Aluminium 6005A: Zusammensetzung, Eigenschaften, Güteklassen & Anwendungsgebiete

Umfassender Überblick

6005A gehört zur 6xxx-Serie von Aluminiumlegierungen, einer Familie, die durch das Mg-Si-Binärsystem definiert ist. Diese Serie ist bekannt für ihre Wärmebehandlung durch Ausscheidungshärtung (Auslagerung) und wird häufig dort eingesetzt, wo ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.

Die Hauptlegierungselemente in 6005A sind Silizium und Magnesium, die während der Auslagerung Mg2Si-Ausscheidungen bilden und den wesentlichen Mechanismus zur Festigkeitssteigerung darstellen. Sekundäre Elemente (Fe, Cu, Mn, Cr, Ti und Spurenelemente) werden kontrolliert, um die Extrusionseigenschaften zu optimieren und schädliche intermetallische Verbindungen, die die Zähigkeit oder Schweißbarkeit beeinträchtigen können, zu begrenzen.

6005A weist eine mittlere bis hohe Festigkeit für eine umgeformte Al-Mg-Si-Legierung auf und bietet gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, angemessene Schweißbarkeit sowie gemäßigte Umformbarkeit, abhängig vom Zustand. Es wird häufig für strukturelle Extrusionen, architektonische Profile, Transportkomponenten und andere Anwendungen verwendet, bei denen ein günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis in Kombination mit guter Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit gefragt ist.

Ingenieure wählen 6005A gegenüber anderen Legierungen, wenn Produktivität bei der Extrusion, Maßgenauigkeit und Stabilität nach der Auslagerung Priorität haben. Die Legierung wird oft gegenüber höherfesten 6xxx-Varianten bevorzugt, da sie eine verbesserte Extrudierbarkeit und konsistentere mechanische Eigenschaften bei größeren Querschnitten bietet, während sie in bestimmten Zuständen eine bessere Festigkeit als das besser umformbare 6063 aufweist.

Temperzustände

Temperzustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Hinweise
O	Niedrig	Hoch (20–30%)	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Voll entspannt; maximale Duktilität und Umformbarkeit
H14	Niedrig-Mittel	Mäßig (12–20%)	Gut	Ausgezeichnet	Verfestigt durch Kaltumformung, begrenztes Ziehen; nicht wärmebehandelt
T5	Mittel	Mäßig (10–16%)	Gut	Gut	Abgekühlt nach Warmumformung und künstlich ausgelagert; häufig für Extrusionen
T6	Hoch	Niedrig-Mäßig (8–14%)	Ausreichend	Gut	Lösungsglühen, Abschrecken und künstliche Auslagerung; Spitzenfestigkeit
T651 / T6511	Hoch	Niedrig-Mäßig (8–14%)	Ausreichend	Gut	T6 mit Spannungsarmglühen (dehn- oder stabilisiert) für verbesserte Maßhaltigkeit
T6511	Hoch	Niedrig-Mäßig (8–14%)	Ausreichend	Gut	Ähnlich wie T651; häufig für extrudierte Profile mit gerader Kontur

Der Temperzustand steuert direkt die Mikrostruktur entweder durch Kaltverfestigung oder Ausscheidungshärtung, was wiederum die Streck- und Zugfestigkeit sowie die Duktilität verändert. Die Wahl zwischen T5, T6 oder T651-Varianten hängt oft davon ab, ob Maßhaltigkeit (T651) oder maximale Umformbarkeit (O/H-Zustand) im Vordergrund steht.

Chemische Zusammensetzung

Element	Mengenbereich in %	Hinweise
Si	0,6 – 1,0	Stellt das Löseelement für Mg2Si-Ausscheidungen bereit; unterstützt Gießbarkeit und Extrusionsfluss.
Fe	≤ 0,35	Verunreinigungselement; bildet intermetallische Verbindungen, die Duktilität und Extrudierbarkeit verschlechtern.
Mn	≤ 0,15	Kleine Zusätze können die Morphologie der intermetallischen Phasen verändern und die Festigkeit leicht verbessern.
Mg	0,45 – 0,90	Hauptelement zur Festigkeitssteigerung in Kombination mit Si (Bildung von Mg2Si).
Cu	≤ 0,20	Kleiner Anteil; erhöht die Festigkeit, kann aber Korrosionsbeständigkeit bei höheren Werten reduzieren.
Zn	≤ 0,10	Niedrig gehalten, um Versprödung und galvanische Probleme zu vermeiden.
Cr	≤ 0,10	Beeinflusst die Kornstruktur und kann die Rekristallisation bei Spannungsarmglühzuständen hemmen.
Ti	≤ 0,10	Kornfeinung bei intentionaler Zugabe; sonst gering gehalten.
Andere (jeweils)	≤ 0,05	Begrenzung anderer Elemente zur Gewährleistung eines konsistenten Auslagerungsverhaltens; Al-Bilanz

