Aluminium 6260: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsgebiete
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Umfassender Überblick
6260 gehört zur 6xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, einer Familie, die durch Magnesium und Silizium als Hauptlegierungselemente definiert ist, die Mg2Si-Ausscheidungen bilden. Es handelt sich um eine wärmebehandelte, ausscheidungshärtbare Legierung, die darauf ausgelegt ist, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen moderater bis hoher Festigkeit und guter Extrudierbarkeit sowie Oberflächenqualität zu bieten. Damit zählt sie zu den Legierungen, die für strukturelle Profile und technische Profilarbeiten optimiert sind.
Die Hauptlegierungselemente in 6260 sind Silizium und Magnesium, ergänzt durch kontrollierte Zusätze von Kupfer, Chrom, Mangan und Spuren von Titan zur Kornfeinung und Beeinflussung der Härtungskinetik. Der Festigkeitsmechanismus ist die klassische Ausscheidungshärtung: Lösungsglühen und Abschrecken, gefolgt von künstlicher (oder natürlicher) Alterung, um Mg2Si und sekundäre Phasen auszubilden, welche die Streckgrenze und Zugfestigkeit erhöhen.
Wesentliche Eigenschaften von 6260 sind ein günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, gute Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen sowie leicht marinen Umgebungen, gute Schweißeignung bei entsprechender Zugabe von Fülldraht und vernünftige Umformbarkeit im weichgeglühten Zustand. Typische Einsatzbereiche sind Transport (Automobil- und Schienenverkehr), Architektur- und Bausysteme, elektrische Gehäuse sowie wärmeableitende Bauteile, bei denen komplexe, extrudierbare Formen erforderlich sind.
Ingenieure wählen 6260, wenn eine extrudierfreundliche 6xxx-Legierung mit leicht höherer Festigkeit im ausgelasteten Zustand und verbesserter dimensionsstabiler gegenüber gängigen Legierungen wie 6063 benötigt wird. Es wird bevorzugt gegenüber höherfesten 2xxx/7xxx-Legierungen, wenn Schweißbarkeit, Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit wichtiger sind als absolute Höchstfestigkeit, und gegenüber weichen 1xxx- oder 3xxx-Legierungen, wenn eine höhere strukturelle Tragfähigkeit gefordert ist.
Ausführungszustände (Tempering)
| Ausführungszustand | Festigkeitsniveau | Dehnung | Umformbarkeit | Schweißbarkeit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Niedrig | Hoch | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Vollständig geglüht für maximale Duktilität und Umformbarkeit |
| H14 | Niedrig–Mittel | Mittel | Gut | Gut | Kaltverformt, leichte Erhöhung der Streckgrenze; begrenzte Rekonstitution erlaubt |
| T4 | Mittel | Mittel–Hoch | Gut | Gut | Lösungsglühen und natürliche Alterung; guter Kompromiss für Umformung gefolgt von Alterung |
| T5 | Mittel–Hoch | Mittel | Gut | Gut | Vom Heißumformen abgeschreckt und künstlich gealtert; üblich für Profilextrusionen |
| T6 | Hoch | Mittel–Niedrig | Ausreichend | Ausreichend–Gut | Lösungsglühen, Abschrecken und künstliche Alterung für Höchstabfestigkeit |
| T651 | Hoch (stabil) | Mittel–Niedrig | Ausreichend | Ausreichend–Gut | T6 mit Spannungsarmglühen durch Strecken; weit verbreitet für extrudierte Strukturteile |
