Aluminium 6063A: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsgebiete

Umfassender Überblick

6063A gehört zur 6xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, einer Gruppe, die durch eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Chemie gekennzeichnet ist, die für das Strangpressen optimiert wurde und mittels Ausscheidungshärtung eine moderate Festigkeit erreicht. Die Hauptlegierungselemente sind Silizium und Magnesium, welche Mg2Si-Ausscheidungen bilden, die durch Wärmebehandlung die Alterungshärtung ermöglichen.

6063A ist eine wärmebehandelbare Legierung; die Festigkeitssteigerung erfolgt hauptsächlich durch Lösungsglühen, Abschrecken und anschließende künstliche Alterung, wodurch feine Mg2Si-Dispersoide ausfallen. Zu den wichtigsten Werkstoffeigenschaften zählen gute Extrudierbarkeit, ein ansprechendes Oberflächenbild nach dem Anodisieren, vernünftige mechanische Festigkeit für Strukturprofile sowie eine überlegene Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu vielen Kaltumformungsserien.

Typische Anwendungsbereiche für 6063A umfassen architektonische Systeme (Fensterrahmen, Vorhangfassaden, Zierleisten), allgemeine Strukturstrangpressprofile, Transportkomponenten und Bauprodukte, bei denen Profilkomplexität und Oberflächenqualität entscheidend sind. Ingenieure wählen 6063A gegenüber anderen Legierungen, wenn eine Kombination aus exzellenter Extrudierbarkeit, Anodisierungsverhalten sowie einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Festigkeit und Umformbarkeit erforderlich ist und nicht die höchstmögliche Festigkeit.

6063A wird oft bevorzugt gegenüber festeren 6xxx-Varianten eingesetzt, wenn eine feine Oberflächenbeschaffenheit und präzise Extrusionsabmessungen im Vordergrund stehen. Die Legierung bietet eine gute Schweißbarkeit und eine gute Zerspanbarkeit im Vergleich zu anderen aluminiumlegierungen, die hauptsächlich für das Strangpressen entwickelt wurden, was eine wirtschaftliche Herstellung komplexer Profile ermöglicht, die eine Nachbearbeitung wie Anodisieren oder Lackieren erfordern.

Temper-Varianten

Temper	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht; maximale Duktilität für Umformvorgänge
H12	Niedrig-Mittel	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Leicht kaltverfestigt, nicht umkehrbar; eingeschränkte Umformbarkeit
H14	Mittel	Moderat	Mäßig	Ausgezeichnet	Übliche Handelsform für moderate Festigkeit
T1	Mittel	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Vom Warmumformen abgekühlt und natürlich gealtert
T4	Mittel	Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Gelöst wärmebehandelt und natürlich gealtert
T5	Mittel-Hoch	Moderat	Mäßig	Ausgezeichnet	Vom Warmumformen abgekühlt und künstlich gealtert
T6	Hoch	Moderat-Niedrig	Begrenzt	Gut	Gelöst wärmebehandelt, abgeschreckt und künstlich gealtert; Höchstfestigkeit
T651	Hoch	Moderat-Niedrig	Begrenzt	Gut	Gelöst wärmebehandelt, durch Dehnung spannungsarm geglüht, künstlich gealtert
T66	Hoch	Moderat-Niedrig	Begrenzt	Gut	Leicht überaltert zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion

Der Temperzustand steuert maßgeblich das Verhältnis zwischen Festigkeit und Duktilität bei 6063A. Geglühte und leicht kaltverfestigte Zustände bieten die beste Formbarkeit für Biegen und komplexe Umformung, während T5/T6 und ihre stabilisierten Varianten die höchsten nutzbaren Festigkeiten für strukturelle Anwendungen liefern.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Bemerkungen
Si	0,2–0,6	Silizium verbindet sich mit Mg zu Mg2Si-Ausscheidungen; bestimmt die Extrudierbarkeit und Festigkeit
Fe	≤0,35	Eisen ist ein Verunreinigungsstoff, der die Korrosionsbeständigkeit mindert und spröde Intermetallische Verbindungen bilden kann
Mn	≤0,10	Kleine Mengen können die Festigkeit geringfügig erhöhen, werden aber meist begrenzt, um die Extrudierbarkeit zu erhalten
Mg	0,45–0,9	Magnesium ist an der Ausscheidungshärtung beteiligt und Hauptbeitrag zur Festigkeit
Cu	≤0,10	Kupfer wird niedrig gehalten, um die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion zu reduzieren
Zn	≤0,10	Zink ist begrenzt, um Heißrisse zu vermeiden und anodisierte Eigenschaften zu gewährleisten
Cr	≤0,10	Chrom kann die Kornstruktur kontrollieren und die Rekristallisation während der Verarbeitung reduzieren
Ti	≤0,10	Titan wird als Kornverfeinerer bei Gussstücken und Halbzeugen verwendet
Andere	≤0,15 gesamt	Weitere Elemente (je ≤0,05) können als Rückstände oder geringfügige Zusätze vorhanden sein

