Aluminium 8079: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

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Umfassender Überblick

Die Legierung 8079 gehört zur Aluminium 8xxx-Serie, einer Familie von niedriglegierten und spezialisierten Aluminiumlegierungen, die häufig für Verpackungen, elektrische Anwendungen und Folien entwickelt wurden. Sie wird zu den Legierungen mit geringer Festigkeit und hoher Umformbarkeit gezählt, deren Zusammensetzung eher auf gleichmäßiges Walz- und Oberflächenverhalten als auf maximale strukturelle Festigkeit ausgelegt ist.

Die Hauptlegierungselemente in 8079 sind niedrige Anteile an Eisen und Silizium mit Spuren von Mangan, Magnesium und weiteren Reststoffen; die Grundmasse besteht im Wesentlichen aus Aluminium in Industriequalität. Die Festigkeitssteigerung erfolgt hauptsächlich durch feste Lösungseffekte und Kaltverfestigung (Kaltumformung) und nicht durch das klassische Ausscheidungshärten, wie es bei den 2xxx- oder 6xxx-Serien üblich ist.

Wesentliche Merkmale von 8079 sind hervorragende Umformbarkeit, gute Oberflächenqualität, akzeptable Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen Umgebungen sowie hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu höherlegierten Strukturlegierungen. Die Schweißbarkeit ist bei Verwendung geeigneter Zusatzwerkstoffe in gasgeschützten Schmelzverfahren im Allgemeinen gut, und die Anfälligkeit für Heißrissbildung ist aufgrund des niedrigen Legierungsgehaltes gering.

Typische Einsatzbereiche sind Verpackungen (Folien und laminierte Produkte), flexible und starre Verpackungshersteller, elektrische Leiter sowie einige leichte Strukturbauteile, bei denen Umformbarkeit und Oberflächenqualität entscheidend sind. Konstrukteure wählen 8079, wenn ein ausgewogenes Verhältnis von Duktilität, Oberflächenqualität und Leitfähigkeit gefordert ist, und höhere Festigkeits-, wärmebehandelbare Legierungen unnötig sind oder die Verarbeitung erschweren würden.

Tempervarianten

Temper Festigkeitsniveau Dehnung Umformbarkeit Schweißbarkeit Bemerkungen
O Niedrig Hoch Ausgezeichnet Ausgezeichnet Vollständig geglüht, maximale Duktilität für Tiefziehen und Folienprozesse
H12 Niedrig-Mittel Mittel Sehr gut Sehr gut Leichte Kaltverfestigung, behält gute Umformbarkeit und Maßhaltigkeit
H14 Mittel Mittel Gut Sehr gut Handelsüblicher Zustand für mittelstarke Bleche mit guter Umformbarkeit
H18 Mittel-Hoch Niedriger Ausreichend Gut Höhere Kaltverfestigung für Anwendungen mit Federwirkung und Steifigkeit
T4 (sofern verwendet) Niedrig-Mittel Hoch Sehr gut Sehr gut Gelöst und natürlich gealtert; selten bei niedriglegierten 8xxx-Legierungen
T5 (selten) Mittel Mittel Gut Gut Künstlich gealtert nach Abschreckung vom Warmumformungsprozess, wo anwendbar
T6 (selten) Mittel-Hoch Niedriger Begrenzt Gut Künstlich gealtert für höhere Festigkeit bei modifizierten Chemien; unüblich für Standard 8079

Die Wahl des Tempers hat einen direkten und vorhersehbaren Einfluss auf die technischen Eigenschaften von 8079. Das O-Anlassen maximiert Duktilität und Umformbarkeit für Tiefziehen und Folienherstellung, während H-Zustände zunehmend höhere Streck- und Zugfestigkeit zulasten von Dehnung und Umformbarkeit bieten.

H-Zustände (H12–H18) sind in Blech und Band am gebräuchlichsten, da sie einen Kompromiss zwischen Rückspringkontrolle und Umformbarkeit für Pressverfahren bieten; T-Zustände sind selten und kommen nur bei proprietären modifizierten Legierungen oder lieferantenspezifischen Prozessen zum Einsatz, die begrenzte Ausscheidungseffekte erlauben.

