Aluminium A136: Zusammensetzung, Eigenschaften, Härtegradübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

A136 gehört zur 1xxx-Reihe der gewalzten Aluminiumlegierungen und ist am besten als eine kommerziell reine, mikrolegierte Sorte zu beschreiben, die für hohe Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bei moderater Festigkeit optimiert ist. Die Nominelle Chemie wird von Aluminium (>99 Gew.-%) dominiert, mit gezielten Spurenanteilen an Silizium, Eisen, Kupfer und Titan, um die Kornstruktur zu stabilisieren und die mechanische Konsistenz zu verbessern, ohne die grundsätzliche, nicht wärmebehandelbare Natur des Grundmetalls zu verändern. Die Festigkeitssteigerung erfolgt hauptsächlich durch Kaltverfestigung (Verformungshärtung) und Mikrolegierungskontrolle, nicht durch Ausscheidungshärtung; es handelt sich nicht um eine wärmebehandelbare Legierung im herkömmlichen T6-Sinne.

Wesentliche Merkmale von A136 sind hervorragende Umformbarkeit, hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu stärker legierten Sorten sowie überlegene atmosphärische Korrosionsbeständigkeit aufgrund eines stabilen nativen Oxidfilms. Die Schweißbarkeit ist bei gängigen Schmelzschweißverfahren unkompliziert, und die Zerspanbarkeit ist moderat – besser als bei vielen 5xxx/6xxx-Legierungen im geglühten Zustand, aber nach starker Kaltverfestigung reduziert. Typische Anwendungsbereiche für A136 sind Architektur- und Bauprodukte, druckfeste Gehäuse, elektrische Leiter und Sammelschienen, dekorative und geformte Bleche sowie leichte Gehäuse, bei denen Umformbarkeit und Korrosionsverhalten wichtiger sind als hohe Festigkeit.

Ingenieure wählen A136 gegenüber höherfesten Legierungen, wenn bei der Konstruktion Tieftiefziehbarkeit, Leitfähigkeit, Oberflächenqualität und Widerstand gegen allgemeine Korrosion im Vordergrund stehen und nicht die maximale Strukturfestigkeit. Die Legierung wird häufig als kostengünstiges, leicht zu verarbeitendes Material für Teile ausgewählt, die komplexe Stanzungen, hochwertige Oberflächen oder Einsatz in wenig korrosiven Atmosphären erfordern, bei denen der Mehraufwand und das Mehrgewicht höherfester, wärmebehandelbarer Legierungen nicht gerechtfertigt sind.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Streckung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch (30–50%)	Hervorragend	Hervorragend	Vollständig geglüht, maximale Duktilität und Leitfähigkeit
H12	Niedrig-Mittel	Mittel-Hoch (20–35%)	Sehr gut	Hervorragend	Partielle Kaltverfestigung, behält gute Umformbarkeit
H14	Mittel	Mittel (10–25%)	Gut	Hervorragend	Leichte Kaltverfestigung zur Festigkeitsverbesserung
H16	Mittel-Hoch	Niedriger (6–15%)	Ausreichend	Hervorragend	Stärker kaltverfestigter Zustand, reduzierte Streckumformbarkeit
H18	Hoch (kaltverfestigt)	Niedrig (3–8%)	Begrenzt	Hervorragend	Stark kaltverfestigt für maximale Festigkeit bei Raumtemperatur

Der gewählte Zustand für A136 steuert direkt den Kompromiss zwischen Festigkeit und Duktilität, da die Legierung nicht wärmebehandelbar ist. Der Übergang von O zu H18 erhöht die Zug- und Streckgrenze schrittweise durch verformungsbedingte Versetzungsdichte, während Streckung und Dehnfähigkeit abnehmen. Geschweißte Bereiche neigen dazu, im wärmebeeinflussten Bereich zu einem weicheren Zustand zurückzukehren, weshalb Konstrukteure lokale Weichstellungen bei der Spezifikation von Zuständen für umgeformte und danach geschweißte Baugruppen berücksichtigen sollten.