Das Si/Mg-Verhältnis ist die kritische Kontrollgröße der chemischen Zusammensetzung für das Ausscheidungshärtungsverhalten in 6005A. Eine strenge Kontrolle von Fe und Mn sorgt für akzeptable Zähigkeit und Extrusionsoberflächenqualität, während kleine Mengen Cr oder Ti zur Stabilisierung der Kornstruktur und zur Verbesserung der Ansprechbarkeit beim Lösungsglühen und Auslagern eingesetzt werden.

Mechanische Eigenschaften

Das Zugverhalten von 6005A wird durch Größe und Verteilung der während der künstlichen Auslagerung gebildeten Mg2Si-Ausscheidungen bestimmt. Im weichgeglühten Zustand (O) ist die Legierung duktil mit niedriger Streck- und Zugfestigkeit und eignet sich gut für starke Umformung. In den Zuständen T5/T6 erhöhen feine, gleichmäßig verteilte Ausscheidungen Streck- und Zugfestigkeit, während die Gesamtausdehnung zurückgeht.

Streckgrenze und Ermüdungsfestigkeit sind empfindlich gegenüber Querschnittsdicke und Gleichmäßigkeit der Wärmebehandlung; dickere Querschnitte können im Zentrum unterausgelagert sein, was die effektive Festigkeit und Lebensdauer reduziert. Die Härte korreliert mit der Streckgrenze und steigt typischerweise nach Lösungsglühen und Auslagerung stark an; Überauslagerung kann jedoch die Duktilität auf Kosten etwas geringerer Festigkeit verbessern.

Eigenschaft	O/Weichgeglüht	Wichtiger Zustand (T5 / T6 / T651)	Hinweise
Zugfestigkeit	120 – 160 MPa	240 – 315 MPa	Werte abhängig von Querschnittsdicke und exakt gewähltem Zustand; T6 liefert Spitzenfestigkeit.
Streckgrenze	55 – 95 MPa	170 – 275 MPa	T6 und T651 zeigen höhere und stabilere Streckgrenzen für den Strukturgebrauch.
Dehnung	18 – 30%	8 – 14%	Duktilität nimmt mit zunehmender Festigkeit durch Auslagerung und Kaltverfestigung ab.
Härte (HB)	35 – 55 HB	70 – 95 HB	Härte steigt mit Ausscheidungen; Härte ist ein schneller Indikator zur Verifizierung des Zustands.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Hinweise
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für umgeformte Aluminiumlegierungen; gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis.
Schmelzbereich	555 – 650 °C (ca.)	Solidus–Liquidus-Bereiche variieren je nach Legierungselementen; Schmelzverhalten beeinflusst Wärmebehandlungsgrenzen.
Wärmeleitfähigkeit	~150 – 170 W/(m·K)	Niedriger als bei reinem Al aufgrund der Legierung; dennoch gut für Wärmeableitungsanwendungen.
Elektrische Leitfähigkeit	~28 – 40 % IACS	Reduziert gegenüber reinem Al; Leitfähigkeit variiert mit Zustand und Verunreinigungen.
Spezifische Wärme	~900 J/(kg·K)	Typisch für Aluminiumlegierungen bei Raumtemperatur.
Wärmeausdehnung	~23,5 ×10^-6 /K	Hoher Ausdehnungskoeffizient gegenüber Stahl; wichtig für thermische Konstruktion und Fugenmaße.

Das physikalische Eigenschaftsprofil ordnet 6005A zu den Legierungen ein, die mechanische Leistung mit angemessener thermischer und elektrischer Leitfähigkeit kombinieren. Die Leitfähigkeit und der Wärmetransport der Legierung sind gut für viele struktur-thermische Anwendungen, aber durch Mg- und Si-Lösungs- und Ausscheidungselemente gegenüber reinem Aluminium reduziert.