Chemische Zusammensetzung

Element Massen-% Bereich Bemerkungen
Si 0,10–0,60 Steuert die Fließfähigkeit beim Gießen und kann Dispergierstoffe bilden, die das Walzverhalten beeinflussen
Fe 0,20–1,00 Häufiger Verunreinigungsanteil, beeinflusst Festigkeit und Kornstruktur; höherer Gehalt senkt die Duktilität leicht
Mn 0,02–0,30 Kleine Zusätze verfeinern das Korn und verbessern die Festigkeit ohne großen Verlust der Umformbarkeit
Mg 0,01–0,20 Typischerweise gering; steigert leicht die Festigkeit, bleibt niedrig, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhalten
Cu 0,01–0,20 Meist niedrig gehalten; geringe Mengen können Festigkeit erhöhen, reduzieren aber die Korrosionsbeständigkeit
Zn 0,01–0,25 Gering gehalten, um die Bildung hochfester Phasen, die Umformbarkeit beeinträchtigen, zu vermeiden
Cr 0,00–0,10 Spuren können in einigen Herstellervarianten zur Rekristallisationskontrolle vorhanden sein
Ti 0,00–0,10 Wird oft als Kornfeinungsmittel eingesetzt, wenn die Kontrolle des Gießkorns erforderlich ist
Sonstige (einschließlich Reststoffe) Rest zu 100 (Al) Umfasst den Aluminiumreste und Spurelemente; genaue Spezifikationen variieren je nach Lieferant und Produktform

Die Chemie von 8079 ist bewusst zurückhaltend gestaltet, um hohe Duktilität, Oberflächenqualität und Leitfähigkeit zu bewahren, während eine moderate Festigkeitssteigerung gegenüber reinem Aluminium erzielt wird. Silizium und Eisen sind die wichtigsten Legierungs- und Restbestandteile; sie beeinflussen Walzstabilität, mechanische Streuungen und Kornstruktur.

Kleine Zugaben von Mangan, Magnesium oder kontrollierten Verunreinigungen werden von Herstellern genutzt, um das Rekristallisationsverhalten zu steuern, Rissbildungen an Walzkanten zu reduzieren und das Verhalten bei Kaltumformung einzustellen, wobei die Korrosionsbeständigkeit günstig bleibt.

Mechanische Eigenschaften

Das Zugverhalten von 8079 entspricht typischen, niedriglegierten, nicht wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen: eine niedrige bis moderate Zugfestigkeit mit beträchtlicher gleichmäßiger und Gesamtdehnung im geglühten und leicht gehärteten Zustand. Die Streckgrenze steigt mit zunehmendem Temper und Materialdicke; dünne, kaltgewalzte H-Zustände zeigen höhere Streckgrenzen und einen früheren Beginn der plastischen Verformung als dicke, geglühte Produkte. Die Ermüdungsfestigkeit ist für nicht-kritische zyklische Belastungen ausreichend, bleibt jedoch im Vergleich zu hochfesten Legierungen aufgrund niedriger Streck- und Dauerschwingfestigkeiten begrenzt.

Die Dehnung ist im O-Zustand hoch (geeignet für Tiefziehen und komplexe Umformungen) und nimmt mit steigendem H-Wert progressiv ab. Die Härte folgt Festigkeit und Kaltverfestigung; weich geglühtes Material zeigt niedrige Härtewerte und einfache Umformbarkeit, während H-Zustände moderate Zunahmen der Brinell- oder Vickershärte aufweisen. Die Materialdicke beeinflusst sowohl Festigkeit als auch Duktilität, wobei dünnere Bleche typischerweise nach dem Walzen aufgrund von Kaltverfestigung und Korngrößeneffekten höhere scheinbare Festigkeiten zeigen.

Brucharten sind bei typischen Umformbeanspruchungen duktil, jedoch ist bei scharfen Kerben und Radien Vorsicht geboten, da lokale Kaltverfestigung die Mikrovoid-Vernetzung bei geringeren globalen Dehnungen einleiten kann. Oberflächenfehler, Einschlüsse und Kantenbedingungen beeinflussen die Zugstreuung erheblich und sollten bei kritischen Umformprozessen in der Qualitätskontrolle bewertet werden.

