Aluminium 6005: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

6005 ist ein Mitglied der 6xxx-Reihe von Aluminiumlegierungen, bei denen es sich um Al-Mg-Si-Legierungen handelt, die hauptsächlich durch Ausscheidungshärtung verstärkt werden. Es gehört zur Familie der wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen und wird häufig für strukturelle Extrusionen und gewalzte Produkte eingesetzt, bei denen ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, Extrusionsleistung und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.

Die wesentlichen Legierungselemente in 6005 sind Silizium und Magnesium, die während der Alterung Mg2Si-Ausscheidungen bilden und die Hauptverstärkungsmechanismus darstellen. Spuren von Eisen, Mangan, Chrom und Kupfer beeinflussen die Kornstruktur, Festigkeit und das Ansprechverhalten auf Wärmebehandlung, während sie schädliche intermetallische Verbindungen begrenzen.

6005 zeigt eine Kombination aus moderater bis hoher Festigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit in vielen Atmosphären, annehmbarer Schweißbarkeit und akzeptabler Umformbarkeit in weicheren Anlieferungszuständen. Diese Eigenschaften machen es häufig verwendbar in automotiven Strukturbauteilen, architektonischen Profilen, Bahnbauteilen sowie mittelbelasteten Strukturanwendungen, bei denen keine höherfesten 6xxx-Legierungen wie 6061 erforderlich sind oder wo Extrusionseigenschaften im Vordergrund stehen.

Ingenieure wählen 6005, wenn ein Kompromiss zwischen der Extrudierbarkeit von 6063 und der Festigkeit von 6061 erforderlich ist oder wenn die Legierungsbalance günstige Oberflächenqualitäten und Alterungsreaktionen für lange Extrusionen liefert. Die Kosten, Verfügbarkeit von Extrusionsbarren und Profilen sowie vorhersehbare Anlieferungszustände machen es zu einer praktischen Wahl für mittelbelastete Strukturbauteile.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Hinweise
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Volle Rekristallisation, maximale Duktilität für Umformprozesse
H14	Niedrig-Mittel	Moderat	Gut	Gut	Verfestigt bis zum spezifischen Zustand, begrenzte Verstärkung
T5	Mittel	Moderat	Gut	Gut	Abgekühlt aus erhöhter Umformtemperatur und künstlich gealtert
T6	Mittel-Hoch	Moderat-Niedrig	Ausreichend	Gut	Gelöst vergütet und künstlich gealtert für nahezu maximale Festigkeit
T651	Mittel-Hoch	Moderat-Niedrig	Ausreichend	Gut	Gelöst vergütet, spannungsarm durch Dehnen und künstlich gealtert
T6511	Mittel-Hoch	Moderat-Niedrig	Ausreichend	Gut	Ähnlich T651 mit kontrolliertem Dehnen zur Reduzierung von Eigenspannungen

Die Wahl des Zustands beeinflusst die mechanische Leistung und Umformbarkeit maßgeblich. Rekristallisierte Zustände (O) maximieren die Duktilität für Tiefziehen und sonstige Umformvorgänge, während die Varianten T6/T651 die statische Festigkeit auf Kosten der Dehnung und Umformbarkeit maximieren.

Bei geschweißten Konstruktionen bieten T5 und T6 eine gute Festigkeit im Grundwerkstoff, jedoch wird die wärmebeeinflusste Zone (HAZ) im Vergleich zum Grundmaterial erweichen; Konstrukteure müssen örtliche Festigkeitsminderungen berücksichtigen und Zustände wählen, die mit Umform- und Nachbehandlungsplänen kompatibel sind.

