Aluminium 6060: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

Die Legierung 6060 gehört zur Aluminium-Magnesium-Silizium-Familie der 6xxx-Serie und ist chemisch sowie in der Anwendungsvielfalt nahe an 6063 und 6061 angesiedelt. Es handelt sich hauptsächlich um eine Al-Mg-Si-Legierung, bei der Silizium und Magnesium Mg2Si-Ausscheidungen bilden, die während der Wärmebehandlung eine Ausscheidungshärtung bewirken.

Der Festigkeitsmechanismus von 6060 basiert auf der Ausscheidungshärtung (wärmebehandelbar) und nicht auf reinem Kaltverfestigungseffekt, obwohl einige mechanische Eigenschaften durch Kaltumformung im H-Zustand modifiziert werden können. Zu den wichtigsten Merkmalen zählen eine mäßige bis gute Festigkeit, sehr gute Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen Umgebungen, gute Extrudierbarkeit und Schweißbarkeit sowie günstige Umformbarkeit im weichgeglühten Zustand.

Typische Einsatzbereiche für 6060 sind Architektur- und Bausysteme, allgemeine Profil-Extrusionen, Automobilzierteile und niedrigbelastete Strukturbauteile sowie einige Elektronikgehäuse und Kühlkörperkomponenten. Die Legierung wird häufig anderen ähnlichen Legierungen vorgezogen, wenn neben guter Extrudierbarkeit und Oberflächenqualität auch Korrosionsbeständigkeit und wirtschaftliche Festigkeit im Vordergrund stehen und nicht die maximale Spitzenfestigkeit.

Konstrukteure wählen 6060 bevorzugt, wenn hohe Profilqualität beim Extrudieren, ein ansprechendes Anodisierungsbild oder enge Maßtoleranzen wichtig sind oder wenn der Einsatz eines geringeren Legierungsgehalts von Vorteil ist, da dies Schweißen und Oberflächenveredelung erleichtert. Die Kombination aus guter Umformbarkeit und kontrollierter Ausscheidungshärtung macht sie zu einer praxisgerechten Wahl für mittlere Strukturprofile und architektonische Komponenten.

Zustandsvarianten (Temper)

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht, ideal für Umformen und Biegen
H14	Mittel-niedrig	Mäßig	Gut	Ausgezeichnet	Kaltverfestigt bis halbharter Zustand, begrenzte Umformbarkeit
T5	Mittel	Mäßig	Mäßig	Gut	Abgekühlt nach Extrusion und künstlich gealtert, häufig bei Profilen
T6	Mittel-hoch	Mäßig-niedrig	Begrenzt	Gut	Lösungsgeglüht und künstlich gealtert für Spitzenfestigkeit
T651	Mittel-hoch	Mäßig-niedrig	Begrenzt	Gut	T6 mit Dehnungsrelaxation zur Spannungsarmung; verbesserte Maßhaltigkeit

Der Zustand hat einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und die Umformbarkeit, da 6060 ausscheidungshärtbar ist und auf Lösungsglühen sowie künstliches Altern und Kaltverfestigung anspricht. Im weichgeglühten Zustand (O) bietet die Legierung die beste Zähigkeit und die niedrigste Streckgrenze, was ihn zum bevorzugten Ausgangszustand für umfangreiche Umformarbeiten macht.

Wärmebehandelte Zustände wie T5 und T6 erhöhen Streck- und Zugfestigkeit durch kontrollierte Ausscheidung von Mg2Si, während H-Zustände mittels Kaltverfestigung Zwischenwerte liefern; die Wahl des Zustands richtet sich danach, ob Umformbarkeit, Schweißbarkeit oder Maßhaltigkeit im Vordergrund stehen.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentanteil	Bemerkungen
Si	0,30–0,60	Silizium bildet mit Mg Mg2Si-Ausscheidungen, die für die Ausscheidungshärtung verantwortlich sind.
Fe	≤0,35	Eisen ist eine Verunreinigung, die intermetallische Phasen bildet; höherer Fe-Gehalt beeinträchtigt die Oberflächenqualität beim Extrudieren.
Mn	≤0,10	Spielt eine geringe Rolle; beeinflusst Körnerstruktur und Festigkeit nur marginal.
Mg	0,35–0,60	Magnesium verbindet sich mit Si zur Bildung der härtenden Ausscheidungen.
Cu	≤0,10	Kleine Mengen können Festigkeit erhöhen, verschlechtern jedoch die Korrosionsbeständigkeit.
Zn	≤0,20	Begrenzt vorhanden; höhere Zinkanteile sind unüblich und beeinflussen die Ausscheidungsbildung.
Cr	≤0,05	Spurenelement, das die Körnerstruktur und Rekristallisation steuert.
Ti	≤0,10	Wird häufig als Kornfeiner während des Gießens oder Blockherstellung verwendet.
Andere	≤0,15 je; Gesamt ≤0,35	Enthält Ni, Pb, Sn, Bi und weitere Begleitelemente mit geringem Einfluss bei niedrigen Konzentrationen.