Eigenschaft O/Geglüht Wichtigster Temper (z.B. H14/T6) Bemerkungen
Zugfestigkeit (UTS) 70–120 MPa 120–210 MPa Große Spannweite abhängig von Dicke, Herstellerverarbeitung und genauem Temper
Streckgrenze (0,2 % Dehnung) 30–50 MPa 70–160 MPa H-Zustände verdoppeln oder mehr die geglühte Streckgrenze bei üblichen Blechstärken
Dehnung (A50 mm) 25–40 % 8–20 % Umformanforderungen bestimmen die Temperauswahl; geglüht ergibt maximale Dehnung
Härte (HB/Vickers) 20–35 HB 35–70 HB Härte steigt mit Kaltverfestigung; Werte zur Vergleichbarkeit ca. angegeben

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft Wert Bemerkungen
Dichte 2,70 g/cm³ Typisch für handelsübliche Aluminiumlegierungen; relevant für Masse- und Steifigkeitsberechnungen
Schmelzbereich 643–658 °C Praktische Gieß- und Verarbeitungstemperaturen; Solidus/Liquidus variieren leicht mit Verunreinigungen
Wärmeleitfähigkeit 160–220 W/m·K Hoch im Vergleich zu vielen Legierungen; abhängig von Reinheit und Kaltverfestigung
Elektrische Leitfähigkeit 45–60 % IACS Niedriger als reines Al, aber höher als viele Strukturlegierungen; wichtig für Leiteranwendungen
Spezifische Wärme ~900 J/kg·K Nützlich für Wärmemanagement-Berechnungen in Elektronik und Umformprozessen
Thermische Ausdehnung 23–24 µm/m·K (20–100 °C) Ähnlich zu anderen Aluminiumlegierungen; relevant für thermische Zyklen und Verbindungstechnik

Die physikalischen Eigenschaften machen 8079 attraktiv, wenn thermische und elektrische Leitfähigkeit neben guter Umformbarkeit gefordert sind. Dichte und Elastizitätsmodul sind im Wesentlichen identisch mit anderen Al-Legierungen, was günstige Festigkeits-zu-Gewicht-Verhältnisse für viele Anwendungen ermöglicht.

Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit werden stark vom Legierungsgrad und der Kaltverformung beeinflusst; Lieferanten geben für anwendungskritische Parameter häufig die gemessene Leitfähigkeit für eine bestimmte Coil- oder Blechcharge an.

Produktformen

Form Typische Dicke/Größe Festigkeitsverhalten Übliche Zustände Bemerkungen
Blech 0,2–6,0 mm Festigkeit steigt mit Kaltwalzen; dünnere Stärken zeigen höhere scheinbare Festigkeit O, H12, H14, H18 Weit verbreitet für Verpackungen, Paneele und umgeformte Bauteile
Platte >6,0 mm Geringere Umformbarkeit bei dicken Platten; größere Kornstrukturen können Zähigkeit vermindern O, ausgelegte H‑Zustände Weniger gebräuchlich; verwendet, wenn dickere Querschnitte mit nachfolgender Bearbeitung benötigt werden
Strangpressprofil Variabel Festigkeit abhängig von Legierungsmodifikationen und Verformungsgrad beim Strangpressen H‑Zustände nach Lösungsglühen/Alterung bei modifizierten Legierungen Standard 8079 wird selten für komplexe Strangpressprofile verwendet, sofern nicht vom Lieferanten modifiziert
Rohr Kundenspezifisch Kaltverfestigung und Ziehen erhöhen die Festigkeit; Wandstärke beeinflusst Streckgrenze O, H‑Zustände Verwendet für leichte Kabelschutzrohre, Wärmeaustauscher-Elemente und Verpackungskerne
Stab/Rundstahl Verschiedene Durchmesser Typischerweise gezogen/gewalzt mit entsprechender Festigkeitssteigerung H‑Zustände Weniger gebräuchlich; eingesetzt in nicht-strukturellen Bauteilen und elektrisch leitenden Teilen

Der Fertigungsweg beeinflusst die End­eigenschaften von 8079 maßgeblich; Walzpläne, Glühtemperaturen und kontrolliertes Abkühlen bestimmen Kornstruktur und Textur, welche Umformbarkeit und Rückfederverhalten steuern. Blech und Band sind dominante Produktformen, die mit engen Dicken- und Oberflächentoleranzen für Verpackungs- und dekorative Anwendungen hergestellt werden.