Chemische Zusammensetzung

Element	%-Bereich	Hinweise
Si	0,6–1,0	Erzeugt Lösungsfestigkeit und bildet zusammen mit Mg Mg2Si-Ausscheidungen
Fe	max. 0,35	Verunreinigungselement; bildet intermetallische Verbindungen, die Duktilität und Oberflächenqualität mindern können
Mn	0,05–0,20	Verfeinert die Kornstruktur und steuert die Rekristallisation
Mg	0,4–0,8	Verbindet sich mit Si zu Mg2Si; Hauptverstärkungselement
Cu	0,1–0,3	Kleine Zusätze erhöhen die Festigkeit, können aber die Korrosionsbeständigkeit leicht verringern
Zn	max. 0,05	Typischerweise gering; höhere Mengen nicht beabsichtigt
Cr	0,05–0,25	Zur Kornwachstumskontrolle und Verbesserung der Zähigkeit bei thermischer Behandlung hinzugefügt
Ti	max. 0,1	Kornfeinung bei Guss-/Barrenverarbeitung; geringe Mengen
Andere	Rest Al, geringe Verunreinigungen	Gesamtgehalt anderer Elemente wird gemäß Spezifikation streng kontrolliert

Das Verhältnis von Mg und Si bestimmt die Menge und Verteilung der Mg2Si-Ausscheidungen nach Wärmebehandlung, welche die Streckgrenze und Zugfestigkeit steuern. Eisen und andere Verunreinigungen bilden grobe intermetallische Verbindungen, die Duktilität und Oberflächenoptik beeinträchtigen können, weshalb Schmelz- und Gießverfahren entscheidend für die Leistungsfähigkeit sind.

Kleine Zusätze von Cr, Mn und Ti sind wichtig zur Steuerung der Korngröße und Rekristallisation während Extrusion und Wärmebehandlung, was mechanische Homogenität verbessert und die Neigung zu Warmrissen beim Warmumformen verringert.

Mechanische Eigenschaften

Im Zugversuch zeigt 6005 im Bereich T6/T651 typischerweise höhere Streckgrenzen und Zugfestigkeiten im Vergleich zu 6xxx-Legierungen, die für Extrudierbarkeit optimiert sind, bei moderater Dehnung. Die Streckgrenze steigt deutlich vom O- zum T6-Zustand durch Ausscheidung feiner Mg2Si-Partikel an; die Dehnung nimmt jedoch gleichzeitig ab, weshalb die Duktilität in Abhängigkeit von Querschnittsdicke und Umformhistorie bewertet werden muss.

Die Härte korreliert mit dem Zustand: Das weichgeglühte Material weist niedrige Härtewerte für die Umformung auf, während künstlich gealterte Zustände deutlich höhere Härte und statische Festigkeit erreichen. Die Dauerfestigkeit bei 6xxx-Legierungen wie 6005 wird durch Oberflächenqualität, Eigenspannungszustand und Querschnittsdicke bestimmt; dickere Querschnitte und schlechte Oberflächenqualität verkürzen die Dauerfestigkeit infolge größerer inhärenter Fehler und langsamerer Risshemmung.

Die Dicke beeinflusst die mechanische Reaktion, da Abkühlraten während des Abschreckens und das anschließende Alterungsverhalten mit der Wanddicke variieren; dickere Extrusionen können nach identischer Wärmebehandlung geringere Spitzenfestigkeiten zeigen und breitere Erweichungszonen (HAZ) nach dem Schweißen aufweisen. Konstruktionsverantwortliche sollten Anisotropie durch Extrusion sowie Eigenschaftsgradienten durch die Wanddicke bei Auswahl der Sicherheitsfaktoren berücksichtigen.

