständigkeit reduzieren
Cr	≤ 0,25	Steuert Korngrenzen und hilft Sensibilisierung zu vermindern
Ti	≤ 0,15	Kornfeiner bei Guss- und Walzverarbeitung
Andere (jeweils)	≤ 0,05	Weitere Spurelemente; Al-Balance

Magnesium ist das wichtigste Festigungselement und erhöht zudem die Beständigkeit gegen Meerwasser-Korrosion durch Förderung eines schützenden Oberflächenfilms. Mangan und Chrom werden in geringem Maße zugegeben, um die Mikrostruktur zu stabilisieren und das Kornwachstum zu begrenzen, was die Zähigkeit verbessert und die Anfälligkeit für lokal begrenzte Korrosion reduziert.

Verunreinigungen wie Eisen und Silizium werden kontrolliert, da sie intermetallische Partikel bilden, die Ansatzpunkte für Lochfraß oder Rissinitiierung unter Ermüdung und korrosiven Bedingungen darstellen können. Die Gesamtzusammensetzung ist auf maximale Kombination von Festigkeit, Schweißbarkeit und maritimer Korrosionsbeständigkeit abgestimmt.

Mechanische Eigenschaften

Bei Zugbelastung zeigt 5082 ein typisches verfestigtes Verhalten: Im geglühten O-Temper erreicht es relativ niedrige Streck- und Zugfestigkeiten bei hoher Dehnung, während H-Temperaturen sowohl Streck- als auch Zugfestigkeit zulasten der Duktilität erhöhen. Das Streckverhalten steigt typischerweise progressiv mit Kaltumformung an; die Verfestigungsexponenten variieren je nach Temper und Dicke, was Einfluss auf Umform- und Rückfederverhalten hat.

Die Härte korreliert mit dem Temper: Geglühtes Material weist niedrige Brinell- oder Vickers-Härtewerte auf, während verfestigte Temper deutlich höhere Härte zeigen, die mit der Streckgrenze einhergeht. Die Ermüdungsfestigkeit von 5082 in maritimen Umgebungen ist oft günstiger als bei vielen 6xxx-Legierungen, vorausgesetzt, die Konstruktion vermeidet Spannungskonzentratoren und berücksichtigt die Kerbempfindlichkeit der Legierung unter korrosiven Bedingungen.

Materialdicke und Fertigungsgeschichte beeinflussen die mechanischen Eigenschaften maßgeblich; dünnere Bleche erreichen oft leicht höhere Streckgrenzen durch Verarbeitungsdehnung, und dicke Bleche können in weniger verarbeiteten Tempern geliefert werden, die erst nach Kaltumformung die gewünschten Festigkeiten erreichen.

Eigenschaft	O/Geglüht	Haupttemper (H32 / H116)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	110–145 MPa	210–260 MPa	Werte abhängig von Dicke und exaktem Temper; typische Bereiche
Streckgrenze	40–70 MPa	120–165 MPa	Streckgrenze steigt stark mit Verfestigung
Dehnung	20–35%	8–15%	Duktilität im verfestigten Zustand reduziert
Härte (HB)	25–40	55–85	Korrespondiert mit Streckgrenze; Werte abhängig von Temper und Dicke

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,66 g/cm³	Typisch für Al-Mg-Legierungen; hervorragendes Verhältnis Festigkeit zu Gewicht
Schmelzbereich	~590–645 °C	Legierungsschmelztemperaturintervall; beim Schweißen und Löten Vorsicht geboten
Wärmeleitfähigkeit	~120 W/m·K (bei 25 °C)	Leicht reduziert gegenüber reinem Aluminium durch Legierungselemente
Elektrische Leitfähigkeit	~28–36 %IACS	Niedriger als bei 1xxx-Serie wegen Mg-Gehalt
Spezifische Wärmekapazität	~0,90 J/g·K	~900 J/kg·K; nützlich für thermische Berechnungen
Thermische Ausdehnung	~23–24 µm/m·K	Typische lineare Ausdehnung von Aluminium; wichtig für Verbindungsdesign

5082 behält eine exzellente Wärmeleitfähigkeit gegenüber vielen Stählen und einigen Aluminiumlegierungsfamilien bei, was es für wärmeableitende Konstruktionen mit Korrosionsanforderungen nützlich macht. Der relativ hohe Wärmeausdehnungskoeffizient erfordert Beachtung bei Verbindungen mit unterschiedlichen Werkstoffen und bei präzisen Baugruppen, insbesondere in thermisch zyklischen Umgebungen.