Strangpressprofile und Platten erfordern entweder modifizierte Legierungen oder sorgfältige Kontrolle der Homogenisierung und Warmbearbeitung, um grobe intermetallische Phasen zu vermeiden; wenn verwendet, dienen sie meist nicht-kritischen Strukturbauteilen, bei denen Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenqualität im Vordergrund stehen.

Entsprechende Werkstoffe

Norm Werkstoff Region Bemerkungen
AA 8079 USA Kommerzielle Bezeichnung, die von mehreren Herstellern für Verpackungsblech/Folie genutzt wird
EN AW Europa Kein einheitliches EN AW-Äquivalent; mehrere 8xxx-Familiengrade (z. B. 8006, 8011) besetzen ähnliche Anwendungsbereiche
JIS Japan Lokale Äquivalente sind nicht einheitlich standardisiert; Lieferantenzertifikate sollten bestätigt werden
GB/T China Chinesische Normen verwenden Familiengrade; exaktes 8079-Äquivalent erfordert Hersteller-Datenblatt

Es existiert kein durchgehendes internationales 1:1-Normäquivalent für 8079, da es häufig eine kommerzielle, anwendungsorientierte Bezeichnung und keine streng standardisierte Konstruktionslegierung ist. Lieferanten und regionale Normungsgremien ordnen 8079 oft nahegelegenen 8xxx-Familiengraden zu, wobei sich Legierungsgrenzen und zulässige Zustände unterscheiden können.

Ingenieure sollten bei materialäquivalentem Austausch zwischen Regionen Mill-Zertifikate und Produktdatenblätter konsultieren, insbesondere wenn elektrische Leitfähigkeit, Oberflächenqualität und Umformbarkeit kritisch sind.

Korrosionsbeständigkeit

8079 zeigt eine gute allgemeine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, typisch für niedrig legierte Aluminiumlegierungen, mit einer stabilen Oxidschicht, die das Substrat in milden Umgebungen schützt. In Innenräumen sowie ländlichen und städtischen Atmosphären verhält sich das Material gut und widersteht Lochfraß bei moderat aggressiven Bedingungen, sofern es frei von Oberflächenkontaminationen und mit geeigneter Vor- und Nachbehandlung (z. B. Reinigung, Umwandlungsschichten) verarbeitet wird.

In maritimen Atmosphären ist 8079 gegenüber lokaler Korrosion empfindlich, wenn Chloridablagerungen anhalten und schützende Filme beeinträchtigt sind. Für den Marineeinsatz sind Oberflächenbeschaffenheit, Beschichtungen und Legierungswahl besonders zu beachten; dickere Querschnitte und Opferanoden-Designs reduzieren langfristige Risiken. Spannungsrisskorrosion (SCC) ist bei niedrig legierten 8xxx-Typen wie 8079 unter üblichen Einsatzbedingungen selten, kann aber bei aggressiven Umgebungen in Kombination mit Zugspannungen und bestimmten Zuständen das Risiko erhöhen.

Galvanische Wechselwirkungen mit anderen Metallen folgen dem üblichen Aluminiumverhalten: 8079 ist anodisch gegenüber rostfreien Stählen und Kupferlegierungen sowie kathodisch zu Magnesium. Isolationsbeschichtungen oder Opferanoden sind in Mischmetall-Konstruktionen empfehlenswert. Im Vergleich zu 5xxx-Magnesiumlegierungen bietet 8079 in der Regel eine ähnliche bis leicht verminderte Chloridbeständigkeit, jedoch eine bessere Umformbarkeit und Oberflächenqualität gegenüber höherfesten Aluminium-Magnesium-Legierungen.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