Eigenschaft	O/Weichgeglüht	Typischer Zustand (z. B. T6/T651)	Hinweise
Zugfestigkeit	~160–220 MPa	~250–310 MPa	Werte abhängig von Zustand, Querschnittsdicke und Zustandskontrolle
Streckgrenze	~60–120 MPa	~210–260 MPa	Deutlicher Anstieg durch Ausscheidungshärtung in T6/T651
Dehnung	~18–30 %	~6–12 %	Höhere Dehnung im O-Zustand; T6 mit reduzierter Duktilität, begrenzte Umformbarkeit
Härte	Niedrig (HV 40–60)	Mittel-Hoch (HV 70–100)	Härte folgt Zugfestigkeit und Alterungszustand

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Hinweise
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für gewalzte Aluminiumlegierungen; nützlich für Massenberechnungen
Schmelzbereich	~555–650 °C	Legiertes Aluminium zeigt einen Schmelz-/Solidusbereich; Prozessgrenzen für Schweißen und Wärmebehandlung
Wärmeleitfähigkeit	~150–165 W/(m·K)	Niedriger als reines Al, aber immer noch hoch; nützlich für wärmeableitende Strukturen
Elektrische Leitfähigkeit	~32–38 % IACS	Niedriger als reines Al wegen Legierungselementen; geeignet für bestimmte leitfähige Anwendungen mit Kompromissen
Spezifische Wärmekapazität	~0,9 J/(g·K)	Typischer Wert für Aluminium, relevant für thermische Massenberechnungen
Wärmeausdehnung	~23–24 µm/(m·K)	Moderater Ausdehnungskoeffizient; wichtig bei thermischer Beanspruchung und Passungen

6005 behält die intrinsischen Vorteile von Aluminium: geringe Dichte und hohe spezifische Festigkeit im Vergleich zu Eisenwerkstoffen, kombiniert mit guter Wärmeleitfähigkeit für viele wärmeableitende Bauteile. Die Anwesenheit von Legierungselementen reduziert Wärme- und elektrische Leitfähigkeit gegenüber reinem Al, was aber häufig für Strukturbauteile akzeptabel ist.

Wärmeausdehnung und Leitfähigkeit sollten bei der Konstruktion insbesondere beim Fügen mit anderen Werkstoffen oder der Auslegung wärmeableitender Bauteile berücksichtigt werden, da thermische Diskrepanzen Spannungen oder Spalte in Baugruppen über den Temperaturbereich verursachen können.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,4–6 mm	Gute Gleichmäßigkeit; zustandsabhängige Festigkeit	O, H14, T5, T6	Verwendet für Leichtbauplatten, Verkleidungen und geformte Bauteile
Platte	>6 mm bis 100 mm	Festigkeitsabfall möglich bei sehr dicken Abschnitten	T6, T651	Dickere Platten erfordern kontrolliertes Abschrecken zur Erzielung homogener Eigenschaften
Strangpressprofil	Komplexe Profile, Wandstärke 1–30 mm	Ausgezeichnet bei ordnungsgemäßer Homogenisierung; anisotropie entlang der Strangpressrichtung	T5, T6, T651	Übliche Form für Strukturprofile, Schienen und Rahmen
Rohr	Durchmesser variabel	Ähnlich wie Strangpressprofile; Wandstärke beeinflusst das Auslagern (Aging)	O, T5, T6	Strukturohre und Schienenanwendungen
Stab/Stange	Ø3–120 mm	Stäbe behalten meist die Strangpress-Eigenschaften; Bearbeitung erfolgt oft aus T6/T651 Zuständen	O, T6	Verwendet für bearbeitete Fittings und Strukturbolzen

Der Fertigungsweg beeinflusst die End-Eigenschaften stark: Strangpressprofile werden typischerweise homogenisiert und lösungsgeglüht, um Segregation vor dem Auslagern zu reduzieren, während Blech- und Plattenherstellung auf Walzprozesse zur Kornstruktursteuerung setzt. Strangpressprofile können mechanische Anisotropie und Richtwirkung zeigen, die im Konstruktionsdesign berücksichtigt werden müssen.