Chemische Zusammensetzung

Element	%-Bereich	Bemerkungen
Al	Balance (~99,0–99,9)	Hauptelement; sorgt für Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Si	0,05–0,25	Geregelt zur Verbesserung der Fließfähigkeit bei Gussvarianten und zur Begrenzung spröder Intermetallische
Fe	0,05–0,8	Restverunreinigung; höherer Fe-Gehalt erhöht leicht die Festigkeit, kann aber die Duktilität mindern
Mn	≤0,05	Minimal; nur in Spuren zur Kornstrukturkontrolle
Mg	≤0,05	Niedriggehalten, um Ausscheidungshärtung zu vermeiden; erhält Leitfähigkeit
Cu	≤0,05	Sehr gering, um Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit zu bewahren
Zn	≤0,1	Minimal, um Empfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion zu verhindern
Cr	≤0,05	Spurzusätze zur Rekristallisationskontrolle in manchen Produktformen
Ti	≤0,03	Kornverfeinerer in Guss- oder gegossenen und umgeformten Varianten
Sonstige (einschließlich Rückstände)	≤0,15	Enthält Spuren von Ni, Pb, Bi; kontrolliert für Verarbeitungsqualität

Die chemische Zusammensetzung legt den Schwerpunkt auf Aluminium mit eng kontrollierten Verunreinigungen und Mikrolegierungsanteilen, um den Verhaltensbereich der 1xxx-Serie einzuhalten. Kleine Mengen Si und Fe stabilisieren die Verarbeitung und reduzieren die Neigung zu grobkörnigem Wachstum während thermo-mechanischer Schritte, während Begrenzungen bei Mg, Cu und Zn verhindern, dass die Legierung sich wie eine wärmebehandelbare Sorte verhält. Spuren von Ti oder Cr können bei einigen Produktformen zur Kornfeinung und verbesserten mechanischen Gleichmäßigkeit verwendet werden, ohne die Leitfähigkeit wesentlich zu beeinträchtigen.

Mechanische Eigenschaften

A136 zeigt ein Zugverhalten, das typisch für kommerziell reines Aluminium ist: relativ niedrige Streck- und Zugfestigkeiten im geglühten Zustand kombiniert mit hoher einheitlicher Dehnung und ausgeprägter Kaltverfestigungsfähigkeit. Im geglühten (O-) Zustand ist die Spannungs-Dehnungs-Kurve duktil mit langem plastischem Bereich, was Tiefziehen und komplexe Kaltumformung ermöglicht. Mit zunehmender Kaltverfestigung zu H-Zuständen steigen Streck- und Zugfestigkeiten, während Dehnung und Energieaufnahme sinken; Bruch wird tendenziell lokalisierter.

Die Härte in A136 folgt dem gleichen Muster: niedrige Brinell- oder Vickerswerte im O-Zustand und progressive Zunahme mit Kaltverfestigung. Die Dauerfestigkeit hängt von Oberflächenbeschaffenheit, Restspannungen durch Umformung und Vorhandensein von Kerben ab; polierte, kaltverfestigte Teile zeigen oft eine verbesserte Ermüdungsdauer gegenüber grob umgeformten Komponenten. Dickeneinflüsse sind für Umformung und Festigkeit relevant – dünne Bleche erreichen höhere Umformbarkeit und geringeren Federzug, während dickere Bleche höhere absolute Steifigkeit, aber reduzierte Tiefziehfähigkeit aufweisen.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wesentlicher Zustand (z. B. H14)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	60–120 MPa	110–170 MPa	Abhängig von genauer Zusammensetzung und Kaltverfestigung
Streckgrenze	20–60 MPa	60–130 MPa	Streckgrenze steigt deutlich bei mäßiger Kaltverfestigung
Dehnung	30–50%	10–25%	Duktilität nimmt mit zunehmender Kaltverfestigung ab
Härte	15–35 HB	25–55 HB	Härte korreliert mit Kaltverfestigung und beeinflusst Zerspanbarkeit

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	~2,70 g/cm³	Typisch für Aluminium; gutes spezifisches Festigkeitsverhältnis bei Legierung oder Kaltverfestigung
Schmelzbereich	~660–657 °C	Einphasiger Aluminiumschmelzbereich; Solidus und Liquidus liegen nahe beieinander
Wärmeleitfähigkeit	~200–235 W/(m·K)	Hoch, abhängig von Reinheit; durch Legierung und Kaltverfestigung leicht reduziert
Elektrische Leitfähigkeit	~55–65% IACS	Hoch im Vergleich zu legierten Serien; geglüht nahe oberem Bereich
Spezifische Wärmekapazität	~0,90 J/(g·K)	Hohe Wärmekapazität, nützlich für thermisches Puffern
Thermische Ausdehnung	~23–24 µm/m·K	Typische isotrope Ausdehnung; bei maßgenauen Baugruppen zu berücksichtigen

