Aluminium A206: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

A206 ist eine Aluminiumlegierung der 2xx-Serie, bei der Kupfer das hauptsächliche Legierungselement darstellt und Ausscheidungshärtung der dominierende Verstärkungsmechanismus ist. Die Zusammensetzung und Verarbeitung machen A206 zu einer wärmebehandelbaren Legierung, die eine deutlich höhere Festigkeit als gewalzte Al-Mg-Legierungen und handelsübliche Reinaluminiumgrade aufweist, während sie eine angemessene Bruchzähigkeit für strukturelle Anwendungen beibehält. Wichtige Eigenschaften von A206 sind eine hohe spezifische Festigkeit, moderate bis geringe allgemeine Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Al-Mg-Legierungen, eingeschränkte Schweißbarkeit in hochfesten Zuständen und eine mäßige Umformbarkeit, die sich bei weicheren Anlieferungszuständen verbessert. Typische Anwendungsbereiche für A206 sind Luftfahrtbeschläge und Schmiedeteile, Hochleistungsautomobilkomponenten, Werkzeugplatten und Verteidigungskomponenten, bei denen das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht kritisch ist und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen oder Umformen möglich ist.

Ingenieure wählen A206, wenn eine Kombination aus erhöhter Zug- und Streckfestigkeit sowie akzeptabler Ermüdungsfestigkeit erforderlich ist und die Bauteile durch Lösungsglühen und künstliches Altern bearbeitet werden können. Die Legierung wird gegenüber den 1xxx- und 3xxx-Familien bevorzugt, wenn die Festigkeit deutlich wichtiger ist als maximale Korrosionsbeständigkeit oder elektrische Leitfähigkeit. A206 wird gegenüber einigen höherfesten Al-Zn-Mg (7xxx)-Legierungen bevorzugt, wenn eine Balance aus Zähigkeit, Ermüdungsperformance und stabilem Alterungsverhalten notwendig ist oder wenn die Rissausbreitungseigenschaften priorisiert werden. Lieferanten und Spezifikationen variieren, daher basiert die Designauswahl in der Regel auf zertifizierten mechanischen und chemischen Daten des Lieferanten.

Anlieferungszustände (Temper)

Temper	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht für Umform- und Ziehprozesse
H14	Mittel	Moderat	Akzeptabel	Schlecht–Mäßig	Kaltverfestigt für erhöhte Festigkeit, begrenzt auf dünnere Blechstärken
T5	Mittel–Hoch	Moderat	Akzeptabel	Schlecht	Abgekühlt nach Umformung und künstlich ausgehärtet; gut für Guss- und Strangpressprofile
T6	Hoch	Niedrig–Moderat	Begrenzt	Schlecht	Lösungsglühen und künstliches Altern für Höchstfestigkeit
T651	Hoch	Niedrig–Moderat	Begrenzt	Schlecht	Lösungsglühen, durch Dehnen spannungsarm geglüht, anschließend künstlich gealtert
H112	Mittel	Moderat	Akzeptabel	Schlecht–Mäßig	Teilweise geglüht; für inkonsistente Tempers durch Verarbeitung spezifiziert

Die Wahl des Tempers steuert das Verhältnis zwischen Festigkeit und Duktilität bei A206. O- und H-Zustände werden für Umformprozesse genutzt, da sie eine höhere Dehnung und bessere Biegebarkeit bieten, während T-Zustände (T5, T6, T651) die Höchstfestigkeit liefern, jedoch die Umformbarkeit einschränken und die Rissanfälligkeit beim Schweißen erhöhen. Konstrukteure müssen den Temperzustand mit den anschließenden Fertigungsschritten abstimmen: Umformprozesse sollten, wo möglich, vor der Lösungsglühbehandlung erfolgen, um Rückfedern und Rissbildung in gehärtetem Zustand zu vermeiden.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Bemerkungen
Si	≤ 0,5 (typisch)	Entoxidationsmittel; höherer Si-Gehalt senkt den Schmelzbereich und verbessert die Gießbarkeit
Fe	≤ 0,5	Verunreinigungselement; kleine Mengen reduzieren Duktilität und können intermetallische Phasen bilden
Mn	≤ 0,6	Kontrolle der Kornstruktur und Festigkeitserhöhung durch Ausscheidungen
Mg	0,1–0,8	Sekundäres Festigungselement; beeinflusst die Alterungshärtungskinetik
Cu	~3,5–6,0	Hauptfestigungselement; treibt die Ausscheidungshärtung (Al2Cu-ähnliche Ausscheidungen)
Zn	≤ 0,25	Geringer Anteil; zu viel Zn kann die Korrosionsbeständigkeit reduzieren
Cr	≤ 0,2	Kontrolliert das Kornwachstum während des Lösungsglühens
Ti	≤ 0,15	Kornfeiner bei der Erstarrung und beim Gießen
Andere (jeweils)	≤ 0,05–0,15	Spurenelemente und Verunreinigungslimits; Rest Aluminium