Dichte und thermische Eigenschaften machen 5082 attraktiv, wenn Gewichtsersparnis und thermische Leistung gefordert sind, obwohl die elektrische Leitfähigkeit gegenüber reinerem Aluminium reduziert ist und sich daher weniger für Anwendungen eignet, bei denen hohe Leitfähigkeit vorrangig ist.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Temper	Bemerkungen
Blech	0,3–6,0 mm	Großer Bereich über Temper	O, H111, H32	Weit verbreitet in maritimen Paneelen, Kraftstofftanks
Platte	6–100+ mm	Weniger Kaltumformung bei dicken Platten; schwerere Querschnitte	O, H112	dicke Querschnitte erfordern oft Nachbearbeitung nach Formgebung
Profil	Verschiedene Querschnitte	Festigkeit variiert mit Querschnitt und Temper	H32, H111	Weit verbreitet für Strukturprofile und Verstärkungen
Rohr	0,5–10+ mm Wandstärke	Festigkeit abhängig von Kaltumformung und Ziehen	O, H32	Gängig für Druck- und Rohrleitungsanwendungen
Stab/Rundstahl	Ø6–50+ mm	Bearbeitbarkeit und Umformung differieren je nach Temper	O, H111	Verwendet für Fittings, Befestiger, Spezialbearbeitete Teile

Die Produktionswege von Blech und Platte sowie die anschließende Kaltumformung sind die Hauptursachen für die praktischen Unterschiede in Festigkeit und Umformbarkeit bei 5082. Dünneres Blech wird häufig in weicheren Tempern für Tiefziehen und Biegen geliefert, während Platte und Profile bevorzugt werden, wenn Steifigkeit und Querschnittseigenschaften im Vordergrund stehen.

Extrudierte Profile ermöglichen es Konstrukteuren, dünne Stegabschnitte mit verstärkenden Rippen zu kombinieren; sie sind im H32-Temper alterungsstabil und werden häufig für maritime Aufbaukonstruktionen und Transportrahmen gewählt, bei denen Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Bemerkungen
AA	5082	USA	Standard Guss-Kennzeichnung gemäß Aluminum Association
EN AW	5082	Europa	Oft angegeben als EN AW-5082; ähnliche Zusammensetzungsvorgaben
JIS	A5082	Japan	Japanische Industrie-Norm-Entsprechung; chemisch ähnlich
GB/T	5082	China	Chinesische Norm entspricht typischer Al-Mg-Mn Chemie

Die äquivalenten Bezeichnungen in verschiedenen Regionen sind für allgemeine technische Anwendungen weitgehend austauschbar, allerdings sollten Rohzeug-Zertifikate und spezifizierte Eigenschaftstabellen auf genaue Grenzwerte der chemischen Zusammensetzung und Anliefertemperierungen geprüft werden. Leichte regionale Unterschiede bestehen bei maximalen Verunreinigungsgrenzwerten (Fe, Si) oder bei der Bezeichnung von Stabilisierungstemperierungen (H116 vs. H321), welche die geforderte Korrosionsbeständigkeit in kritischen Meerwasser- oder kryogenen Anwendungen beeinflussen können.

Bei Materialsubstitutionen sollten Ingenieure mechanische Prüfzeugnisse sowie zusätzliche Anforderungen wie Spannungsarmglühen, Oberflächenrauheit und Spurelementgrenzen verifizieren, um gleichwertige Leistung sicherzustellen.

Korrosionsbeständigkeit

5082 weist aufgrund seiner Schutzoxidschicht, stabilisiert durch Magnesium und Mangan, eine hervorragende Beständigkeit gegen allgemeine atmosphärische und Meerwasserkorrosion auf. Im Vergleich zu vielen wärmebehandelbaren Legierungen zeigt es in maritimen Umgebungen besonders gute Leistungen mit begrenzter Lochfraßbildung und guter Gleichmaßkorrosion, sofern geeignete Oberflächenbehandlungen und Konstruktionspraktiken angewendet werden.

Die Legierung ist relativ unempfindlich gegenüber Spannungsrisskorrosion im Vergleich zu manchen hochfesten Aluminiumlegierungen. Sensibilisierung und interkristalline Korrosion können jedoch bei längerer Einwirkung erhöhter Temperaturen auftreten, insbesondere im Temperaturbereich, in dem magnesiumreiche Ausscheidungen gebildet werden. Konstrukteure sollten dauerhafte Belastungen über etwa 65–100 °C ohne Validierung vermeiden und bei aggressivem Einsatz kathodischen Schutz oder Beschichtungen in Betracht ziehen.