Wärmeausdehnung und Leitfähigkeit müssen beim Multimaterial-Design berücksichtigt werden, insbesondere bei erhöhten Temperaturen oder wenn unterschiedliche Ausdehnung Spannungen in Baugruppen erzeugen kann. Die Schmelz- und Lösungsglühtemperaturfenster legen zulässige thermische Zyklen während Verarbeitung und Fertigung fest.

Produktformen

Form	Typische Stärke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Bemerkungen
Blech	0,5 – 6 mm	Stärkebeeinträchtigung; leichter lösungsgeglüht in dünnen Stärken	O, T4, T5, T6	Weitverbreitet für Verbund- und Architekturbleche.
Platte	> 6 mm bis ca. 100 mm	Mögliches Unteralter in der Plattenmitte bei dicken Platten	O, T6 (eingeschränkt)	Platten erfordern sorgfältige Wärmebehandlung, um weiche Kerne zu vermeiden.
Strangpressprofil	Variable Querschnitte, lange Längen	Hervorragend gleichmäßige mechanische Eigenschaften bei korrekter Auslagerung	T5, T6, T651	Hauptgewerbliche Form für 6005A; optimiert für komplexe Profile.
Rohr	Durchmesser von klein bis groß, Wandstärke variabel	Leistung abhängig von Wandstärke und nachfolgender Wärmebehandlung	T5, T6	Tragende und architektonische Rohre, bei denen Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität wichtig sind.
Stab/Stange	Durchmesser bis ca. 200 mm	Zerspanteile werden häufig vor-ausgelagert geliefert	O, T6	Stäbe für Fittings und zerspante Komponenten; größere Durchmesser können Eigenschaftsgradienten zeigen.

Strangpressprofile sind die dominierende Produktform für 6005A, da die Legierungschemie und das Fertigungsfenster auf guten Fluss im Strangpresswerkzeug und konsistente Auslagerungsreaktion abgestimmt sind. Der Einsatz von Blech und Platte ist eher eingeschränkt durch die Anforderungen an eine gleichmäßige Wärmebehandlung, besonders in dickeren Querschnitten, wo Abschrecken und Auslagerung über den Querschnitt herausfordernd werden.

Die Verarbeitung (z. B. Abschreckgeschwindigkeit, Auslagerungstemperatur und -dauer) variiert nach Produktform, um die Zielwerte der Eigenschaften zu erreichen. Konstrukteure sollten sowohl den Zustand als auch eventuelle Nachstabilisierungen (T651) spezifizieren, wenn Maßhaltigkeit kritisch ist.

Äquivalente Werkstoffgüten

Norm	Güte	Region	Bemerkungen
AA	6005A	USA	Aluminum Association / ASTM-Bezeichnung, häufig verwendet in Nordamerika.
EN AW	6005A	Europa	EN-Bezeichnung oft als EN AW-6005A geschrieben; Zusammensetzung und Toleranzen gemäß EN-Normen.
JIS	Engste Äquivalente: A6061 / A6063 (vergleichbar)	Japan	Keine exakte 1:1 Entsprechung; JIS-Legierungen mit ähnlichem Mg-Si-Gehalt zeigen vergleichbare Eigenschaften.
GB/T	6005 / 6005A (variabel)	China	Chinesische Normen listen entweder 6005 oder 6005A; Fertigungstoleranzen können leicht abweichen.

Feine Unterschiede zwischen den Normen liegen meist in Verunreinigungsgrenzen, erlaubten mechanischen Eigenschaften bei definierten Zuständen sowie zulässigen Wärmebehandlungs- und Prüfverfahren. Beim internationalen Bezug ist die genaue Normversion und das Analysezertifikat zu prüfen, da Zustandsdefinitionen und Maßtoleranzen Leistungsunterschiede bei konstruktiven Anwendungen verursachen können.

Korrosionsbeständigkeit

6005A bietet eine gute allgemeine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, typisch für Mg-Si-Aluminiumlegierungen, und bildet eine stabile Oxidschicht, die vor gleichmäßiger Korrosion in milden Umgebungen schützt. Mit geeigneter Oberflächenvorbereitung und Beschichtung eignet sich die Legierung gut für Architektur- und viele konstruktive Außenanwendungen.

In marinen oder chloridhaltigen Umgebungen ist 6005A mäßig beständig, jedoch nicht so robust wie bestimmte 5xxx (Al-Mg)-Legierungen für blanken, unlackierten Meerwasserbetrieb. Lokale Lochkorrosion kann auftreten, wenn Schutzschichten beschädigt sind, weshalb die Auswahl von Oberflächenfinish und Korrosionsschutzsystemen für langanhaltende maritime Einsätze entscheidend ist.

Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion bei 6xxx-Legierungen ist generell moderat und steigt mit höherfesten Zuständen und Zugrestspannungen; eine passende Wahl des Zustands (Vermeidung maximal ausgelagerter Zustände bei hochbeanspruchten Bauteilen) sowie Nachschweißbehandlungen sind gängige Gegenmaßnahmen. In galvanischer Verbindung mit edleren Metallen (z. B. Kupfer, Edelstahl) wirkt Aluminium anodisch; Konstrukteure sollten Isolierbarrieren einplanen oder kompatible Materialien wählen, um galvanische Ströme zu vermeiden.

Im Vergleich zu 2xxx- oder 7xxx-Serie Legierungen ist 6005A korrosionsbeständiger, bietet aber niedrigere Höchstfestigkeiten. Im Vergleich zu 5xxx-Legierungen tauscht es etwas Korrosionsrobustheit gegen höhere Festigkeiten nach Auslagerung – somit ist 6005A eine häufige Kompromisslegierung für Außenkonstruktionen und Architektur.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

6005A lässt sich gut mit gängigen Schmelzschweißverfahren (TIG/MIG) schweißen, wenn geeignete Zusatzwerkstoffe und Schweißpraxis angewandt werden. Typische Zusatzlegierungen sind 4043 (Al-Si) für verbesserte Fließfähigkeit und geringere Rissneigung oder 5356 (Al-Mg), wenn höhere Festigkeit im Schweißgut erforderlich ist; die Wahl des Zusatzwerkstoffs hängt von gewollten Schweißeigenschaften und Korrosionsbeständigkeit ab. Nach dem Schweißen tritt im Wärmeeinflussbereich Weichglühen durch Auflösung und Neuabscheidung von Mg2Si auf; künstliches Nachlagern oder lokale Wärmebehandlung sind oft notwendig, um die Festigkeit in tragenden Schweißnähten wiederherzustellen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von 6005A ist moderat; sie ist weniger gut spanbar als manches 2xxx- und 7xxx-Material, aber generell leichter zu bearbeiten als viele hochfeste Legierungen aufgrund der duktilen Matrix. Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel und stabile Werkzeugaufnahmen ergeben beste Oberflächen und Werkzeugstandzeiten; mittlere Schnittgeschwindigkeiten und höhere Vorschübe je Zahn reduzieren Anbackungen am Werkzeug. Das Spanverhalten ist in der Regel akzeptabel, es entstehen kurze bis mäßig gekrümmte Späne, abhängig vom Zustand und Querschnitt.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit ist am höchsten im Zustand O und H und nimmt nach Ausscheidungshärten deutlich ab. Zum Abkanten werden Biegeradien von 2–3× Blechdicke als Richtwert für T-Zustände empfohlen, während O-Zustand engere Radien und tiefere Umformungen toleriert. Für komplexe Umformprozesse sollte in O- oder T4-Zustand geformt und anschließend eine kontrollierte Lösungsglühen- und Auslagerungsbehandlung zur Erreichung finaler Festigkeit und Maßhaltigkeit durchgeführt werden.

Wärmebehandlungsverhalten

Als wärmebehandelbare Legierung reagiert 6005A auf Lösungsglühen, Abschrecken und künstliches Auslagern durch Ausscheidung von Mg2Si. Typische Lösungsglühtemperaturen liegen im Bereich von 520–540 °C, die Haltezeit wird an die Werkstückdicke angepasst, um grobkörnige Ausscheidungen aufzulösen. Rasches Abschrecken ist notwendig, um eine übersättigte feste Lösung für die anschließende künstliche Auslagerung zu erhalten.

Künstliche Auslagerung erfolgt meist in einem Temperaturbereich von 150–200 °C (T5/T6-Bereiche), wobei niedrigere Temperaturen längere Auslagerungszeiten und eine feiner verteilte Ausscheidung zur Verbesserung der Zähigkeit bewirken. Überalterung durch höhere Temperaturen oder längere Dauer führt zu grobkörnigeren Ausscheidungen, was die Festigkeit senkt, aber Duktilität und Spannungsrissbeständigkeit verbessert; dieses Abwägen wird gezielt in manchen Anwendungen zur Leistungsoptimierung genutzt.