Der Ausführungszustand beeinflusst maßgeblich die Mikrostruktur: Weiche Zustände erlauben umfangreiche Kaltumformung und Biegen ohne Rissbildung, während in T6/T651 Zustand erreichte Höchstfestigkeiten zulasten der Umformbarkeit gehen. Die Schweißbarkeit und Anfälligkeit für Aufhärtungsverluste im Wärmeeinflussbereich (WEZ) hängen eng mit dem Zustand zusammen; T6-Teile zeigen nach dem Schweißen lokale Weichzonen, sofern keine Nachbehandlung oder passende Füllwerkstoffe verwendet werden.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Prozentbereich | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Si | 0,4–0,9 | Silizium bildet mit Mg Mg2Si-Ausscheidungen zur Festigkeitssteigerung; steuert zudem die Fließfähigkeit beim Gießen/Extrudieren |
| Fe | 0,2–0,5 | Eisen ist unvermeidbarer Verunreinigungsstoff; bildet intermetallische Phasen, die Zähigkeit und Oberflächenqualität beeinflussen können |
| Mn | 0,05–0,25 | Kleine Mengen verfeinern das Korn und verbessern die Festigkeit; hohe Mn-Gehalte sind für 6260 nicht typisch |
| Mg | 0,6–1,0 | Hauptelement zur Festigkeitssteigerung zusammen mit Si; steuert Ausscheidungskinetik und Höchstfestigkeit |
| Cu | 0,05–0,30 | Geringer Kupferanteil erhöht Festigkeit und Härte, kann bei zu hohen Gehalten Korrosionsbeständigkeit vermindern |
| Zn | ≤0,2 | Zink meist niedrig gehalten; hohe Zn-Gehalte sind in dieser Legierungsfamilie wegen wechselwirkender Lösungselemente unerwünscht |
| Cr | 0,05–0,25 | Chrom vermindert Kornwachstum und verbessert Stabilität des Ausführungszustands sowie Zähigkeit bei Wärmebehandlung |
| Ti | ≤0,10 | Titan dient als Kornfeiner bei Guss- oder Barrenherstellung; geringe Zusätze verbessern die Oberflächenqualität der Extrudate |
| Sonstige (jeweils) | ≤0,05 | Spurenelemente und Reststoffe; Al-Balance (~Rest) |
Die Zusammensetzung ist gezielt auf eine kontrollierte Mg2Si-Ausscheidung bei künstlicher Alterung abgestimmt und begrenzt unerwünschte intermetallische Phasen. Kleine Cu- und Cr-Zugaben ermöglichen eine zusätzliche Einstellung von Festigkeit, Verhalten im Wärmeeinflussbereich und Spannungsrelaxation, ohne die Korrosionsbeständigkeit stark zu beeinträchtigen.
Mechanische Eigenschaften
6260 zeigt ein breites mechanisches Eigenschaftsspektrum, das stark vom Ausführungszustand, der Bauteilstärke und dem Verarbeitungsverfahren abhängt. Im geglühten (O) Zustand besitzt es hohe Duktilität bei niedriger Streck- und Zugfestigkeit, was es für Biege- und Umformprozesse geeignet macht. Nach Lösungsglühen und künstlicher Alterung (T6/T651) werden durch feine Ausscheidungsverteilung von Mg2Si Höchstwerte bei Zug- und Streckfestigkeit erreicht, während die Duktilität entsprechend abnimmt und die Bruchdehnung in den niedrigen zweistelligen bis mittleren einstelligen Prozentbereich fällt.
Die Härte folgt demselben Muster: Niedrige Brinellwerte im O-Zustand steigen bei Alterung deutlich an. Die Ermüdungsfestigkeit bei extrudierten Profilen ist für diese Legierungsgruppe grundsätzlich gut, jedoch abhängig von der Oberflächenqualität, Bearbeitungsspuren und Kerbwirkungen; Kugelstrahlen oder Oberflächenbeschichtungen können die Hochzyklus-Ermüdungslebensdauer deutlich verbessern. Bauteildicke und Querschnittsform beeinflussen die Abschreckgeschwindigkeit beim Lösungsglühen und damit die maximal erreichbare Härte und Festigkeit; dünnere Querschnitte weisen typischerweise eine höhere Ausscheidungshärtung als dickere auf.