Galvanische Wechselwirkungen mit fremden Metallen sind zu beachten; 5082 ist anodisch gegenüber Edelstahl und Zinnbronze sowie kathodisch gegenüber reinem Zink. Geeignete Isolierung, opferanodischer Schutz und korrekte Auswahl der Befestigungsmaterialien sind essenziell, um beschleunigte Korrosion an Verbindungsstellen zu verhindern. Im Vergleich zu 6xxxer Legierungen bietet 5082 typischerweise eine überlegene Meerwasser-Korrosionsbeständigkeit, allerdings geringere Höchstwerte der Alterungsfestigkeit.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

5082 ist sehr gut schweißbar mit gängigen Schmelzschweißverfahren wie TIG (GTAW) und MIG (GMAW), wobei sich eine gut vorhersehbare Schweißnahtgeometrie und eine geringe Neigung zum Heißriss zeigen. Als Zusatzwerkstoffe werden typischerweise 5356 (Al-Mg) und 5183 verwendet, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern; diese Füller entsprechen der Legierungschemie, um galvanische Effekte zu vermeiden und die mechanische Integrität zu bewahren.

Das Wärmeeinflussgebiet (WEA) kann bei stark kaltverfestigten Zuständen lokal weichere Bereiche aufweisen. Verzugsminimierung ist bei dünnen Blechen notwendig; die mechanischen Eigenschaften nach dem Schweißen bleiben in der Regel akzeptabel, da es sich um eine nicht wärmebehandelbare Legierung handelt. Vorwärmen ist bei moderaten Blechdicken meist nicht erforderlich, ein kontrolliertes Zwischenlagentemperaturmanagement und die Säuberung von Oxidschichten sind jedoch wichtig für Schweißqualität.

Zerspanbarkeit

5082 gehört nicht zu den leichtesten Aluminiumlegierungen in der Bearbeitung, was auf den relativ hohen Magnesiumgehalt zurückzuführen ist, der unter ungünstigen Bedingungen zu Aufbauschneiden und zähen Spänen führen kann. Die Zerspanbarkeitskennwerte sind moderat: Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel, Spanbrecher sowie geeignete Kühl- und Vorschubstrategien werden empfohlen, um Oberflächenqualität und Werkzeugstandzeit zu optimieren.

Empfohlene Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe sind abhängig von Querschnitt und Steifigkeit; moderate Schnitte mit höherem Vorschub und sicherer Spanabfuhr führen zu den besten Ergebnissen. Abrasive Einschlussstoffe durch Verunreinigungen können Werkzeugverschleiß beschleunigen, weshalb Maschineneinstellungen an Serienmaterial validiert werden sollten.

Umformbarkeit

Die beste Umformbarkeit zeigt die Legierung im O-Zustand, in dem Tiefziehen, Streckziehen und Biegen mit geringen Federkräften konstant gute Resultate liefern. Bei kaltverfestigten Zuständen wie H32 steigen die minimalen Biegeradien und die Umformbarkeit nimmt ab; Konstrukteure sollten größere Biegeradien vorsehen und den erhöhten Federzug berücksichtigen.

Kaltumformung ist die primäre Festigkeitserhöhung, kontrollierte Zwischenwärmebehandlungen werden bei starker Umformung eingesetzt. Warmumformen kann die Duktilität verbessern, muss jedoch hinsichtlich Sensibilisierung und Korrosionsproblematik validiert werden.

Wärmebehandlungsverhalten

5082 ist eine nicht wärmebehandelbare Legierung und spricht daher nicht auf Lösungsglühen und ausscheidungshärtende Altersbehandlungen an, um große Festigkeitssteigerungen zu erzielen. Versuche, T-förmige Ausscheidungsbehandlungen anzuwenden, führen nicht zum Festigkeitsanstieg wie bei 6xxx- oder 7xxx-Legierungen, da das Magnesium in 5xxx Serien Legierungen hauptsächlich in festen Lösungen und Dispersoidstrukturen vorliegt statt in festigkeitssteigernden Ausscheidungen.

Kaltverfestigung und standzeitabhängige Alterung sind die Hauptmechanismen zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften; Kaltumformung erhöht die Festigkeit, während das Glühen (O-Zustand) die Duktilität wiederherstellt. Für Bauteile mit stabilen Gebrauchseigenschaften nach Schweißen oder Umformen sind Temperstabilisierung (z. B. H116) und kontrollierte Kaltverfestigungssequenzen übliche Verfahren, um mechanische Eigenschaftsänderungen zu steuern.