Die hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit von A136 ist für Wärmeableitung und Leiteranwendungen vorteilhaft; diese Eigenschaften nehmen mit Legierungsgrad und Kaltverfestigungsgrad ab. Die Dichte ermöglicht ein günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis für umgeformte Gehäuse und leitfähige Sammelschienen. Der vergleichsweise niedrige Schmelzbereich erleichtert Schweißprozesse, schränkt aber die Hochtemperatureinsatzgrenzen ein.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,2–6,0 mm	Konstant; beste Umformbarkeit bei dünnen Stärken	O, H12, H14	Weit verbreitet für Tiefziehen und dekorative Paneele
Platte	6–25 mm	Höhere Steifigkeit; begrenzte Tiefziehfähigkeit	O, H16	Verwendung bei dickeren Abschnitten, oft nach der Umformung bearbeitet
Strangpressprofil	Wandstärke 1–20 mm	Mechanische Eigenschaften variieren mit der Querschnittsdicke	O, H14, H16	Komplexe Profile für architektonische Verkleidungen und Gehäuse
Rohr	Außendurchmesser 6–200 mm	Festigkeit hängt von Wandstärke und Kaltumformung ab	O, H14	Gezogene oder geschweißte Rohre für leichte Konstruktionen und Leitungen
Stab/Rundstahl	Durchmesser 3–50 mm	Festigkeit steigt mit Kaltziehen	O, H16	Verwendung für Verbinder, Bolzen und bearbeitete Bauteile

Verarbeitungsspezifische Unterschiede bestimmen die Anwendungsauswahl: Blechformen sind optimiert für Stanzen und Walzprofilieren, während Strangpressprofile komplexe Querschnitte ermöglichen, jedoch eine Nachbehandlung wie Alterungskontrolle und Richten erfordern können. Platten bieten strukturelle Steifigkeit, schränken aber die verfügbaren Umformverfahren ein. Geschweißte Rohre und Strangpressprofile können bei sorgfältiger Auswahl des Zustands und fixierter Vorrichtungen mit minimaler Nachverformung gefertigt werden.

Äquivalente Güten

Norm	Güte	Region	Hinweise
AA	A136	USA	Proprietäre oder weniger verbreitete Walzgüte aus der AA 1xxx Familie
EN AW	1050A / 1070	Europa	Näheste Entsprechungen in weit verbreiteten europäischen Normen für hochreines Aluminium
JIS	A1050 / A1070	Japan	Ähnliche handelsübliche Reingüten mit hoher Umformbarkeit
GB/T	Al99.5 / Al99.7	China	Häufige handelsübliche Entsprechungen in chinesischen Normen

Äquivalente Güten über Normen hinweg unterscheiden sich vor allem im Mindestaluminiumgehalt und der engen Kontrolle der Verunreinigungsgrenzen; EN/JIS/GB-Varianten liefern leicht unterschiedliche mechanische Ausgangswerte und zertifizierte Grenzwerte für Verunreinigungen. Beim Substituieren müssen Konstrukteure Leitfähigkeit, Zustandszuordnungen und lieferantenspezifische Guss- und Walzprozesse prüfen, um vergleichbare Umformbarkeit und Oberflächenqualität sicherzustellen. Zertifikate und Werksprüfberichte sind bei engen Anforderungen an Leitfähigkeit oder Oberflächenästhetik zu empfehlen.

Korrosionsbeständigkeit

A136 zeigt exzellente allgemeine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit durch eine kontinuierliche, selbstheilende Aluminiumoxid-Schicht (Al2O3), die sich nach mechanischer Beschädigung schnell wieder bildet. In neutralen und leicht industriellen Atmosphären widersteht die Legierung mit minimalem gleichmäßigem Angriff, und übliche lackierte oder eloxierte Oberflächen verlängern die Lebensdauer in architektonischen Anwendungen weiter. In marinen Umgebungen ist die Legierung für viele Anwendungen gut geeignet, konzentrierter Chloridkontakt und Sprühzonen können jedoch Loch- und Spaltkorrosion verursachen; Konstruktionsmaßnahmen wie Opferanodenbeschichtungen, Eloxieren und sorgfältige Detailausbildung sind für langfristige Leistung unerlässlich.