Das Si–Mg-Verhältnis definiert die Chemie der 6xxx-Serie; das richtige Gleichgewicht bestimmt das Volumen und die Stabilität der Mg2Si-Ausscheidungen, welche direkt die erreichbare Höchstfestigkeit und das Alterungsverhalten steuern. Minderheitenbestandteile und Verunreinigungen beeinflussen das Extrusionsverhalten, die Oberflächenqualität, das Anodisierungsverhalten und die Anfälligkeit für intermetallische Phasenbildung während des Schmelzens und Erstarrens.

Mechanische Eigenschaften

Das Zugverhalten von 6063A variiert stark mit dem Temperzustand und der Querschnittsdicke. Im geglühten Zustand zeigt die Legierung niedrige Streck- und Zugfestigkeiten, aber hohe Duktilität und Dehnung, was Tiefziehen und enge Biegeradien erleichtert. In den T5/T6-Tempern entwickelt die Legierung deutlich höhere Zug- und Streckfestigkeiten durch Ausscheidungshärtung, bei gleichzeitig verminderter Dehnung und Kaltumformbarkeit.

Die Streckgrenze ist eine Funktion von Temperzustand und thermischer Historie; typische Streckwerte für gebräuchliche Struktur-Temper liegen im Bereich von 70–170 MPa, abhängig von Temper und Dicke, während die Zugfestigkeit typischerweise von ca. 115 MPa im O-Zustand bis zu ca. 215–260 MPa im T6-Zustand reicht. Die Härte folgt der Festigkeit; geglühte Werkstoffe sind relativ weich, während künstlich gealterte Temper nahe Brinell-Härten erreichen, die sowohl Zerspanung als auch strukturelle Nutzung ermöglichen.

Die Ermüdungsfestigkeit ist für stranggepresste Profile ohne starke Oberflächenfehler generell gut; die Lebensdauer unter Wechselbelastung ist empfindlich gegenüber Oberflächenqualität, Kerben und Eigenspannungen, die durch Umformen oder Schweißen entstehen. Dicke und Profilform beeinflussen die mechanische Leistung: Dünnere Strangpressprofile und Bleche erreichen ihre Höchstfestigkeiten während der Alterung schneller, während dickere Querschnitte eine längere Lösungsglühzeit benötigen, um eine Homogenisierung und vollständige Härteentwicklung sicherzustellen.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wichtiges Temper (z.B. T6)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	~110–160 MPa	~215–260 MPa	Bereich abhängig von Querschnittsdicke und Homogenität der Wärmebehandlung
Streckgrenze	~40–90 MPa	~140–170 MPa	Streckgrenze steigt deutlich durch künstliche Alterung
Dehnung	~20–30 %	~6–12 %	Duktilität verringert in hochgealtertem Zustand
Härte	~30–40 HB	~60–75 HB	Korrelation mit Ausscheidungszustand und Versetzungsdichte

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für warmgewalzte Aluminiumlegierungen; trägt zur hohen spezifischen Festigkeit bei
Schmelzbereich	~582–652 °C	Typischer Solidus–Liquidus-Bereich für Al–Mg–Si-Gemische; Verarbeitung muss Anlaufschmelzen vermeiden
Wärmeleitfähigkeit	~150–200 W/m·K	Hohe Leitfähigkeit, nützlich für Wärmeabfuhr; variiert mit Temper und Legierungszusammensetzung
Elektrische Leitfähigkeit	~30–45 % IACS	Niedriger als reines Al aufgrund der Legierungselemente; akzeptabel für viele elektrische Bauteile
Spezifische Wärme	~900 J/kg·K	Gute Wärmekapazität für thermische Pufferung im Einsatz
Wärmeausdehnung	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Typische Aluminiumausdehnung; relevant für den Verbund mit verschiedenartigen Werkstoffen