Hochtemperatureigenschaften

Die Festigkeit von 5082 nimmt mit steigender Temperatur progressiv ab; oberhalb von etwa 100–150 °C fällt die nutzbare Streckgrenze merklich ab, und eine längere Exposition beschleunigt mikrostrukturelle Veränderungen, die die Korrosionsbeständigkeit einschränken können. Die dauerhafte Einsatztemperatur liegt typischerweise unter ~100 °C für strukturelle Anwendungen; kurzfristige Temperaturbelastungen (z. B. kurzzeitiges Schweißen) sind akzeptabel, wenn anschließende Behandlung erfolgt.

Die Oxidation von Aluminium bei technischen Einsatztemperaturen wird durch die schützende Oxidschicht begrenzt, jedoch verschlechtern sich Zug- und Ermüdungseigenschaften schneller als die Oxidation. Das Wärmeeinflussgebiet an Schweißnähten ist besonders empfindlich gegenüber hohen lokalen Temperaturen, die mechanische Eigenschaften reduzieren können. Sorgfältiges thermisches Management und Berücksichtigung der thermischen Ausdehnung sind bei Verwendung von 5082 in Hochtemperatureinsatz wichtig.

Anwendungsgebiete

Branche	Beispielkomponente	Warum 5082 verwendet wird
Automobilindustrie	Kraftstofftanks, Anhängerbleche	Gute Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit, moderate Festigkeit
Schiffbau	Rümpfe, Decks, Aufbauten	Exzellente Meerwasser-Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit
Luft- und Raumfahrt	Befestigungen, Halterungen	Gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis für nicht-kritische Primärstrukturen
Elektronik	Gehäuse, Wärmeverteiler	Ausreichende Wärmeleitfähigkeit mit Korrosionsschutz
Druckbehälter / Kryotechnik	Tanks, Rohrleitungen	Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und Schweißbarkeit

Die Kombination aus kaltverfestigter Festigkeit, Zähigkeit bei tiefen Temperaturen und Meerwasserbeständigkeit macht 5082 zu einer wesentlichen Legierung für marine Strukturen, Kraftstoffsysteme im Transportwesen und Lagertanks. Sie wird häufig dort spezifiziert, wo Schweißen und Umformen ohne Nachwärmen erforderlich sind und die Korrosionsbeständigkeit ein entscheidendes Auswahlkriterium darstellt.

Auswahlhinweise

Für Ingenieure, die zwischen 5082 und weicherem kommerziellen Rein-Aluminium (z. B. 1100) wählen, bietet 5082 höhere Festigkeit und deutlich bessere strukturelle Eigenschaften bei etwas reduzierter elektrischer Leitfähigkeit und etwas geringerer Umformbarkeit. 5082 ist zu bevorzugen, wenn Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit wichtiger als maximale Leitfähigkeit oder höchste Formbarkeit sind.

Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 liegt 5082 in einer höheren Festigkeitsklasse und besitzt ein vergleichbares oder verbessertes maritimes Korrosionsverhalten; es ist die Wahl, wenn Konstruktionslasten die Möglichkeiten dieser niedrigfesten Legierungen übersteigen, aber eine vollständige Wärmebehandlung nicht praktikabel ist.

Im Gegensatz zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 erreicht 5082 nicht die gleichen Höchstzugfestigkeiten, wird aber bevorzugt, wenn überlegene Schweißbarkeit, bessere Meerwasserbeständigkeit und geringere Anfälligkeit für nach dem Schweißen auftretende Alterungsprobleme gefordert sind. 5082 ist auszuwählen, wenn Korrosionseinflüsse und Integrität geschweißter Strukturen wichtiger sind als maximale, alterungsbehandelte Festigkeit.

Abschließende Zusammenfassung

5082 bleibt eine praktische, weit verbreitete Aluminiumlegierung, die eine erhöhte, nicht wärmebehandelbare Festigkeit, starke Meerwasser-Korrosionsbeständigkeit und robuste Schweißbarkeit kombiniert; diese Eigenschaften sichern ihre Relevanz für Anwendungen in der Schifffahrt, im Transportwesen und bei Lagerbehältern. Ihr vorhersagbares Kaltarbeitsverhalten und die Verfügbarkeit in vielen Produktformen machen sie zur bevorzugten Wahl für Konstrukteure, die zuverlässige Strukturleistung ohne die Komplexität von Wärmebehandlungsverfahren benötigen.