Das Schmelzschweißen (TIG/MIG) von 8079 gestaltet sich wegen des niedrigen Legierungsgehalts und guten Erstarrungseigenschaften in der Regel unkompliziert. Die Verwendung von Zusatzwerkstoffen aus der 4xxx-Serie (Al-Si) oder 5xxx-Serie (Al-Mg) ist üblich, abhängig von gewünschter Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit; typische Typen sind 4043 und 5356. Die Auswahl der Zusatzwerkstoffe sollte den Einsatzbedingungen und Anforderungen an die Nachanodisierung beachten. Das Risiko von Heißrissen ist gering, kann jedoch bei hoher Schweißspannung und ungenauer Passung auftreten; Vorwärmen ist selten nötig, aber eine gute Gelenkreinigung und Kontrolle der Wärmeeinbringung sind wichtig, um weichgeglühte Wärmeeinflusszonen (HAZ) zu minimieren.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von 8079 ist mittel bis gut; es lässt sich leichter bearbeiten als höherfeste Legierungen, jedoch schlechter als sehr reine Handelslegierungen. Hartmetallwerkzeuge mit positivem Freiwinkel und eine stabile Spannvorrichtung werden für Fräsen und Drehen empfohlen; hohe Vorschubgeschwindigkeiten und geringe Schnitttiefen erzeugen die beste Oberfläche und reduzieren Aufbauschneiden. Spanbruch ist im Allgemeinen gut kontrollierbar; Kühlmittel vermeidet Anbackungen und verbessert die Oberflächenqualität.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit ist eine der Hauptstärken von 8079, insbesondere in den Zuständen O und leichten H-Zuständen, wo Tiefziehen, Rollen und komplexe Stanzungen unterstützt werden. Empfohlene Mindestbiegeradien hängen von Zustand und Dicke ab, sind aber meist gering (z. B. Innenbiegeradien von 0,5–1,0× Blechdicke für viele Blechzustände); empirische Prüfungen werden für kritische Geometrien angeraten. Kaltverfestigung erhöht die Festigkeit, reduziert aber die Duktilität; Zwischengeglühte können die Umformbarkeit bei mehrstufigen Fertigungsverfahren wiederherstellen.

Wärmebehandlungsverhalten

8079 ist in den handelsüblichen Zusammensetzungen de facto eine nicht wärmebehandelbare Legierung; Festigkeitsänderungen werden durch Kaltarbeit (Verfestigung) und thermisches Glühen erzielt. Lösungsglühen und künstliches Altern (T-Zustände) sind üblicherweise nicht anwendbar, da die Legierung keine signifikanten ausscheidungshärtenden Elemente in nützlicher Konzentration enthält.

Glühen wird zur Wiederherstellung der Duktilität und Rekristallisation des Mikrogefüges eingesetzt; industrielle Glühprozesse finden typischerweise bei 300–415 °C statt, abhängig von Dicke und gewünschter Kornstruktur, gefolgt von kontrolliertem Abkühlen. Bei Lieferanten, die proprietäre modifizierte Legierungen anbieten, können begrenzte Lösungsglüh- und Alterungsbehandlungen spezifiziert sein – dies sind Ausnahmefälle, die entsprechend den Werksdatenblättern behandelt werden müssen. Verfestigung durch kontrolliertes Walzen und Ziehen ist der Standardprozess zur Erzielung von H-Zuständen, mit vorhersagbaren Steigerungen von Streckgrenze und Zugfestigkeit proportional zur Kaltverformung.

Hochtemperatureigenschaften

Bei erhöhten Temperaturen verliert 8079 oberhalb von etwa 100–150 °C progressive Festigkeit, und eine signifikante Erweichung tritt bei Temperaturen nahe der typischen Glühbereiche auf. Langzeitbelastungen in Temperaturbereichen um 200–300 °C können mikrostrukturelle Erholung und Kornwachstum bewirken, was mechanische Eigenschaften und Maßhaltigkeit beeinträchtigt. Oxidation beschränkt sich auf die übliche Bildung von Aluminiumschichten; der Verlust mechanischer Eigenschaften und nicht die Oberflächenoxidation ist die Hauptbegrenzung für den Einsatz bei höheren Dauertemperaturen.