6063A kombiniert eine niedrige Dichte mit relativ hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, was die Legierung für Kühlkörper und architektonische Bauteile prädestiniert, bei denen Gewicht und Wärmeleistung gleichermaßen eine Rolle spielen. Der Schmelzbereich und das Erstarrungsverhalten erfordern eine kontrollierte Herstellung von Gussstücken und Strangpresshalbzeugen, um intermetallische Ausscheidungen zu vermeiden und gleichmäßige mechanische Eigenschaften über die gesamte Extrusionslänge sicherzustellen.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Typische Zustände	Hinweise
Blech	0,5–6 mm	Gleichmäßig, kann kaltgewalzt zu H-Zuständen verarbeitet werden	O, H14, H24	Verwendet für Paneele, Fassaden und Bauteile mit Anforderungen an Oberflächenfinish
Platte	6–25 mm	Dickere Abschnitte sprechen langsamer auf Wärmebehandlung an	O, T6 (begrenzt)	Weniger verbreitet aufgrund Schwerpunkt auf Strangpressprofilen; kann längere Lösungsglühtzeiten erfordern
Strangpressprofil	Komplexe Querschnitte, Profile 1–100+ mm	Ausgezeichnete gerichtete Eigenschaften; Festigkeit abhängig von Abkühlung und Auslagerung	T5, T6, T651	Primärer Absatzmarkt für 6063A; hervorragende Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität
Rohr	Ø klein bis groß, variable Wandstärken	Ähnlich wie Strangprofile; nahtlos oder geschweißt	O, T6	Verwendung für architektonische Rohrsysteme, Rahmen und tragende Bauteile
Stab/Rundstahl	Ø 3–50 mm	Massive Profile für bearbeitete Bauteile	O, T6	Häufig als Lagerform für bearbeitete Fittings und Beschläge

Strangpressprofile sind die dominierende Produktform für 6063A aufgrund des feinen Gleichgewichts zwischen Gießfließfähigkeit und Stabilität in der Matrize, was lange Profile mit engen Toleranzen ermöglicht. Bleche und Platten werden durch Walzen verarbeitet und können weichgeglühte oder teilgehärtete Zustände aufweisen; besonders dicke Platten sind weniger typisch, da 6063A für Strangpressanwendungen optimiert ist und weniger für dickwandige Anwendungen.

Entsprechende Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Bemerkungen
AA	6063A	USA	Bezeichnung der Aluminum Association; häufig in nordamerikanischen Spezifikationen verwendet
EN AW	6063	Europa	EN AW-6063 (AlMgSi) ist die europäische Entsprechung mit ähnlicher Chemie und Zuständen
JIS	A6063	Japan	JIS A6063 entspricht ähnlichen Al–Mg–Si Legierungen nach japanischen Normen
GB/T	6063	China	GB/T 6063 stimmt eng mit der Chemie und den mechanischen Anforderungen von AA 6063 überein

Die regionalen Normen sind funktional ähnlich, können jedoch leicht unterschiedliche Grenzwerte für Verunreinigungen, Gefügestruktur und Abnahmeprüfungen bei Strangpressprofilen vorgeben. Diese subtilen Unterschiede können die Lieferantenqualifikation und das Anodisierverhalten beeinflussen, weshalb Beschaffungsspezifikationen sowohl die Legierungsbezeichnung als auch die zugehörige Norm bei internationaler Beschaffung referenzieren sollten.

Korrosionsbeständigkeit

6063A bietet aufgrund seines vergleichsweise niedrigen Kupfergehalts und der stabilen anodischen Filmbildung eine gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, was es für den Außeneinsatz in der Architektur prädestiniert. Die Legierung lässt sich gleichmäßig anodisieren und erzeugt attraktive sowie korrosionsbeständige Oxidschichten, die im Fassaden- und Fensterrahmenmarkt weit verbreitet sind.

In maritimen und chloridreichen Umgebungen zeigt 6063A für viele strukturmechanische Anwendungen akzeptable Leistungen, allerdings kann längere Einwirkung von Spritzwasser oder Sprühnebel an rauen oder mechanisch beschädigten Oberflächen Lochfraß fördern. Schutzmaßnahmen wie Beschichtungen, sachgerechte Entwässerung und Anodisieren helfen, lokale Korrosion in aggressiven Umgebungen zu minimieren.

Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion (SCC) ist bei 6063A geringer als bei einigen höher kupferhaltigen Legierungen, kann jedoch unter Zug-Restspannungen und stark korrosiven Bedingungen auftreten. Galvanische Wechselwirkungen mit edleren Metallen sind zu beachten; in Verbindung mit Stahl oder Kupferlegierungen wirkt 6063A anodisch und sollte elektrisch isoliert oder mit Opferanoden versehen werden, wenn Korrosionsschutz kritisch ist.