Bei nicht wärmebehandelbaren Al-Legierungen erfolgt Festigkeitssteigerung durch Kaltverformung, bei 6005A erfolgt die Auslegung meist über Lösungsglühen und Auslagern, um höhere Festigkeitswerte zu erzielen. Bei T651-Zuständen (spannungsarm geglüht) wird nach dem Abschrecken eine Stabilisierung/Dehnungsbehandlung zur Minimierung von Restspannungen und Maßänderungen durchgeführt, wodurch die erhöhte Festigkeit erhalten bleibt.

Hochtemperatureinsatz

6005A verliert deutlich an Festigkeit ab Einsatztemperaturen über ca. 120–150 °C, bedingt durch Vergröberung und Auflösung der ausscheidungsgehärteten Partikel. Dauerbetrieb bei erhöhten Temperaturen beschleunigt die Überalterung und reduziert die Streckgrenze; deshalb müssen die konstruktiven Randbedingungen temperaturabhängige Werkstoffeigenschaften berücksichtigen.

Oxidation ist bei Aluminiumlegierungen im üblichen Temperaturbereich geringfügig, jedoch kann längere Hitzeeinwirkung Oberfläche verändern und Schutzschichten degradieren. Wärmeeinflusszonen durch Schweißen oder lokale Erwärmung können überalten und weich werden, was in tragenden Verbindungen zu einer Schwachstelle werden kann, wenn kein Nachlagern oder geeignete mechanische Maßnahme erfolgt.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum 6005A verwendet wird
Automobil	Strukturelle Strangpressschienen, Tür-Aufprallträger	Gutes Zusammenspiel aus Strangpressqualität, Festigkeit und Oberflächenfinish
Marine	Architektur- und Strukturprofile, nicht-kritische tragende Bauteile	Angemessene Korrosionsbeständigkeit mit höherer Festigkeit als gängige Architekturlegierungen
Luftfahrt	Sekundäre Strukturverbindungen, Verkleidungen, Verstärkungen	Günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Maßhaltigkeit bei Strangpressprofilen
Elektronik	Kühlkörper, Gehäuse	Gute Wärmeleitfähigkeit und Zerspanbarkeit für gefertigte Komponenten

6005A wird häufig spezifiziert, wenn komplexe Strangpressgeometrien gleichzeitig Festigkeit, Ästhetik und vorhersehbares Zustandsverhalten nach der Wärmebehandlung erfordern. Die ausgewogene Kombination der Eigenschaften macht die Legierung ideal für Tragprofile, die mechanische Leistung mit gutem Oberflächenbild verbinden.

Auswahlhinweise

6005A wird bevorzugt, wenn Extrusionsgeometrie und Maßhaltigkeit nach Auslagerung Priorität haben und konstruktive Anforderungen höhere Festigkeiten als 6063 bei besserer Strangpressbarkeit als stärkere 6xxx-Varianten bedingen. Wählen Sie 6005A für lange Konstruktionsprofile, die nachgelagert in den Zuständen T5/T6/T651 betrieben werden.

Im Vergleich zu handelsüblichem Reinaluminium (1100) opfert 6005A die elektrische Leitfähigkeit und Umformbarkeit zugunsten einer deutlich höheren Festigkeit und verbesserten Steifigkeit. Im Vergleich zu Kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 6005A nach dem Auslagern eine höhere erreichbare Festigkeit sowie eine ähnliche oder leicht geringere Korrosionsbeständigkeit, was es bevorzugt einsetzbar macht, wenn die Tragfähigkeit entscheidend ist.

Im Vergleich zu gebräuchlichen wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird 6005A häufig dann gewählt, wenn Spritzbarkeit (Extrudierbarkeit) und Querschnittsstabilität wichtiger sind als die absolute Höchstfestigkeit; 6061 kann unter bestimmten Bedingungen eine höhere Höchstfestigkeit bieten, aber 6005A ermöglicht präzisere, maßhaltigere Profilexztrusionen und eine bessere Oberflächenqualität bei bestimmten Profilen.

Zusammenfassung

6005A bleibt aufgrund seiner kontrollierten Mg-Si-Chemie, der zuverlässigen Ausscheidungshärtungsreaktion und der ausgewogenen Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Herstellbarkeit eine praxisbewährte Konstruktionslegierung für strukturelle Profile und Strangpressungen. Sein vorhersehbares Verhalten über verschiedene Zustände und Formen hinweg macht es weiterhin relevant für architektonische, transporttechnische und industrielle Anwendungen, bei denen Extrudierbarkeit und Stabilität nach der Wärmebehandlung entscheidend sind.