Aluminium 8006: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

Legierung 8006 gehört zur 8xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, einer Familie, die von „anderen“ Legierungssystemen jenseits der üblichen 1xxx–7xxx Serien geprägt ist. Die 8xxx-Serie enthält häufig Eisen, Silizium und gelegentlich Spurenelemente, die für bestimmte Eigenschaften zugesetzt werden. 8006 wird typischerweise zu den Legierungen gezählt, die für eine ausgewogene Kombination aus moderater Festigkeit, guter Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bei dünnwandigen Produkten optimiert sind.

Die Hauptlegierungselemente in 8006 sind Eisen und Silizium, ergänzt durch kontrollierte Zusätze von Mangan sowie geringe Mengen Kupfer, Magnesium und Chrom, um Festigkeit, Intermetallische Phasen und Kornstabilität gezielt einzustellen. Die Festigkeitssteigerung bei 8006 erfolgt überwiegend durch kontrollierte Lösungsbildung und Ausscheidung feiner Intermetallide in Kombination mit Kaltverfestigung; es handelt sich dabei nicht um eine primär wärmebehandelbare Legierung wie die Serien 6xxx oder 7xxx.

Die wichtigsten Merkmale von 8006 sind eine moderate bis hohe Kaltumformbarkeit, gute atmosphärische und lokale Korrosionsbeständigkeit, akzeptable Schweißbarkeit bei passender Füllwerkstoffauswahl sowie ein günstiges Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis, das es für Anwendungen in dünnen Blechen attraktiv macht. Typische Einsatzbereiche sind Karosserieaußenteile und Zierleisten im Automobilbau, Konsumentenverpackungen und Wärmetauscherkomponenten, wo eine Kombination aus Umformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und wirtschaftlicher Fertigung wichtiger ist als eine maximale Festigkeit bei erhöhten Temperaturen. Ingenieure wählen 8006 gegenüber alternativen Legierungen insbesondere, wenn Blechumformbarkeit und Korrosionsschutz bei moderater Festigkeit ohne aufwändige Ausscheidungshärtung im Vordergrund stehen.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch (20–30%)	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig weichgeglüht, optimal für Tiefziehen
H12	Mittel-niedrig	Mäßig (12–18%)	Sehr gut	Sehr gut	Leicht kaltverfestigt zur Verbesserung der Streckgrenze
H14	Mittel	Niedrig-mäßig (6–12%)	Gut	Gut	Gängiger Handelszustand für ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit
H16	Mittel-hoch	Niedrig (4–10%)	Befriedigend	Gut	Stärkere Kaltverfestigung für höhere Steifigkeit
H18	Hoch	Niedrig (2–6%)	Begrenzt	Gut	Maximale Kaltverfestigung im Blech; reduzierte Umformbarkeit
H24/H26	Mittel-hoch	Niedrig (3–8%)	Gut nach Glühen	Gut	Thermisch stabilisierte H-Zustände (Teilweichglühen gefolgt von Kaltverfestigung)

Der Zustand (Temper) steuert stark den Kompromiss zwischen Streck-/Zugfestigkeit und Duktilität bei 8006. Kaltverfestigte Zustände (H-Zustände) erhöhen die Streck- und Zugfestigkeit durch Versetzungsverfestigung und Wechselwirkungen mit Intermetalliden, reduzieren jedoch stufenweise die Dehnung und Umformbarkeit beim Ziehen.