In der Wärmeeinflusszone (HAZ) beim Schweißen kann lokales Erweichen durch Glühprozesse auftreten; die Konstruktion muss reduzierte lokale Festigkeiten und mögliche Verformungen berücksichtigen. Für hochtemperaturbeanspruchte Strukturbauteile ist 8079 in der Regel nicht das bevorzugte Material; höher temperaturbeständige Aluminiumlegierungen oder alternative Werkstoffe sind für dauerhafte hohe Temperaturbeanspruchung auszuwählen.

Anwendungen

Branche Beispielkomponente Warum 8079 verwendet wird
Verpackung Flexible und laminierte Folien, Vakuumgeformte Deckel Exzellente Umformbarkeit, Oberflächenfinish und gleichmäßiges Walzverhalten
Automobil Innenverkleidung, Zierteile Hohe Umformbarkeit und gute Oberflächenqualität für gestanzte und lackierte Bauteile
Schiffbau Nicht-strukturelle Gehäuse, Verkleidungen Ausreichende Korrosionsbeständigkeit und geringes Gewicht für exponierte Bauteile
Elektronik Wärmeverteiler, leitfähige Folien Gute thermische und elektrische Leitfähigkeit mit Umformbarkeit für dünne Folien
Bau Abdeckungen, Verkleidungsleisten Einfache Umformung und Korrosionsbeständigkeit für architektonische Details

8079 findet seine Hauptanwendung in Verpackungen und Dünnblech-Umformprozessen, bei denen Oberflächenqualität, Duktilität und Leitfähigkeit entscheidend sind. Die Kombination aus niedrigem Legierungsgehalt und kontrollierter Verarbeitung macht es zu einem bevorzugten Werkstoff für Tiefziehen, Folienproduktion und andere Umformverfahren mit hohen Verformungsgraden.

Konstrukteure wählen 8079, wenn in der Anwendung Umformbarkeit und Oberflächeneigenschaften wichtiger sind als maximale Festigkeit und wenn Leitfähigkeit oder thermische Leistung einen zusätzlichen funktionalen Mehrwert bieten.

Auswahlhinweise

Wählen Sie 8079, wenn Ihre Priorität auf Tiefziehfähigkeit, Oberflächenfinish sowie thermischer und elektrischer Leitfähigkeit liegt und nicht auf maximaler struktureller Festigkeit. Es eignet sich ideal für Verpackungsfolien, dünnwandige umgeformte Bauteile und leitfähige Folien, bei denen Sauberkeit und Oberflächenoptik eine Rolle spielen.

Im Vergleich zu technisch reinem Aluminium (z.B. 1100) tauscht 8079 eine geringe Leitfähigkeitsminderung und leicht höhere Kosten gegen verbesserte Walzstabilität, kontrollierte mechanische Festigkeit und bessere Prozesssicherheit bei dünnen Blechdicken ein. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 8079 in der Regel eine ähnliche oder bessere Umformbarkeit bei vergleichbarer Korrosionsbeständigkeit, jedoch mit niedrigerer maximaler Festigkeit. Gegenüber wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 erreicht 8079 zwar geringere maximale Festigkeiten, überzeugt dafür aber mit besserer Umformbarkeit und oft besserem Oberflächenfinish bei dünnem Blech; wählen Sie 8079, wenn Umformkomplexität und Oberflächenqualität wichtiger sind als hohe strukturelle Festigkeit.

Zusammenfassung

Aluminium 8079 bleibt ein wertvoller Werkstoff im modernen Engineering für Anwendungen, die hohe Umformbarkeit, gleichbleibende Oberflächenqualität und gute thermische sowie elektrische Leitfähigkeit erfordern. Seine kontrollierte niedriglegierte Chemie und vorhersehbare Kaltverformungsreaktion machen es zu einer praxisnahen Wahl für Verpackungen, Dünnblechumformung und nicht-strukturelle Bauteile, bei denen Fertigbarkeit und Oberflächenfinish entscheidende Kriterien sind.

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