Die Anfälligkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion ist bei A136 aufgrund der niedrigen Kupfer- und Zinkgehalte gering im Vergleich zu 2xxx- und 7xxx-Serien; verschweißte oder stark kaltverfestigte Bereiche mit Zug-Eigenspannungen erfordern jedoch Aufmerksamkeit, um lokale Versagen in aggressiven Umgebungen zu vermeiden. Galvanische Wechselwirkungen müssen beachtet werden, wenn A136 mit edleren Legierungen oder Edelstahl gekoppelt wird: Aluminium wirkt anodisch und korrodiert bevorzugt, solange keine elektrische Isolierung oder Schutzbeschichtung besteht. Verglichen mit 5xxx- und 6xxx-Serien bietet A136 bessere Leitfähigkeit und Umformbarkeit bei ähnlicher oder leicht überlegener allgemeiner Korrosionsbeständigkeit, sofern die Legierungszusätze in letzteren moderat sind.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

A136 lässt sich gut mittels WIG, MIG/MAG und Widerstandspunkt-Schweißen verbinden, wenn übliche Aluminiumverfahren angewendet werden, einschließlich passender Schweißnahtgestaltung und Vorreinigung zur Entfernung von Oberflächenoxiden und Ölen. Schweißzusatzwerkstoffe aus den 4xxx (Al-Si) oder 5xxx (Al-Mg) Familien werden je nach gewünschter nachschweißtechnischer Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit spezifiziert, mit 4043 und 5356 als typische Beispiele. Das Risiko von Heißrissen ist gegenüber hochlegierten Systemen gering, jedoch sind Schweißnahtpassgenauigkeit und Kontrolle der thermischen Verformung wichtig, um Porosität und Oberflächenfehler zu vermeiden; die Wärmeeinflusszone neigt zu weicheren Eigenschaften, was in festigkeitskritischen Konstruktionen berücksichtigt werden muss.

Bearbeitbarkeit

Die Bearbeitbarkeit von A136 ist im geglühten Zustand mittelmäßig, nimmt jedoch mit zunehmender Kaltverfestigung ab; insgesamt lässt es sich leichter bearbeiten als viele höherlegierte Serien aufgrund des niedrigen Kaltverfestigungsexponenten und guter Spanbildung. Hartmetallwerkzeuge und speziell für Aluminium entwickelte Geometrien (z. B. positive Spanwinkel, hohe Spindelwinkel) ermöglichen saubere Späne und gute Oberflächenqualität; typische Schnittgeschwindigkeiten sind relativ hoch gegenüber Stählen und erfordern Kühlmittelsteuerung, um Verschmieren zu vermeiden. Für präzises Drehen und Fräsen können Vor-Glühen oder die Zustände H12/H14 Werkzeugbelastungen reduzieren und Maßhaltigkeit verbessern.

Umformbarkeit

Umformbarkeit ist eine herausragende Stärke von A136: der geglühte Zustand (O) ermöglicht kleine Biegeradien, Tiefziehen und komplexes Streckformen mit geringem Rückfederverhalten. Typische minimale Biegeradien im Blech hängen von Dicke und Zustand ab, können im O-Zustand bei einfachen Biegungen 1–1,5× der Dicke betragen; H14/H16 erfordern größere Radien und schrittweise Umformungen. Die Reaktion auf Kaltverfestigung ist vorhersagbar, was stufenweises Umformen erlaubt; bei starken Umformungen können Zwischen-Glühungen die Duktilität wiederherstellen und Rissbildung bei engen Radien oder tiefgezogenen Bauteilen verhindern.

Wärmebehandlungsverhalten

Da A136 zur nicht wärmebehandelbaren 1xxx-Familie gehört, spricht es nicht auf Lösungsglühen und künstliche Alterung an, die auf Ausscheidungshärtung abzielen. Mechanische Festigkeitsänderungen werden durch Kaltverfestigung und Rekristallisations-/Glühzyklen erzielt. Vollglühen (O) wird verwendet, um Duktilität und Leitfähigkeit zu maximieren, typischerweise durch Erhitzen auf Temperaturen, bei denen Rekristallisation einsetzt (gewöhnlich im Bereich von 300–420 °C, abhängig von der Produktform), gefolgt von kontrolliertem Abkühlen.

Zur Produktionssteuerung werden nach erheblichen Kaltverformungen oft Zwischen-Glühungen durchgeführt, um Umformbarkeit wiederherzustellen; dies sind kürzere Prozesse bei niedrigeren Temperaturen (z. B. 300–350 °C), abgestimmt auf Bauteilgeometrie und gewünschte Mikrostruktur. Stabilisations- oder Spannungsarmglühungen kommen selektiv zum Einsatz, um Eigenspannungen vor Präzisionsbearbeitung zu reduzieren oder Verzug vor der Endmontage zu minimieren.