Umformen, Zerspanen und Fügeverfahren bringen unterschiedliche Anforderungen mit sich: Dünne Bleche eignen sich besser zum Umformen in weicheren Zuständen, während Strangpressprofile häufig auf T5/T6 ausgelagert werden, um eine hohe Maßhaltigkeit und Festigkeit sicherzustellen. Die Wahl der Produktform sollte auf die nachfolgenden Fertigungsschritte und die geforderte Endanwendung abgestimmt sein.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Bezeichnung	Region	Hinweise
AA	6005	USA	Bezeichnung der American Aluminum Association für geschmiedete Legierungen
EN AW	6005A / 6005	Europa	EN-Varianten wie 6005A existieren; Chemie und Zustände sind vergleichbar, Spezifikationsdetails können jedoch abweichen
JIS	—	Japan	Kein direkter einzelner JIS-Gegenpart; nächste Familien sind Al-Mg-Si Serien (z. B. A6063/A6061) mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen
GB/T	—	China	Chinesische Normen enthalten ähnliche Al-Mg-Si Legierungen, direkte Eins-zu-eins-Gegenüberstellungen variieren bezüglich Si/Mg-Verhältnis

Die perfekte Eins-zu-eins-Entsprechung zwischen regionalen Normen besteht nicht immer; die EN AW-6005A-Bezeichnung ist der nächstliegende europäische Gegenpart, wobei kleine chemische und verfahrenstechnische Unterschiede zu abweichenden Alterungsverhalten führen können. Beim Werkstoffaustausch zwischen Normen sollten chemische Grenzwerte, Zustandsbezeichnungen und mechanische Prüfdaten geprüft werden, nicht nur der Name der Legierung.

Lieferanten und Spezifikationen bevorzugen manchmal 6005A wegen besserer Strangpressbarkeit; Einkäufer sollten klären, ob 6005 oder 6005A gemeint ist und die Zustands- sowie Eigenschaftsanforderungen zwischen den Normen bei der Beschaffung abstimmen.

Korrosionsbeständigkeit

Im atmosphärischen Umfeld zeigt 6005 die typische gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit der 6xxx-Aluminiumlegierungen, mit einer natürlich gebildeten Aluminiumoxidschicht, die das Substrat schützt. Es eignet sich gut für architektonische Außen- sowie Struktur-Anwendungen, sofern luftgetragene Schadstoffe und aggressive Umgebungen kontrolliert werden.

In maritimen oder chloridreichen Umgebungen ist 6005 anfällig für lokalisierte Korrosionsformen wie Loch- und Spaltkorrosion, wenn keine schützenden Beschichtungen oder Anodisierungen angewendet werden. Die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion ist moderat; die Anfälligkeit nimmt mit zunehmender Zugspannung, aggressiven Elektrolyten sowie durch Zug-Eigenspannungen oder schweißbedingte Aufweichungszonen zu.

Bei Kontakt mit edleren Werkstoffen wie Edelstahl oder Kupfer sind galvanische Effekte zu berücksichtigen; ohne Isolationsbarrieren ist eine Beschleunigung der Aluminiumkorrosion wahrscheinlich. Im Vergleich zu 5xxx-Magnesiumlegierungen gibt 6005 einen Teil der intrinsischen Korrosionsbeständigkeit zugunsten höherer Festigkeit und besserer Wärmebehandlungsfähigkeit auf, profitiert aber häufig stärker von Oberflächenbehandlungen wie Anodisieren für Langzeitbeständigkeit.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

6005 ist im Allgemeinen mittels verbreiteten Schmelz- und Festkörperverfahren wie MIG (GMAW), TIG (GTAW) und Reibschweißung (FSW) schweißbar. Das Wärmeeinflussgebiet (WEA) wird typischerweise vom Höchstalterungszustand aus aufgeweicht, daher müssen Konstrukteure lokale Festigkeitsverluste und möglichen Nachbehandlungsbedarf beachten.

Empfohlene Zusatzwerkstoffe sind 4043 (Al-Si) und 5356 (Al-Mg), abhängig von Verbindungsanforderungen und gewünschten Eigenschaften; 4043 reduziert das Risiko von Heißrissen, während 5356 höhere Festigkeiten ermöglicht, jedoch korrosionsrelevante Vorsicht erfordert. Für Strukturprofile wird häufig Reibschweißen bevorzugt, da es die WEA-Aufweichung minimiert und bessere mechanische Eigenschaften gegenüber dem Schmelzschweißen erbringt.