Silizium und Magnesium bilden die funktionale Paarung für die Ausscheidungshärtung; ihr Verhältnis bestimmt Anteil und Verteilung der Mg2Si-Ausscheidungen. Eisen und andere Verunreinigungen beeinflussen die Extrusionsoberfläche und bilden grobe intermetallische Phasen, die die Zähigkeit und Optik leicht mindern können.

Spurenelemente wie Chrom und Titan dienen hauptsächlich der Kornfeinung und Steuerung der Rekristallisation während der Halbzeugherstellung und thermomechanischen Verarbeitung, was sich auf Oberfläche und mechanische Gleichmäßigkeit auswirkt.

Mechanische Eigenschaften

6060 zeigt je nach Zustand und Blech- oder Profilstärke ein breites Spektrum mechanischer Eigenschaften, typisch für wärmebehandelbare Al-Mg-Si-Legierungen. Im weichgeglühten Zustand bietet die Legierung hervorragende Zähigkeit und geringe Streckgrenze, was tiefes Ziehen und komplexe Biegeoperationen ermöglicht. Durch Lösungsglühen und entsprechendes künstliches Altern (T6) steigen Zug- und Streckgrenze deutlich an, während sich Dehnung und Umformbarkeit entsprechend verringern.

Die Härte korreliert mit dem Ausscheidungszustand und nimmt typischerweise vom O- zum T6-Zustand zu, was mit den Verbesserungen bei Streck- und Zugfestigkeit einhergeht. Die Ermüdungsfestigkeit ist moderat und stark abhängig vom Oberflächenzustand, den Eigenspannungen und dem Vorhandensein von Spannungsspitzen oder groben intermetallischen Einschlüssen. Die Bauteildicke spielt eine wichtige Rolle: Extrusionsprofile und dünne Bleche lassen sich oft gleichmäßiger altern und erzielen konsistentere Eigenschaften, während dickere Platten graduelle Gefügestrukturen zeigen können und eine angepasste Wärmebehandlung erfordern.

Konstrukteure müssen beim Schweißen ausscheidungshärtbarer Zustände die Weichzone (HAZ) beachten und bei Bauteilen, die im Einsatz oder bei Nachbearbeitung hohen Temperaturen ausgesetzt sind, auf eine mögliche Überalterung achten.

Eigenschaft	O/Weichgeglüht	Wichtiger Zustand (T6)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	~100–130 MPa	~170–230 MPa	Zugbereich abhängig von Querschnitt und exaktem Härtezyklus.
Streckgrenze	~30–70 MPa	~120–170 MPa	Streckgrenze steigt deutlich mit T5/T6; H-Zustände liegen dazwischen.
Dehnung	~20–30%	~6–12%	Die Zähigkeit nimmt bei zunehmender Festigkeit und reduzierter Ausscheidungsgröße ab.
Härte (HB)	~25–40 HB	~55–75 HB	Brinell-Härte korreliert mit Ausscheidungsgrad; Werte sind abhängig von Zustand und Walz-/Extrusionsverfahren.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für Aluminiumlegierungen, relevant für Masse- und Gewichtskalkulationen.
Schmelzbereich	~610–650 °C	Legiertes Aluminium zeigt einen Schmelzbereich unterhalb des Schmelzpunkts von reinem Al.
Wärmeleitfähigkeit	~160–180 W/m·K	Niedriger als reines Al, aber weiterhin hoch; geeignet für wärmeableitende Bauteile.
Elektrische Leitfähigkeit	~30–35 %IACS	Reduziert gegenüber reinem Aluminium durch Legierungselemente.
Spezifische Wärmekapazität	~900 J/kg·K	Temperaturabhängig, aber nützlich für thermische Auslegungen.
Wärmeausdehnungskoeffizient	~23–24 µm/m·K	Moderater Wert; bei Konstruktionen mit unterschiedlichen Werkstoffen zu berücksichtigen.