Da 8006 keine primär durch Lösungsglühen und Ausscheidungshärtung verstärkte Legierung ist, werden T-Zustände selten zur Erzielung zusätzlicher Spitzenfestigkeiten verwendet; stattdessen sind H-Reihen-Zustände in Kombination mit kontrollierten Glühzyklen die üblichen Herstellungsverfahren zur Einstellung der Endeigenschaften für Umformung oder Einsatz.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Bemerkungen
Si	0,10–0,60	Steuert die Gießbarkeit und bildet Silizid-Partikel; beeinflusst Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegen Lochfraß
Fe	0,40–1,20	Hauptverunreinigung/-legierungselement; bildet stabile Intermetallide, die Festigkeit und Rekristallisation beeinflussen
Mn	0,05–0,60	Verfeinert die Kornstruktur und unterstützt die Bildung von Dispergoiden zur Verbesserung der Zähigkeit und Härte nach Umformung
Mg	0,05–0,40	Kleine Zusätze erhöhen die Festigkeit durch Bildung fester Lösungen; zu hohe Mengen mindern die Korrosionsbeständigkeit
Cu	0,02–0,20	Wenn vorhanden, steigert die Festigkeit, kann aber Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit bei höheren Anteilen verschlechtern
Zn	0,02–0,25	Wird gering gehalten; Zink kann in anderen Serien zur Ausscheidungshärtung beitragen, ist hier jedoch ein geringes Nebenbestandteil
Cr	0,01–0,25	Lenkt das Kornwachstum und stabilisiert den Zustand bei Umformen und nieder- bis mittelhohen Wärmebehandlungen
Ti	0,01–0,10	Mikrolegierungselement zur Kornfeinung im Guss- oder Walzmaterial
Sonstige	Rest Al; Spurenelemente ≤0,05 jeweils	Rückstände und gezielte Mikrolegierungen (z. B. Zr, Sc in speziellen Sorten in Spuren)

Die Zusammensetzung von 8006 ist so abgestimmt, dass eisen- und siliziumhaltige intermetallische Partikel stabile, feine Dispergoide bilden, die das Kornwachstum begrenzen und eine moderate Festigkeitssteigerung ohne Ausscheidungshärtung ermöglichen. Geringe Mangan- und Chromgehalte verfeinern das Rekristallisationsverhalten und erhöhen die Zähigkeit, während enge Grenzen für Kupfer und Zink die Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit bewahren.

Mechanische Eigenschaften

Im Zugversuch zeigt 8006 den typischen Trend von Aluminiumlegierungen: Das weichgeglühte Material weist eine niedrige Streckgrenze und hohe Dehnung auf, während kaltverfestigte Zustände die Spannungs-Dehnungs-Kurve nach oben verschieben und gleichzeitg eine reduzierte Gleichmaßdehnung zeigen. Da keine wesentliche Ausscheidungsverfestigung vorliegt, werden Zugfestigkeitssteigerungen hauptsächlich durch erhöhte Versetzungsdichte und Wechselwirkungen mit Intermetalliden infolge der Kaltumformung erreicht.

Die Streckgrenze in H-Zuständen kann je nach Kaltverfestigungsgrad um das 2- bis 4-fache gegenüber dem O-Zustand ansteigen, während die Duktilität entsprechend abnimmt. Die Härte folgt einem vergleichbaren Verlauf und dient als sinnvoller Qualitätskontrollparameter in der Fertigung. Die Ermüdungsfestigkeit ist moderat und stark abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit, dem Zustand und etwaigen restlichen Umformspannungen. Die Dicke beeinflusst sowohl die erreichbare Festigkeit (bedingt durch die Eindringtiefe der Kaltverfestigung) als auch die Umformbarkeit; dünnere Blechstärken lassen sich leichter umformen und härten schneller durch Kaltbearbeitung aus als dickere Platten.