Zerspanbarkeit

6005 weist eine mäßige Zerspanbarkeit verglichen mit zerspanbaren Aluminiumlegierungen auf; der Legierungsgehalt steigert die Festigkeit und reduziert den Zerspanbarkeitsindex gegenüber 2xxx- oder 7xxx-Serien. Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel, stabile Spannvorrichtungen und hohe Drehzahlen ermöglichen beste Oberflächengüte und Werkzeugstandzeit.

Empfohlene Strategien sind flache Schnittiefe beim Schlichtschnitt, hohe Vorschübe für Spanunterbrechung und effiziente Spänabfuhr. Die Bearbeitung aus gehärteten oder T6-Zuständen erhöht Schnittkräfte und Werkzeugverschleiß; bei starker Zerspanung können weichere Zustände bezogen oder Lösungsglühen/Weichglühen vor der Bearbeitung helfen, die Werkzeugstandzeit zu verlängern.

Umformbarkeit

Die Umformfähigkeit ist im O-Zustand exzellent und in den H14/H16 Kaltverfestigungszuständen gut für moderate Umformungen. Für starke Biege-, Tiefzieh- oder Streckformvorgänge sollte man im geglühten oder leicht verarbeiteten Zustand beginnen und erst danach künstlich altern, um die erforderliche Festigkeit wiederherzustellen.

Kaltverfestigung erhöht die Versetzungsdichte und wird genutzt, um H-Zustände für Bauteile mit moderater Festigkeit ohne Auslagerung zu erzeugen. Biegeradien sollten den üblichen Aluminium-Umformrichtlinien folgen: Im weicheren Zustand mindestens 1–2× Materialdicke als Innenradius wählen und in höheren, ausgelagerten Zuständen den Radius zur Vermeidung von Rissbildung erhöhen.

Wärmebehandlungsverhalten

Als wärmebehandelbare Legierung reagiert 6005 auf Lösungsglühen, Abschrecken und künstliches Altern, um ausscheidungshärtende Zustände zu erzeugen. Übliche Lösungsglühtemperaturen liegen bei ca. 520–560 °C zum Auflösen von Mg2Si und zur Homogenisierung des Gefüges, gefolgt von schnellem Abschrecken zur Erhaltung einer übersättigten festen Lösung.

Künstliches Altern (Ausscheidungswärmebehandlung) erfolgt bei Temperaturen um 160–200 °C zur Steuerung der Ausscheidungsgröße und -verteilung; diese Behandlungen erzeugen T5- oder T6-Zustände. T5 bezeichnet das Kühlen direkt aus dem warmumgeformten Zustand mit anschließendem künstlichen Altern, während T6 Lösungsglühen plus künstlichem Altern für nahezu Höchstfestigkeit steht.

Überglühen (T7) reduziert die Festigkeit, verbessert jedoch die Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und erhöht die Maßstabilität bei hohen Temperaturen; die Wahl zwischen T5, T6 und T7 ist ein Kompromiss aus Festigkeit, Zähigkeit und Umgebungsbeständigkeit. Kontrollierte Abschreckrate und Alterungsprogramm sind besonders bei dicken Querschnitten wichtig, um Eigenschaftsgradienten zu vermeiden.

Hochtemperatureigenschaften

6005 behält bei mäßig erhöhten Temperaturen nützliche Eigenschaften, erfährt jedoch einen progressiven Festigkeitsabfall oberhalb der typischen Einsatzbereiche. Die praktische Auslegung für statische Festigkeit liegt meist unter 120–150 °C; längere Belastung oberhalb dieser Temperaturen beschleunigt das Überglühen und führt durch Größenzunahme der Mg2Si-Ausscheidungen zu Weichwerden der Legierung.