Leistung bei höheren Temperaturen

A136 behält brauchbare mechanische Eigenschaften nur bis zu mäßig erhöhten Temperaturen; Zug- und Streckgrenze nehmen ab etwa 100 °C messbar ab und sind bei 200–300 °C durch Rekristallisation und Weichwerden deutlich reduziert. Oxidation bei üblichen Betriebstemperaturen beschränkt sich auf die Bildung der schützenden Oxidschicht und stellt bei typischen Anwendungen in Architektur und Elektrotechnik kein wesentliches Versagensursache dar. Für Dauerbetrieb oberhalb von ~150 °C sollten Konstrukteure Kriechfestigkeit und Maßhaltigkeit validieren, da reines Aluminium bei anhaltender Last und erhöhten Temperaturen signifikante zeitabhängige Verformungen zeigt.

In geschweißten Baugruppen wird die Erweichung der Wärmeeinflusszone mit steigender Betriebstemperatur deutlicher, und wiederholte thermische Zyklen können zu Relaxation des kaltverfestigten Zustands führen. Für Bauteile mit zyklischer Hitzeeinwirkung sollten alternative, hochtemperaturfeste Legierungen erwogen oder mechanische Auslegungsmargen angewandt werden.

Anwendungen

Industrie	Beispielkomponente	Warum A136 verwendet wird
Automobil	Dekorative Zierleisten, Embleme	Hohe Umformbarkeit und Oberflächenqualität
Marine	Nicht-strukturelle Gehäuse, Zierteile	Gute Korrosionsbeständigkeit und geringes Gewicht
Luftfahrt	Innenausstattung, Verkleidungen	Hohe Leitfähigkeit und einfache Umformung für nicht-kritische Bauteile
Elektronik	Kühlkörper, EMI-Abschirmungen, Sammelschienen	Exzellente thermische und elektrische Leitfähigkeit
Architektur	Verkleidung, Deckenverkleidungen, Fassaden	Eloxierbare Oberfläche und Korrosionsbeständigkeit

A136 wird bevorzugt eingesetzt, wenn Tiefziehen, optische Qualität und Leitfähigkeit entscheidend sind und die strukturellen Lasten moderat bleiben. Es findet breite Anwendung in geformten Außenverkleidungen, leitfähigen Bauteilen sowie Möbel- und Gerätegehäusen, bei denen eine Nachbehandlung wie Eloxieren oder Lackieren erforderlich ist, um die Endoptik und den Umweltschutz sicherzustellen.

Auswahlhinweise

Wählen Sie A136, wenn die Prioritäten maximale Umformbarkeit, hohe elektrische/thermische Leitfähigkeit und überlegene Oberflächenqualität bei niedrigen bis moderaten Festigkeitsanforderungen sind. Es ist besonders kosteneffizient für Großserienteile im Tiefziehverfahren und Leiteranwendungen, bei denen thermomechanische Behandlungen minimiert werden sollen.

Im Vergleich zu handelsüblichem Reinaluminium (1100) tauscht A136 typischerweise einen kleinen Teil der Leitfähigkeit und Umformbarkeit gegen eine präzisere Prozesskontrolle und eine etwas höhere Festigkeit im ausgelieferten Zustand ein. Gegenüber durch Kaltverfestigung gehärteten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet A136 eine vergleichbare oder bessere Umformbarkeit und teilweise bessere Leitfähigkeit, jedoch übertreffen 5xxx-Legierungen A136 in der strukturellen Festigkeit und der Beständigkeit gegen marine Chloride, wenn höhere Mg-Gehalte akzeptabel sind. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird A136 bevorzugt, wenn Umformbarkeit, Leitfähigkeit, Oberflächenfinish und Kosten wichtiger sind als die maximal erreichbare Spitzenfestigkeit.

Abschließende Zusammenfassung

A136 bleibt eine praxisorientierte Wahl im modernen Engineering, wenn die Kombination aus außergewöhnlicher Umformbarkeit, hoher Leitfähigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und niedrigen Kosten wertvoller ist als die absolut höchste Festigkeit. Seine vorhersehbare Kaltumformreaktion, Kompatibilität mit gängigen Fertigungsverfahren sowie das hervorragende Potenzial für Oberflächenqualität sichern ihm eine Relevanz in den Bereichen Architektur, Elektronik und Leichtbau.