Im Vergleich zu 5xxx (Al–Mg) Legierungen bietet 6063A in der Regel überlegene Anodisierbarkeit und Oberflächenqualität, jedoch eine leicht geringere Beständigkeit gegen bestimmte wässrige Korrosionsarten; im Vergleich zu hochfesten 2xxx/7xxx Legierungen zeigt 6063A deutlich bessere Langzeitkorrosionsbeständigkeit aufgrund geringerer Kupfer- und Zinkgehalte.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

6063A lässt sich gut mit gängigen Schmelzschweißverfahren wie TIG und MIG schweißen und erzeugt dabei schlagkräftige Verbindungen, wenn geeignete Zusatzwerkstoffe – meist 4043 oder 5356 je nach Gelenkanforderungen – verwendet werden. Die Gefahr von Heißrissen ist bei 6063A gering, trotzdem sind eine sorgfältige Gelenkgestaltung und die Minimierung von Schweißbadverunreinigungen wichtig, um das Oberflächenbild zu erhalten. In der Wärmeeinflusszone (HAZ) kommt es bei ausgeglichenen Zuständen zu teilweiser Erweichung; Konstrukteure sollten verminderte lokale Festigkeit berücksichtigen und gegebenenfalls Nachbehandlungen oder überlegierte Zusatzwerkstoffe einplanen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von 6063A ist mittel bis gut; es lässt sich leichter bearbeiten als viele hochfeste 6xxx Varianten aufgrund der ausgewogenen Härte und Duktilität in den üblichen Zuständen. Hartmetallwerkzeuge bieten lange Standzeiten bei typischen Schnittgeschwindigkeiten, und die Spanabfuhr ist gut beherrschbar, wenn Vorschübe auf Blechdicke und Zustand abgestimmt sind. Synthetische oder lösliche Kühlschmierstoffe helfen, Oberflächenqualität zu sichern und Aufbauschneiden bei anodisierten oder optisch kritischen Bauteilen zu vermeiden.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit ist ausgezeichnet im weichgeglühten (O) und leicht verfestigten Zustand, was enge Biegeradien und komplexe Umformungen erlaubt; das Rückfedern ist bei Strangpressprofilen gut vorhersagbar und kann im Werkzeugdesign kompensiert werden. Kaltverfestigte und ausscheidungshärtende Zustände mindern die Umformbarkeit und erhöhen das Risiko von Rissen beim Biegen; für geformte und anschliessend wärmebehandelte Bauteile ist die Wahl von T4 oder Lösungsglühen nach der Umformung eine übliche Fertigungsstrategie.

Wärmebehandlungsverhalten

6063A ist eine wärmebehandelbare Legierung, deren Festigkeit primär durch Ausscheidung von Mg2Si erzielt wird. Das Lösungsglühen erfolgt typischerweise bei etwa 520–560 °C, um lösliche Bestandteile aufzulösen, gefolgt von schnellem Abschrecken zur Erhaltung einer übersättigten festen Lösung. Künstliches Auslagern (T5/T6) folgt dem Abschrecken oder einer kontrollierten Abkühlung und erfolgt üblicherweise bei 160–200 °C über Zeiten, die auf die Zielwerte von Festigkeit und Maßhaltigkeit abgestimmt sind.

Typische T-Zustände sind T4 (lösungsglühen und natürliche Auslagerung), T5 (Abkühlung nach Heißumformung und künstliche Auslagerung) und T6 (lösungsglühen, abschrecken und künstliche Auslagerung). Varianten wie T651 beinhalten zusätzlich eine Spannungsarmgüte durch Dehnen zur Minimierung von Verzug. Überalterung (T7/T66) opfert etwas Festigkeit zugunsten verbesserter Stabilität und Widerstand gegen Spannungsrisskorrosion und wird eingesetzt, wenn thermische Belastungen im Einsatz oder Maßhaltigkeit kritisch sind.

Nicht wärmebehandelbare Festigkeitssteigerung ist begrenzt; leichte H-Zustände erzielen eine Festigkeitssteigerung durch Kaltumformung, erreichen aber nicht die Festigkeitsniveaus durch Ausscheidungshärtung. Vollweichglühen (O) wird verwendet, wenn maximale Duktilität und Umformbarkeit vor weiteren Verarbeitungen gefordert sind.

Hochtemperatureinsatz

Die Einsatztemperaturen von 6063A werden durch den Verlust der Ausscheidungsfestigkeit und erhöhte Diffusionsraten begrenzt; die nutzbare Festigkeit bleibt in der Regel bis ca. 100–150 °C erhalten, bei höheren Dauerlasttemperaturen kommt es jedoch zu ausgeprägter Weichung. Kriechbeständigkeit ist moderat; für Einsätze mit kontinuierlichen hohen Temperaturen wählen Konstrukteure gewöhnlich Legierungen mit besseren Hochtemperatureigenschaften oder berücksichtigen Auslegungsmargen.