| Eigenschaft | O/Geglüht | Wichtiger Zustand (z. B. T6/T651) | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (UTS) | ~100–150 MPa | ~300–340 MPa | UTS variiert je nach Zustand und Querschnittsgröße; T6-Werte sind abhängig von Alterungsparametern |
| Streckgrenze (0,2 % Dehnung) | ~35–80 MPa | ~240–300 MPa | Streckgrenzenanstieg im T6-Zustand signifikant; T651 bietet verbesserte Dimensionsstabilität |
| Dehnung (A%) | ~20–30 % | ~8–14 % | Dehnung nimmt mit zunehmender Härte ab; gemessen an Normproben |
| Härte (HB) | ~25–40 HB | ~70–100 HB | Brinell-Härtebereiche sind indikativ; Oberfläche und Zustand beeinflussen die Messergebnisse |
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Dichte | 2,70 g/cm³ | Typisch für die meisten Al-Mg-Si-Legierungen; wichtig für Festigkeits-Gewichts-Berechnungen |
| Schmelzbereich | ~570–640 °C | Abhängig von Legierungszusammensetzung und Verunreinigungen; Bereich zwischen Solidus und Liquidus |
| Wärmeleitfähigkeit | ~150–170 W/m·K | Gute Wärmeleitung für Wärmeableitung und thermisches Management |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~30–45 % IACS | Niedriger als bei reinem Aluminium wegen Legierungselementen; Kompromiss zwischen Leitfähigkeit und Festigkeit |
| Spezifische Wärmekapazität | ~900 J/kg·K | Typischer Wert nahe Raumtemperatur für Aluminiumlegierungen |
| Thermische Ausdehnung | ~23–24 µm/m·K (20–100 °C) | Thermischer Ausdehnungskoeffizient ähnlich anderen 6xxx-Legierungen; wichtig bei Verbindung mit unterschiedlichen Werkstoffen |
Die physikalischen Eigenschaften machen 6260 attraktiv, wenn neben einem hohen Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis und guter Wärmeleitung auch eine vernünftige elektrische Leitfähigkeit gefordert sind. Konstrukteure müssen die thermische Ausdehnung bei Verbindungen von 6260-Komponenten mit anderen Metallen oder Verbundwerkstoffen berücksichtigen, um Ermüdung durch differentialen Wärmeeinfluss zu vermeiden.
Produktformen
| Form | Typische Dicke/Größe | Festigkeitsverhalten | Übliche Zustände | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Blech | 0,3–6 mm | Festigkeit variiert mit dem Zustand; dünnere Bleche härten durch Ausscheidungen gleichmäßiger | O, T4, T5, T6 | Verwendet für Verkleidungen, Abdeckungen und geformte Bauteile; hervorragende Oberflächenqualität für Lackierung/Anodisieren |
| Platte | 6–50 mm | Dicke Abschnitte zeigen geringere Ausscheidungshärtung und langsamere Abschreckraten | O, T6 (begrenzt) | Schwere Querschnitte erfordern kontrolliertes Abschrecken/Aushärten, um weiche Kernbereiche zu vermeiden |
| Strangpressprofil | Komplexe Profile, bis mehrere Meter lang | Festigkeit im Ausgangszustand (T5) gut; T6 nach vollständiger Wärmebehandlung verfügbar | T5, T6, T651 | Häufigste Form für 6260; Querschnittsgestaltung beeinflusst mechanische Anisotropie |
| Rohr | Außendurchmesser 6–200 mm, Wandstärke abhängig | Geschweißte und nahtlose Rohre zeigen typische 6xxx-Verhalten | O, T5, T6 | Verwendung für tragende Rohre, Schienen und Leitungen |
| Stab/Rundstahl | Durchmesser bis 200 mm | Massive Abschnitte haben geringere ausscheidunggehärtete Festigkeit als dünne Querschnitte | O, T6 | Verwendung für bearbeitete Fittings und Verbinder mit stabilen Abmessungen |
Der Herstellungsprozess bestimmt die erzielbare Mikrostruktur: Strangpressen erzeugt orientierten Kornfluss und gute Oberflächenqualität, während bei Platten und deren Wärmebehandlungen die Schichtdicke optimiert werden muss. Strangpress-spezifische Zustände (T5/T651) sind darauf ausgelegt, Verzug zu minimieren und stabile mechanische Eigenschaften bei guter Oberflächenoptik zu gewährleisten.