6060 bietet unter den konstruktiven Aluminiumlegierungen gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, was es für Kühlkörper und Elektronikgehäuse attraktiv macht, bei denen moderate Festigkeit und Wärmeabfuhr gefordert sind. Die relativ hohe Wärmeleitfähigkeit kombiniert mit akzeptabler Steifigkeit sorgt für gutes thermisches Zyklungsverhalten in vielen nicht-kritischen Hochtemperatureinsätzen.

Konstrukteure sollten die Wärmeausdehnung bei Mehrmaterialbaugruppen berücksichtigen und beachten, dass Leitfähigkeit und Wärmeaufnahme je nach Zustand und Verunreinigungen variieren.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Härtegrade	Bemerkungen
Blech	0,3–6 mm	Homogen bei dünnen Stärken; gut kaltumformbar	O, H14, T4	Verwendet für Verkleidungen, Fassaden, dünne Bauteile
Platte	>6 mm bis 50 mm	Kann nach Wärmebehandlung gehärtete Gradienten zeigen	O, T6	Weniger üblich; eingesetzt, wenn dickere Strangpressteile benötigt werden
Strangpressprofil	Profilquerschnitte variabel	Ausgezeichnete Homogenität bei Strangpressprofilen	T5, T6, T651	Weit verbreitet für architektonische und tragende Profile
Rohr	Ø klein bis 200+ mm	Gute Konsistenz; geschweißt oder nahtlos	O, T6	Verwendet für Rahmen, Förderanlagen und fluidtechnische Konstruktionen
Stab/Rundstahl	Ø wenige mm bis 100 mm	Typisches Stabmaterial; zerspanbar	O, T6	Verwendet für bearbeitete Fittings und kleine tragende Elemente

Umformprozesse und nachgelagerte Bearbeitung variieren je nach Produktform aufgrund unterschiedlicher Abkühlraten, Querschnittsdicken und Eigenspannungen, die durch Strangpressen und Walzen entstehen. Strangpressprofile weisen in der Regel eine überlegene Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit auf, wodurch sie häufig in architektonischen Anwendungen mit Anforderungen an Eloxal und enge Toleranzen eingesetzt werden.

Bleche werden wegen ihrer besseren Biegefähigkeit bevorzugt für Kaltumformung und Verkleidungsarbeiten eingesetzt, während dickere Platten und Stäbe aggressivere Wärmebehandlungen benötigen und oft schwieriger homogen zu härten sind, da das Abschreckverhalten begrenzt ist.

Entsprechende Legierungen

Norm	Legierung	Region	Bemerkungen
AA	6060	USA	Bezeichnung der American Aluminum Association für Knetlegierungen.
EN AW	AlMgSi0.5	Europa	Gängige europäische Bezeichnung; chemische Zusammensetzung nahe der 6060/6063-Familie.
JIS	A6060	Japan	Japanische Bezeichnung für Knetlegierungen mit ähnlicher Zusammensetzung und Anwendung.
GB/T	6060	China	Chinesische Norm, oft in Einklang mit internationalen chemischen und mechanischen Grenzwerten der 6060 Legierung.

Entsprechende Legierungen weisen vergleichbare Zusammensetzungen und Herstellungsverfahren auf, jedoch können kleine Unterschiede bei Verunreinigungsgrenzen, geforderten mechanischen Eigenschaften und erlaubten Elementanteilen die Oberflächenqualität der Strangpressprofile und das Ansprechverhalten beim Altern beeinflussen. Europäische EN AW-Bezeichnungen beziehen sich oft auf nominelle Mg- und Si-Gehalte als Massenanteil und gruppieren 6060 gelegentlich mit Legierungen wie 6063 für den Handel.

Beim Austausch von Werkstoffen zwischen Regionen oder Normen sollten spezifische Werkszeugnisse auf kritische Toleranzen – wie Fe-Gehalt, Restverunreinigungen und mechanische Eigenschaften im vorgesehenen Härtegrad – geprüft werden.

Korrosionsbeständigkeit

6060 bietet aufgrund der Bildung einer stabilen Aluminiumoxidschicht und des mäßigen Legierungsgehalts eine gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, die galvanische Aktivitäten im Vergleich zu höher legierten Systemen minimiert. Im ländlichen und urbanen Umfeld zeigt die Legierung ein gutes Verhalten, insbesondere wenn sie eloxiert oder lackiert ist, und widersteht typischerweise der allgemeinen Korrosion ohne aufwändige Wartung.