Oxidation an der Luft ist unkritisch, da Aluminium eine schützende Oxidschicht bildet, aber thermische Belastungen können das Oberflächenfinish verändern und anodisierte Schichten beeinträchtigen. Wärmeeinflusszonen von Schweißnähten können durch Ausscheidungsvergröberung und reduzierte mechanische Eigenschaften bei hohen Nachschweißtemperaturen beeinträchtigt werden. Für Bauteile mit intermittierender Erwärmung kann der Einsatz von überalterten Zuständen die Maßhaltigkeit verbessern, allerdings auf Kosten der Spitzenfestigkeit.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum 6063A verwendet wird
Architektur	Fensterrahmen, Vorhangfassadenprofile	Hervorragende Strangpressbarkeit, Anodisierbarkeit, Oberflächenqualität
Bau	Türrahmen, Handläufe, Zierprofile	Gute Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit für komplexe Formen
Transport	Leichtbau-Zierteile, Innenrahmenprofile	Gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und ansprechendes Oberflächenbild
Marine	Nicht tragende Decksbeschläge, Zierteile	Korrosionsbeständigkeit und Anodisierbarkeit für ästhetische Anforderungen
Elektronik	Kühlkörper, Gehäuse	Wärmeleitfähigkeit und einfache Strangpressbarkeit für Lamellen
Verbrauchsgüter	Möbelrahmen, Sportgeräte	Kombination aus Umformbarkeit, Finish und Wirtschaftlichkeit

6063A ist besonders dominant, wenn lange, komplexe Strangpressprofile mit hochwertigen Oberflächenfinishs gefordert sind, insbesondere wenn eine nachfolgende Anodisierung oder Lackierung Teil der Produktspezifikation ist. Das ausgewogene Zusammenspiel von mechanischen, thermischen und Oberflächeneigenschaften macht die Legierung zu einer kosteneffizienten Wahl für viele nicht extreme strukturelle Anwendungen.

Auswahlhinweise

Wählen Sie 6063A, wenn Strangpresskomplexität, Oberflächenfinish (Anodisierung) und moderate strukturelle Festigkeit die Hauptanforderungen der Konstruktion sind. Sollte maximale Festigkeit gefordert sein, sind stärkere 6xxx oder 7xxx Legierungen geeigneter, welche jedoch häufig Einschränkungen bei Anodisierbarkeit und Oberflächenqualität mit sich bringen.

Im Vergleich zu reinem Aluminium (1100) bietet 6063A höhere Festigkeit und bessere Extrudierbarkeit auf Kosten einer etwas geringeren elektrischen Leitfähigkeit und leicht reduzierter Umformbarkeit; 1100 wird gewählt, wenn elektrische Leitfähigkeit oder maximale Duktilität im Vordergrund stehen. Gegenüber kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 6063A eine höhere ausscheidungshärtbare Festigkeit sowie eine bessere Eloxierfähigkeit/Oberflächenqualität, kann jedoch in bestimmten korrosiven Chlorid-Umgebungen weniger widerstandsfähig sein. Im Vergleich zu 6061 wird 6063A bevorzugt, wenn eine höhere Extrusionsoberflächenqualität und feinere Details gefordert sind, trotz der geringeren Höchstfestigkeit; 6061 hingegen wird ausgewählt, wenn höhere konstruktive Festigkeit und Bruchzähigkeit Priorität haben.

Berücksichtigen Sie bei der Wahl Verfügbarkeit, Kosten und Oberflächenanforderungen: 6063A ist häufig für Profile und Architektur-Extrusionen vorrätig, was die Lieferzeiten und Bearbeitungskosten im Vergleich zu weniger gängigen Legierungen reduzieren kann.

Abschließende Zusammenfassung

6063A bleibt eine weit verbreitete Aluminiumlegierung, da sie hervorragende Extrudierbarkeit, gute Eloxierfähigkeit und ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit für Architektur- und Strukturprofile vereint. Ihre Vielseitigkeit bei verschiedenen Fertigungsverfahren und das vorhersehbare Wärmebehandlungsverhalten machen sie zu einer praxisnahen Wahl für Konstrukteure, die zuverlässige Leistung und attraktive Oberflächen bei Aluminiumanwendungen mit mittlerer Festigkeit suchen.