Äquivalente Werkstoffnummern
| Norm | Werkstoffnr. | Region | Hinweise |
|---|---|---|---|
| AA | 6260 | USA | In den Listen der American Aluminum Association anerkannt; spezifische Produktspezifikationen variieren je nach Lieferant |
| EN AW | 6260 | Europa | EN-AW 6260 wird häufig in europäischen Katalogen verwendet; Zusammensetzung und Zustände sind mit ISO-Normen harmonisiert |
| JIS | A6260 (ungefähr) | Japan | Japanische Normen listen meist eine ähnliche Zusammensetzung unter A6260 oder ähnlicher Bezeichnung; Lieferantenzertifikate prüfen |
| GB/T | 6260 | China | Chinesisches GB/T-System enthält passende Einträge für viele 6xxx-Legierungen; nationale Toleranzen prüfen |
Direkte Äquivalente sind meist nah, aber nicht immer identisch; regionale Normen erlauben unterschiedliche Verunreinigungsgrenzen, Anforderungen an mechanische Eigenschaften und zulässige Zustände. Ingenieure sollten bei wichtigen Anwendungen immer das spezifische Werkszeugnis und die aktuelle Normfassung beim Werkstoffwechsel prüfen.
Korrosionsbeständigkeit
6260 bietet eine gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, typisch für die 6xxx-Serie, bedingt durch die Ausbildung einer stabilen, schützenden Al2O3-Passivschicht und den Verzicht auf hohe Kupfergehalte, die galvanische Empfindlichkeit fördern. In Industrie- und Stadtatmosphären zeigt es gute Leistungen, und das Anodisieren verbessert zusätzlich den Korrosionsschutz und das Erscheinungsbild für architektonische Anwendungen.
In maritimer oder chloridreicher Umgebung widersteht 6260 allgemeiner Korrosion gut, ist jedoch gegenüber lokal begrenzter Loch- und Spaltkorrosion anfällig, wenn schützende Beschichtungen beschädigt sind. Im Vergleich zu marinespezifischen 5xxx-Legierungen ist die native Seewasserbeständigkeit niedriger; für dauerhafte Eintauchanwendungen sind Aluminium-Magnesium-Legierungen mit höherem Mg-Gehalt meist besser geeignet.
Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion (SCC) in 6260 ist geringer als bei hochfesten 2xxx- und bestimmten 7xxx-Legierungen, jedoch sind Zustand und Restspannungen entscheidend: Überlagerte Zustände zeigen verbesserte SCC-Beständigkeit, während hochfeste Zustände im erreichbaren Härtezustand anfälliger sein können. Galvanische Wechselwirkungen folgen dem üblichen Aluminium-Verhalten: 6260 sollte mit weniger edlen Metallen vorsichtig kombiniert und Kontaktflächen für eine Minimierung galvanischer Korrosion isoliert werden.
Verarbeitungseigenschaften
Schweißbarkeit
6260 lässt sich mit gängigen Schweißverfahren (GMAW/MIG, GTAW/TIG, Widerstandsschweißen) gut verarbeiten, wenn passende Füllmaterialien und Vor-/Nachbehandlungen verwendet werden. Typische Fülllegierungen sind Al-Si (ER4043) oder Al-Mg-Si (ER5356), abhängig von mechanischen Anforderungen und Korrosionsverhalten; ER4043 vermindert Heißrissrisiken und verbessert Fließeigenschaften, während ER5356 höhere Festigkeit und Duktilität erhält. Im Wärmeeinflussbereich (HAZ) ist bei T6-Material eventuell ein Festigkeitsabfall zu erwarten; Nachalterung oder der Einsatz überhöhter Füllmaterialien sowie T4→T6-Nachbehandlung können diesen Effekt mindern.