Die Kriechbeständigkeit von 6005 ist begrenzt im Vergleich zu Hochtemperaturlegierungen; Konstrukteure sollten dauerhafte Belastungen bei erhöhten Temperaturen vermeiden, wenn Maßhaltigkeit kritisch ist. Oxidation ist für Aluminium in Atmosphäre bei üblichen Betriebstemperaturen minimal; bei hoher Temperatur kann die Schutzoxide anders skalieren und Korrosionsmechanismen verändern sich in aggressiven Umgebungen.

Geschweißte Bereiche und das Wärmeeinflussgebiet sind besonders empfindlich gegenüber thermischer Belastung; Nachbehandlung oder konstruktive Kompensation für lokale Festigkeitsverluste sind ratsam, falls geschweißte Baugruppen bei hohen Temperaturen betrieben werden.

Anwendungen

Branche	Beispiel-Komponente	Warum 6005 Verwendet Wird
Automobilindustrie	Strukturprofile, Schienen	Gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Extrudierbarkeit für komplexe Profile
Schifffahrt	Aufbauten, Geländer	Ausgewogene Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit für exponierte Umgebungen
Luft- und Raumfahrt	Sekundäre Strukturbauteile, Laufschienen	Günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Bearbeitbarkeit für nicht-kritische Strukturteile
Elektronik	Wärmeableitende Rahmen und Gehäuse	Angemessene Wärmeleitfähigkeit kombiniert mit struktureller Integrität

6005 wird häufig für mittelbeanspruchte Strukturprofile gewählt, bei denen Extrudierbarkeit, Oberflächenqualität und ausreichende Festigkeit gefordert sind. Die Kombination aus Fertigbarkeit und mechanischen Eigenschaften macht diesen Werkstoff besonders geeignet für lange Profile, architektonische Rahmen und Bauteile, die nach dem Altern stabile Eigenschaften benötigen.

Auswahlhinweise

Wählen Sie 6005, wenn Sie eine extrudierbare Al-Mg-Si-Legierung benötigen, die eine bessere mechanische Festigkeit als reines Aluminium und einige der 3xxx/5xxx Kaltumformlegierungen bietet, jedoch bessere Extrusions- und Oberflächenqualität als hochfeste 6xxx-Varianten aufweist. Sie eignet sich besonders für Strukturprofile, blechstarke Platten und Anwendungen, bei denen eine Nachformalterung oder kontrollierte Zustände möglich sind.

Im Vergleich zu technisch reinem Aluminium (1100) bietet 6005 höhere Festigkeit und geringere elektrische/thermische Leitfähigkeit bei gleichzeitig verbesserter Strukturfähigkeit. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 liefert 6005 deutlich höhere Festigkeit, auf Kosten geringerer Umformbarkeit und etwas reduzierter Korrosionsbeständigkeit in sehr aggressiven chloridhaltigen Umgebungen. Im Vergleich zu gängigen wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 liegt 6005 dazwischen: Es bietet zum Teil bessere Extrusionseigenschaften und spezifische Eigenschaftsprofile und wird gewählt, wenn die maximale Festigkeit von 6061 nicht erforderlich ist, aber bessere Extrusionseigenschaften als 6063 gewünscht werden.

Kurz gesagt, wählen Sie 6005, wenn die Geometrie der Extrusion, Oberflächenqualität und ein moderat-hohes Festigkeitsziel im Vordergrund stehen und die Fertigung Tempern, Schweißen und mögliche Vergütungszonen-Erweichung steuern kann.

Abschließende Zusammenfassung

6005 bleibt für moderne Ingenieuranforderungen relevant, da es eine praktische Kombination aus Extrudierbarkeit, vorhersehbarer Wärmebehandlung und moderat-hoher Festigkeit für Strukturbauteile bietet. Seine ausgewogene Chemie und Fertigungsvielfalt machen es zu einer verlässlichen Wahl für mittelbeanspruchte Strukturkomponenten, bei denen Kosten, Herstellbarkeit und konstante Leistung entscheidend sind.