Eigenschaft	O/Weichgeglüht	Schlüsselzustand (H14)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	70–100 MPa	170–230 MPa	H14 ist repräsentativer Handelszustand für Blech; Werte variieren je nach Dicke und Verarbeitung
Streckgrenze	30–60 MPa	110–160 MPa	Streckgrenze gemessen bei 0,2%-Dehnung; Hauptsteigerung durch Kaltbearbeitung
Dehnung	20–30%	6–12%	Dehnung nimmt mit zunehmendem Zustand ab; Oberflächenbeschaffenheit und Prüfdicke beeinflussen die Ergebnisse
Härte (HB)	20–35 HB	45–75 HB	Brinell-Härtebereiche; Härte korreliert mit Zugfestigkeit und Fertigungszustand

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	~2,70 g/cm³	Typisch für Aluminiumlegierungen; vorteilhaft für Leichtbauanwendungen
Schmelzbereich	~630–650 °C	Solidus-Liquidus-Bereich abhängig von Silizium/Eisen; Verarbeitung erfordert geeignete Temperaturkontrolle
Wärmeleitfähigkeit	~150–180 W/m·K	Niedriger als reines Aluminium wegen Legierung; dennoch hoch für wärmeverteilende Anwendungen
Elektrische Leitfähigkeit	~30–40 %IACS	Reduziert gegenüber reinem Aluminium, aber akzeptabel für einige Leiter- oder Sammelschieneneinsätze
Spezifische Wärmekapazität	~900 J/kg·K	In der Nähe typischer Aluminiumwerte; nützlich für Berechnungen thermischer Massen
Wärmeausdehnung	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Linearer Ausdehnungskoeffizient ähnlich anderen Al-Legierungen; bei bimetallischen Konstruktionen zu berücksichtigen

8006 behält die günstige Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität typischer Aluminiumlegierungen bei, was es geeignet für Kühlkörper- und Wärmetauscheranwendungen macht, bei denen auch Umformbarkeit wichtig ist. Die moderate elektrische Leitfähigkeit und geringe Dichte machen die Legierung attraktiv, wenn ein ausgewogenes Verhältnis von thermischen/elektrischen Eigenschaften und Leichtbau gefordert ist.

Thermische Verarbeitungsfenster sind durch den Schmelzbereich der Legierung und die Stabilität der Intermetallide begrenzt; lokale Überhitzung beim Schweißen oder Löten kann grobkörnige Intermetallide ausbilden und dadurch die Korrosionsbeständigkeit im Wärmeeinflussbereich mindern.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Bemerkungen
Blech	0,2–4,0 mm	Reagiert gut auf Kaltumformung; dünne Bleche lassen sich leichter verformen	O, H12, H14, H16	Weit verbreitet für Karosseriebleche und Konsumgüter
Platte	4–12 mm	Geringere Umformbarkeit; erfordert schwerere Umformanlagen	O, H16, H18	Verwendung für Bauteile, bei denen Materialstärke gefordert ist
Extrusion	Querschnitt abhängig	Festigkeit variiert mit Querschnittsgröße und Abkühlung; kann alterungsstabilisiert sein	H1x, H2x	Im Vergleich zu 6xxx-Serien-Extrusionen begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit
Rohr	0,5–6 mm Wandstärke	Kaltgezogene oder schweißnahtverbundene Rohre zeigen verbesserte Festigkeit	O, H14	Verwendung in Wärmetauschern und leichten Strukturrohren
Stab/Rundstahl	6–50 mm	Massenhafte Eigenschaften entsprechen geglühten oder gezogenen Zuständen	O, H12/H14	Verwendung für kleine bearbeitete Bauteile und Befestigungen bei nicht-kritischer Beanspruchung

Blechprodukte sind die dominierende Form für 8006 aufgrund der Legierungsbetonung auf Umformbarkeit und den wirtschaftlichen Vorteilen bei dünnen Blechstärken. Platten und Extrusionen existieren, sind jedoch weniger verbreitet und werden gewählt, wenn Geometrie oder Steifigkeitsanforderungen Blechlösungen ausschließen. Rohre und Stäbe werden für Nischenanwendungen gefertigt; ihre mechanischen Eigenschaften werden stark durch Zieh- und Finishprozesse beeinflusst.