Zerspanbarkeit
Die Zerspanbarkeit von 6260 ist moderat und vergleichbar mit anderen 6xxx-Legierungen; es handelt sich nicht um eine besonders zerspanfreundliche Legierung, reagiert aber gut auf Hartmetallwerkzeuge und moderne CNC-Verfahren. Empfohlen werden TiN-beschichtete Hartmetalleinsätze mit positivem Spanwinkel und gute Kühlmittelzufuhr. Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe sollten so gewählt werden, dass Aufbauschneiden minimiert werden; Bohrungen mit großer Tiefe und starkes Planfräsen profitieren von Intervallarbeitszyklen und stabiler Werkstückfixierung.
Umformbarkeit
Die Umformbarkeit ist im Zustand O und T4 ausgezeichnet und nimmt mit zunehmender Ausscheidungshärtung Richtung T6 ab. Beim Blechbiegen liegt der konservative Mindestinnenbiegeradius typischerweise bei 2–3× der Materialstärke für T4 und 3–5× für T6, abhängig von der Querschnittsgeometrie und Werkzeugausführung. Kaltumformung (H-Zustände) erhöht die Streckgrenze, vermindert jedoch die Bruchdehnung; Warmumformen und geeignete Glühzyklen können vor der endgültigen Alterung genutzt werden, um die Duktilität wiederherzustellen.
Wärmebehandlungsverhalten
6260 ist wärmebehandelbar und folgt dem klassischen Pfad der Ausscheidungshärtung. Die übliche Lösungsglühung erfolgt bei etwa 520–540 °C, die Dauer wird an die Schichtdicke angepasst, um Mg2Si vollständig aufzulösen, gefolgt von schnellem Abschrecken (Wasserabschreckung) zur Erhaltung einer übersättigten festen Lösung. Die künstliche Alterung wird typischerweise bei 150–185 °C über wenige bis mehrere Stunden durchgeführt, um T5- oder T6-Zustände zu erreichen, abhängig vom gewünschten Kompromiss zwischen Festigkeit und Stabilität.
Der Zustand T4 (gelöst und natürlich gealtert) bietet verbesserte Umformbarkeit und erlaubt spätere künstliche Alterung; T5 ist die direkte Alterung des as-extrudierten Zustands mit guter Maßhaltigkeit bei langen Profilen. T651 bezeichnet T6 mit zusätzlicher Spannungsfreigaßstreckung zur Minimierung von Eigenspannungen und Verzug. Nicht wärmebehandelbare Festigkeitssteigerung erfolgt durch Kaltverfestigung (H-Zustände) und Glühzyklen zur Einstellung der Duktilität.
Hochtemperatur-Verhalten
Ab Temperaturen oberhalb typischer Alterungsbereiche nimmt die Festigkeit von 6260 deutlich ab; Dauertemperaturen über ~120–150 °C lösen Ausscheidungen auf und mindern Streckgrenze und Zugfestigkeit. Langfristige Wärmeexposition führt zu Überalterung und Weichwerden, daher muss die Konstruktion dauerhafte Einsatztemperaturen begrenzen oder reduzierte Belastbarkeit in Kauf nehmen.
Die Oxidation bei erhöhten Temperaturen ist bei kurzzeitiger Exposition minimal dank rascher Bildung der Al2O3-Schicht, jedoch kann diese Schutzschicht mechanisch oder chemisch beschädigt werden. In geschweißten Bauteilen sind HAZ-Bereiche besonders thermisch empfindlich, da die Ausscheidungsverteilung durch die Schweißhitze bereits verändert wurde, was eine beschleunigte Festigkeitsabnahme unter Hochtemperatureinsatz bewirkt.