In maritimen oder chloridreichen Atmosphären ist 6060 für viele tragende Anwendungen einsetzbar, allerdings ist die Lochkorrosionsbeständigkeit geringer als bei mg-reichen 5xxx-Legierungen; Oberflächenbehandlungen wie Eloxieren, Beschichtungen und Dichtmittel verbessern die Leistung deutlich. Spannungsrisskorrosion tritt bei typischen Betriebsfestigkeiten selten auf, jedoch können an lackierten oder abgedichteten Verbindungsstellen, an denen Spalte Chloride einschließen, lokale Korrosionsprobleme verstärkt auftreten.

Galvanische Wechselwirkungen sind bei Verbindungen von 6060 mit edleren Werkstoffen wie rostfreiem Stahl oder Kupferlegierungen zu berücksichtigen; häufig werden Isolierschichten oder Opferanoden eingesetzt, um galvanischen Angriff zu verhindern. Im Vergleich zu hochfesten 7xxx-Serien hat 6060 typischerweise eine bessere Korrosionsbeständigkeit, jedoch geringere Höchstfestigkeiten und eine niedrigere Dauerfestigkeit.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit
6060 lässt sich gut mit gängigen Schmelzschweißverfahren wie TIG und MIG schweißen und zeigt eine geringe Neigung zu Heißrissen im Vergleich zu einigen hochlegierten Systemen. Empfohlene Zusatzwerkstoffe sind ER4043 (Al-Si) und ER5356 (Al-Mg), abhängig davon, ob Korrosionsbeständigkeit oder höhere Schweißnahtfestigkeit gewünscht wird. Wärmeeinflusszonen in bereits ausscheidungshärteten Zuständen erweichen durch das Wachstum der Ausscheidungen, daher sollten Schweißkonstruktion und gegebenenfalls Nachbehandlung oder mechanische Rekonditionierung für tragende Schweißverbindungen berücksichtigt werden.

Zerspanbarkeit
Die Zerspanbarkeit von 6060 ist moderat; es handelt sich nicht um eine besonders gut zerspanbare Legierung, reagiert aber gut auf Hartmetallwerkzeuge, scharfe Schneidgeometrien und steife Aufspannungen. Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe beim Drehen und Fräsen liegen im Mittelfeld im Vergleich zu reinem Aluminium und härteren Aluminiumlegierungen. Die Verwendung von ölhaltigen Kühlschmierstoffen reduziert Aufbauschneiden und verbessert die Oberflächenqualität. Die Spanbildung ist meist kontinuierlich und duktil; für die Serienbearbeitung sind spanunterbrechende Werkzeuge oder Spanbrecher vorteilhaft.

Umformbarkeit
Die Umformbarkeit ist im weichgeglühten (O) Zustand sehr gut, was enge Biegeradien, tiefe Tiefziehformen und komplexe Strangpressprofile mit geringem Rissrisiko ermöglicht. In den T5/T6-Härten ist die Umformbarkeit deutlich reduziert, und die Rückfederung (Springback) muss bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden; kleine Biegeradien sind im O-Zustand machbar, in den T-Härten sind größere Radien oder Zwischenglühen erforderlich. Beim Kaltumformen zu H-Härten empfiehlt sich schrittweises Umformen zur Vermeidung von Oberflächendefekten und zur Kontrolle der Endmaße.

Wärmebehandlungsverhalten

6060 ist eine wärmebehandelbare Al-Mg-Si-Legierung und folgt dem typischen Lösungsglühen und anschließenden Altern der Serie. Das Lösungsglühen erfolgt üblicherweise bei ca. 520–560 °C, um Mg2Si in eine übersättigte Lösung einzugehen, gefolgt von schnellem Abschrecken (meist Wasseraustausch), um die Lösung der Legierungselemente zu erhalten. Künstliche Alterungszyklen variieren, finden aber meist bei 160–220 °C über mehrere Stunden statt, um fein verteilte Mg2Si-Ausscheidungen zu bilden, die die Festigkeit erhöhen; T5 bezeichnet eine Kühlung nach der Bearbeitung mit anschließender künstlicher Alterung, T6 steht für vollständiges Lösungsglühen plus künstliche Alterung.

T651 beschreibt T6 mit kontrolliertem Dehnen oder Spannungsarmglühen zur Minimierung von Eigenspannungen und Verzug. Natürliche (Raumtemperatur-) Alterung tritt in gewissem Maße nach dem Abschrecken auf und kann mechanische Eigenschaften über Tage bis Wochen verändern; in der Fertigung wird dies durch geeignete Härtegrade und Alterungspläne gesteuert. Überalterung bei höheren Temperaturen führt zu groberen Ausscheidungen, geringerer Streckgrenze und erhöhter Duktilität.