Entsprechende Werkstoffe

Norm	Werkstoff	Region	Bemerkungen
AA	8006	USA	Bezeichnung im Aluminum Association-System für geschmiedete 8xxx-Serien-Legierungen
EN AW	8006	Europa	Europäische Bezeichnung für geschmiedete Legierungen; Zusammensetzung und Zustandspraktiken sind vergleichbar, spezifische Grenzwerte können jedoch abweichen
JIS	A8006 (ca.)	Japan	Lokalisierte Benennungskonventionen existieren; chemische Grenzwerte auf Gleichwertigkeit prüfen
GB/T	8006 (ca.)	China	Chinesische Normen können leicht abweichende Verunreinigungsgrenzwerte und Verarbeitungsanforderungen spezifizieren

Die Überschneidung der Normen erfordert eine sorgfältige Prüfung der chemischen Grenzwerte und der Zustandsbezeichnungen; während AA 8006 und EN AW 8006 weitgehend ähnlich sind, können geringfügige Unterschiede bei maximalen Fe/Si- oder Spurenelementgrenzen das Rekristallisations- und Korrosionsverhalten beeinflussen. Für kritische Beschaffungen sollten die Materialzeugnisse auf die geltende Norm und den Herstellungsprozess abgestimmt werden, anstatt sich ausschließlich auf Werkstoffnummern zu verlassen.

Korrosionsbeständigkeit

In atmosphärischen Umgebungen zeigt die 8006-Legierung eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit, die oft besser ist als bei kupferhaltigen Legierungen, vorausgesetzt, Oberflächenhüte und Zustandskontrolle sind angemessen. Der niedrige bis moderate Kupfer- und Zinkgehalt begrenzt galvanische Empfindlichkeit, während Eisen/Silizium-Intermetallische als lokale kathodische Stellen wirken können; sorgfältige Oberflächenbehandlung und passende Beschichtungen mindern lokal begrenzten Angriff.

In maritimen oder hochchloridbelasteten Umgebungen ist 8006 für dünnwandige Bauteile akzeptabel, erreicht jedoch nicht die lokale Korrosionsbeständigkeit höhermagnesiumhaltiger 5xxx-Serien-Legierungen; Loch- und Spaltkorrosion steigen mit zunehmender Kaltverfestigung und Oberflächenschädigung. Spannungsrisskorrosion ist bei Raumtemperatur selten, kann jedoch unter spezifischen chloridbelasteten, zugbeanspruchten Bedingungen zunehmen; eine Auslegung zur Minimierung dauerhafter Zugspannungen und Vermeidung galvanischer Paare mit edleren Metallen ist ratsam.

Galvanische Wechselwirkungen sind unter Berücksichtigung zu treffen, dass 8006 anodisch gegenüber Edelstahl und edlen Kupferlegierungen ist; isolierende Schichten oder kompatible Befestigungselemente werden empfohlen. Im Vergleich zu den Familien 6xxx und 7xxx bietet 8006 eine verbesserte Korrosionsleistung unter vielen Einsatzbedingungen, allerdings auf Kosten der maximalen Strukturfestigkeit, die diese ausscheidungshärtbaren Legierungen erreichen können.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

Das Schweißen von 8006 mittels gängiger Schmelzverfahren (GMAW/MIG, GTAW/TIG) ist mit Beachtung der Wärmeenergie und Füllwerkstoffauswahl möglich, um übermäßige Erweichung des Wärmeeinflussbereichs (WEZ) zu vermeiden. Der Einsatz von niedriglegierten Aluminiumschweißdrähten, abgestimmt auf Korrosions- und Duktilitätsanforderungen (z.B. 4xxx-Drähte für Überlappnähte, 5xxx-Drähte bei höherer Korrosionsbeständigkeit), unterstützt die Verbindungseigenschaften.