Anwendungsgebiete
| Branche | Beispielkomponente | Warum 6260 verwendet wird |
|---|---|---|
| Automobilindustrie | Stranggepresste Tragprofile, Zierprofile | Gutes Gleichgewicht aus Extrudierbarkeit, Festigkeit und Oberflächenqualität für sichtbare und tragende Teile |
| Schiffs- und Bootsbau | Architektonische Aufbauten, Decksbeschläge | Korrosionsbeständigkeit und Anodisierbarkeit für nicht unter Wasser liegende Marinebauteile |
| Luft- und Raumfahrt | Sekundäre Tragverbinder und Halterungen | Günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und stabile Strangpressprofile mit guter Zerspanbarkeit |
| Elektronik | Gehäuse- und Kühlkörperprofile | Wärmeleitfähigkeit und Fähigkeit zur Herstellung komplexer Strangpressprofile mit feiner Oberflächenbeschaffenheit |
6260 ist besonders effektiv, wenn gleichzeitig stranggerecht geformte Geometrien, ästhetische Oberflächen, Korrosionsbeständigkeit und moderate bis hohe mechanische Eigenschaften gefordert sind. Es fungiert häufig als „Arbeitspferd“-Legierung für technische Profile, wenn 6063 marginal zu schwach und 6061 zwar ähnlich fest aber mit anderen Extrudier- und Oberflächeneigenschaften ist.
Auswahlhinweise
Für Ingenieure, die einen Werkstoff wählen, liegt 6260 zwischen weicheren Legierungen und den höherfesten wärmebehandelbaren Serien: Es bietet eine höhere Festigkeit im as-extrudierten oder Peak-gealterten Zustand als handelsübliches Reinaluminium (1100) bei Erhalt großer Umformbarkeit und guter Leitfähigkeit. Im Vergleich zu 1100 tauscht 6260 eine etwas geringere elektrische und thermische Leitfähigkeit und Umformbarkeit gegen deutliche Steigerungen bei Streckgrenze und Zugfestigkeit.
Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 liefert 6260 höhere ausscheidungsgehärtete Festigkeit bei ähnlicher Korrosionsbeständigkeit in vielen Atmosphären; in Langzeit-Immersions- oder harschen Marinumgebungen können 3xxx/5xxx Legierungen jedoch überlegen sein. Gegenüber gebräuchlichen wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 und 6063 wird 6260 oft wegen besserer Extrudierbarkeit oder Oberflächenqualität sowie leicht abweichendem Ausscheidungshärtungsverhalten gewählt; bevorzugt wird es, wenn eine spezifische Extrudierleistung oder Maßhaltigkeit (T651) gefragt ist, selbst wenn die Höchstfestigkeit ähnlich oder etwas geringer ist.
Verwenden Sie eine Auswahllogik, die sich auf die erforderlichen Umformschritte, Nachbehandlungen nach dem Schweißen, Oberflächengüte (Eloxieren) und das Einsatzumfeld konzentriert. Wählen Sie 6260, wenn Sie eine auf Extrusion optimierte 6xxx-Legierung mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften, gutem Korrosionsverhalten und zuverlässiger Schweißbarkeit benötigen, und überprüfen Sie die Werkszeugnisse des Lieferanten für Anwendungen mit engen Maßtoleranzen im Strukturstahlbereich.
Abschließende Zusammenfassung
6260 bleibt eine relevante technische Aluminiumlegierung aufgrund ihrer Kombination aus extrusionsfreundlicher Verarbeitung, kontrollierter ausscheidungshärtender Reaktion sowie ausgewogenen mechanischen und korrosiven Eigenschaften. Sie besetzt eine praktische Nische für Strukturprofile und Bauteile, bei denen Oberflächengüte, Schweißbarkeit und Maßhaltigkeit ebenso wichtig sind wie Festigkeit, was sie zu einer langlebigen Wahl für Anwendungen im Transportwesen, im Architekturbereich und in der Industrie macht.