Hochtemperatureinsatz

Die Festigkeit von 6060 nimmt mit steigender Temperatur ab, da Ausscheidungen grob werden und die Diffusivität der Legierungselemente zunimmt; die nutzbare Dauerbetriebstemperatur für mechanische Belastung liegt allgemein bei circa 100–150 °C. Darüber hinaus treten deutliche Einbußen bei Streck- und Zugfestigkeit auf, und die Maßhaltigkeit kann durch Rekristallisation und Überalterung beeinträchtigt werden. Die Oxidation von Aluminium ist im Vergleich zu Eisenwerkstoffen gering, da sich eine schützende Al2O3-Schicht bildet, jedoch kann langzeitige Hitzeeinwirkung Oberfläche und Eloxalverhalten beeinflussen.

Geschweißte Zonen und wärmeeinflussbereichsbedingte Regionen sind besonders anfällig für Festigkeitsverluste bei thermischer Belastung durch Ausscheidungsauflösung oder Wachstum, daher sollte bei Hochtemperatureinsatz auf dickere Querschnitte, alternative Legierungen oder kontrollierte Nachwärmebehandlung geachtet werden, um mechanische Eigenschaften zu erhalten.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum 6060 verwendet wird
Architektur / Bauwesen	Fenster- und Türrahmen, Vorhangfassadenprofile	Gute Strangpressbarkeit, ansprechendes Eloxalbild, hohe Maßhaltigkeit
Automobilindustrie	Zierleisten, Schienen, tragende Profile mit geringer Belastung	Gutes Fertigungsverhalten und moderate Festigkeit
Schiffbau	Nicht-kritische Bauteile, Geländer	Angemessene Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenqualität
Elektronik	Gehäuse und wärmeabführende Bauteile	Thermische Leitfähigkeit und Strangpressbarkeit für komplexe Profile
Allgemeine Fertigung	Rohrleitung, Handläufe, Möbelrahmen	Gute Umformbarkeit und Oberflächenqualität für Konsumentenanwendungen

6060 wird vielfach dort eingesetzt, wo Profiloptik, Eloxalverhalten und wirtschaftliche Herstellung komplexer Strangpressprofile im Vordergrund stehen. Die moderate Festigkeit kombiniert mit hervorragender Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit macht die Legierung vielseitig für nicht hochfeste tragende Bauteile und dekorative Baustoffelemente.

Auswahlhinweise

Bei der Auswahl von 6060 sollte der Schwerpunkt auf Anwendungen liegen, die gute Strangpressbarkeit, gleichbleibende Eloxalqualität und moderate Festigkeit benötigen, statt auf Spitzenmechanikwerte. Für formenintensive Bauteile empfiehlt sich der weichgeglühte O-Zustand, während T5/T6 verwendet werden, wenn nachfolgend Maßhaltigkeit und höhere Festigkeiten erforderlich sind.

Im Vergleich zu reinem Aluminium (1100) tauscht 6060 etwas elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie leicht verringerte Umformbarkeit gegen deutlich höhere Festigkeit und verbesserte mechanische Stabilität ein. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 6060 durch Ausscheidungshärtung ein höheres Potenzial an Festigkeit bei gleichzeitig wettbewerbsfähiger Korrosionsbeständigkeit, wobei 5xxx-Legierungen in chloridehaltigen Meeresumgebungen eine bessere Korrosionsbeständigkeit behalten. Im Vergleich zu nahe verwandten wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird 6060 oft aufgrund seiner besseren Oberflächenqualität bei der Extrusion und präziseren Maßhaltigkeit bevorzugt, auch wenn die erreichbare Maximalfestigkeit unter der von 6061 liegt; wählen Sie 6060, wenn die Extrudierbarkeit und das Anodisier-Ergebnis wichtiger sind als maximale Festigkeitsanforderungen.

Abschließende Zusammenfassung

Die Legierung 6060 bleibt aufgrund ihrer guten Extrudierbarkeit, Oberflächenqualität, Korrosionsbeständigkeit und vorhersehbaren Ausscheidungshärteantwort eine relevante und praktische Aluminiumwahl für extrudierte Profile und Anwendungen mit moderaten Belastungen. Das ausgewogene Eigenschaftsprofil macht sie zu einer kosteneffizienten Lösung für architektonische Anwendungen, Automobilzierleisten und allgemeine Fertigungsaufgaben, bei denen Umformbarkeit und Oberflächenqualität ebenso wichtig sind wie die mechanische Leistung.