Da 8006 nicht stark ausscheidungshärtend ist, ist das Risiko dramatischer Härteänderungen im WEZ geringer als bei wärmebehandelbaren Legierungen; schweißinduziertes Ausscheidungs- und Intermetallbildung kann jedoch lokal Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit mindern. Vorwärmen ist in der Regel nicht erforderlich; Steuerung von Verzug und Abschreckraten nach dem Schweißen erhält die Blechplanheit und minimiert verbleibende Zugspannungen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanung von 8006 ähnelt anderen mittelschwerfesten Aluminiumlegierungen: Sie lässt sich gut mit konventionellen Hartmetallwerkzeugen und hohen Vorschüben bearbeiten und erzeugt bei nicht optimierten Schnittparametern kontinuierliche Späne. Der Bearbeitbarkeitsindex ist allgemein günstig, jedoch geringfügig schlechter als bei reinem Aluminium aufgrund von Dispersoid- und Intermetallpartikeln als abrasive Bestandteile.

Die Werkzeugwahl sollte scharfe Hartmetall- oder PVD-beschichtete Schneidplatten, starre Spannmittel und moderate Schnittgeschwindigkeiten priorisieren, um Anbackungen zu vermeiden; der Einsatz von Kühlschmierstoffen verbessert Oberflächenqualität und Spanabfuhr. Komplexe Geometrien aus kaltverfestigten Zuständen sind schwerer zu bearbeiten und erfordern gegebenenfalls Spannungsarmglühen zur Erzielung von Maßgenauigkeit.

Umformbarkeit

8006 ist für exzellente Kaltumformbarkeit in geglühten und leicht umgeformten Zuständen ausgelegt; es ermöglicht Tiefziehen, Kantenumschlagen und Streckziehen mit vergleichsweise kleinen Biegeradien. Empfohlene Mindestbiegeradien sind abhängig von Zustand und Dicke, liegen jedoch typischerweise bei 0,5–1,0× Dicke für H14 und bis zu 0,2–0,5× Dicke im O-Zustand für Einfachradiusbiegungen.

Das Kaltverfestigungsverhalten ist vorhersagbar und progressiv, sodass inkrementelle Umformungen und kontrollierte Rückfederungskompensation zu konsistenten Ergebnissen führen. Schmierung und Werkzeugauslegung sind bei starken Umformungen entscheidend, um Faltenbildung und lokale Ausdünnungen zu vermeiden; ein leichtes Lösungsglühen stellt die Umformbarkeit nach übermäßiger Kaltverfestigung wieder her.

Wärmebehandlungsverhalten

Als überwiegend nicht wärmebehandelbare Legierung reagiert 8006 nicht auf klassische Lösungsglühen plus künstliches Altern mit starken Festigkeitssteigerungen. Versuche mit Lösungsglühen und Alterung führen nur zu marginalen Eigenschaftsänderungen gegenüber ausscheidungshärtbaren 6xxx/7xxx-Legierungen.

Industrielle Eigenschaftsänderungen werden hauptsächlich durch kontrollierte Kaltumformung, Teilglühungen und stabilisierende Niedertemperatur-Wärmebehandlungen (H2x/H4x-Zustände) zur Anpassung von Duktilität und Streckgrenze für Umformprozesse erzielt. Vollständiges Glühen (O-Zustand) stellt nahezu die Grundduktilität wieder her und reduziert Eigenspannungen, während gezielte Niedertemperatur-Stabilisierung Rückfederung verringert, ohne Korrosionsbeständigkeit zu beeinträchtigen.

Hochtemperatureigenschaften

Die mechanische Festigkeit von 8006 nimmt mit steigender Temperatur ab, wobei eine signifikante Erweichung oberhalb von etwa 150–200 °C einsetzt; praktische Dauereinsatzgrenzen liegen typischerweise unter 100–120 °C für Strukturbauteile. Längere Exposition bei erhöhten Temperaturen fördert das Wachstum von Intermetallpartikeln und den Verlust der durch Kaltumformung erzeugten Versetzungsstruktur, wodurch Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit verringert werden.

Oxidation ist begrenzt und selbstlimitierend durch Bildung einer schützenden Aluminiumschicht; bei hohen Temperaturen oder in aggressiven Atmosphären kann die Schutzschicht jedoch beeinträchtigt werden. Schweißbereiche und WEZ-Zonen sind temperaturkritischer; Konstrukteure sollten längere thermische Zyklen nahe dem Schmelzbereich vermeiden, um Korngrenzschädigung und reduzierte Korrosionsbeständigkeit zu verhindern.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum 8006 verwendet wird
Automobilindustrie	Außenbleche, Zierleisten	Exzellente Blechumformbarkeit und gute Korrosionsbeständigkeit bei wirtschaftlichen Kosten
Maritime Industrie	Nicht-tragende Deckbleche, Zierleisten	Ausgewogene Korrosionsleistung und Gewichtseinsparung bei dünnwandigen Bauteilen
Luft- und Raumfahrt	Innenausstattung, Verkleidungen	Gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis für nicht-primary Tragstrukturen mit komplexer Geometrie
Elektronik	Wärmeverteiler, Gehäuse	Hohe Wärmeleitfähigkeit kombiniert mit Umformbarkeit für gestanzte Kühlkörperfeatures
Konsumgüter	Gerätebleche, Kochgeschirr außen	Gute Oberflächenbearbeitung, Korrosionsbeständigkeit und Wirtschaftlichkeit beim Umformen

8006 findet Einsatz, wo dünne Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind und der Zusatzaufwand oder die Kosten von ausscheidungshärtenden Legierungen nicht erforderlich sind. Die Kombination der Eigenschaften macht die Legierung besonders nützlich für großvolumige, umgeformte Teile, flachgezogene Konsumentenkomponenten und wärmeleitfähige Bauteile, bei denen Umformökonomie und Oberflächenqualität wichtig sind.

Auswahlhinweise

Bei der Auswahl von 8006 sollten Anwendungen priorisiert werden, die gute Kaltumformbarkeit, angemessene Festigkeit nach Kaltverfestigung sowie starke atmosphärische Korrosionsbeständigkeit bei wettbewerbsfähigen Kosten erfordern. Verwenden Sie den O- oder leicht umgeformten H-Zustand für Tiefziehen und wählen Sie H14–H16 für Endanwendungen mit moderateren Umformungsanforderungen und höherer Festigkeit.

Im Vergleich zu technisch reinem Aluminium wie 1100 bietet 8006 eine etwas geringere elektrische Leitfähigkeit und eine eingeschränkte Umformbarkeit, dafür aber deutlich höhere Streck- und Zugfestigkeit in kaltverfestigten Zuständen. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 8006 typischerweise eine vergleichbare oder verbesserte Umformbarkeit bei ähnlicher Korrosionsbeständigkeit, kann jedoch hinsichtlich der maximalen Kaltverfestigungsfestigkeit etwas unterhalb einiger Mg-haltiger 5xxx-Legierungen liegen. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 erreicht 8006 nicht die gleiche maximale ausscheidungshärtbare Festigkeit, wird jedoch oft bevorzugt, wenn überlegene duktilität im ungeformten Zustand, einfachere Verarbeitung und Korrosionsbeständigkeit wichtiger sind als maximale statische Festigkeit.

Abschließende Zusammenfassung

Die Legierung 8006 bleibt eine praktische Wahl für moderne Ingenieuranwendungen, bei denen Dünnblech-Umformbarkeit, ausgewogene Korrosionsbeständigkeit und wirtschaftliche Verarbeitung gefordert sind. Ihre nicht wärmebehandelbare Kaltverfestigungsreaktion und stabile intermetallische Phase sorgen für vorhersehbares Umformverhalten und Einsatzleistung, wodurch sie ein verlässliches Material für Anwendungen in der Automobil-, Marine-, Elektronik- und Konsumgüterindustrie ist, die eine Kombination aus Umformbarkeit, Oberflächenqualität und moderater Festigkeit verlangen.