Kupfer ist das hauptsächliche Festigungselement in A206 und bestimmt die maximale Härte und Festigkeit durch kontrolliertes Lösungsglühen und Alterung. Nebenbeimischungen wie Mg und Mn verändern die Ausscheidungskinetik bzw. die Kornstruktur, verbessern Zähigkeit und Resistenz gegen Übergangsalterung, während Silizium und Eisen typischerweise gering gehalten werden, um grobe, die Ermüdungsfestigkeit und Zähigkeit beeinträchtigende intermetallische Phasen zu vermeiden.

Mechanische Eigenschaften

A206 zeigt ein breites Spektrum mechanischer Eigenschaften abhängig vom Temperzustand und der Produktform, von duktilen geglühten Zuständen bis hin zu hochfesten, ausscheidungshärtbaren Zuständen. Im T6-Zustand erreicht die Legierung deutlich höhere Zug- und Streckgrenzen, bedingt durch eine feine Verteilung von Al-Cu-Intermetallischen Ausscheidungen; die Duktilität und Bruchzähigkeit sind jedoch im Vergleich zum geglühten Material reduziert. Das Ermüdungsverhalten ist allgemein günstig für Konstruktionen, die gegen Ermüdungsrisse resistent sein müssen, da die Legierung eine hohe Festigkeit mit einer besseren Zähigkeit kombiniert als manche hochfesten Al-Zn-Mg-Legierungen. Allerdings beeinflussen Oberflächenbeschaffenheit und Korrosionszustand die Ermüdungslebensdauer stark.

Dicke und Verarbeitungsgeschichte wirken sich signifikant auf die mechanischen Werte aus: Dickere Schmiedeteile und Platten zeigen aufgrund unterschiedlicher Abkühlraten und gröberer Ausscheidungen oft geringfügig niedrigere Höchstfestigkeiten. Eigenspannungen, der Kaltverformungsgrad vor der Alterung und die Temperstabilität beim Schweißen oder lokalem Erhitzen verändern ebenfalls maßgeblich die lokalen Streck- und Zugfestigkeiten. Konstrukteure sollten zertifizierte Prüfnachweise und produktspezifische Kennlinien für Spannungsanalysen verwenden.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wichtiger Temper (z.B. T6 / T651)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	~110–170 MPa (typisch)	~400–480 MPa (typischer Höchstbereich)	Werte abhängig von Dicke, Temper und Wärmebehandlung; Lieferantendaten erforderlich
Streckgrenze	~40–110 MPa	~300–380 MPa	T6 liefert häufig ~300–360 MPa bei gängigen Produktformen
Dehnung	15–30%	6–12%	Duktilität nimmt mit Alterungshärtung ab; Dehnung variiert mit Blechdicke und Temper
Härte (HB)	~30–55	~100–140	Brinell-Härte korreliert mit Zugfestigkeit; höher in T6/T651-Zuständen

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	~2,77–2,83 g/cm³	Etwas höher als reines Aluminium aufgrund des Kupfergehalts
Schmelzbereich	Solidus ~500–520 °C, Liquidus ~630–650 °C	Schmelzintervall der Legierung; wichtig für Gießen und Wärmebehandlungskontrolle
Wärmeleitfähigkeit	~110–150 W/m·K (ca.)	Reduziert gegenüber reinem Al aufgrund der Legierungselemente; abhängig von Temper und Mikrostruktur
Elektrische Leitfähigkeit	~20–35 % IACS (ca.)	Niedriger als reines Al; Kupferzusätze verringern die Leitfähigkeit
Spezifische Wärmekapazität	~0,86–0,90 kJ/kg·K	Typisch für Aluminiumlegierungen bei Raumtemperatur
Wärmeausdehnung	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Typische thermische Ausdehnung; wichtig bei verschraubten Baugruppen und Verbindungen

Die thermischen und elektrischen Eigenschaften von A206 liegen zwischen reinem Aluminium und stark legierten hochfesten Aluminiumlegierungen. Der Kupfergehalt senkt die Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu reinem Al, erlaubt jedoch dennoch eine angemessene Wärmeverteilung in vielen Strukturbauteilen. Der Schmelzbereich und die Abschreckempfindlichkeit beeinflussen maßgeblich die Fertigungsfenster bei der Wärmebehandlung sowie die Gefahr von Heißrissen oder ungleichmäßigen Eigenschaften in dickeren Querschnitten.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,5–6 mm	Kann nach Wärmebehandlung T6-Stärken erreichen	O, H14, T4, T5, T6	Dicke beeinflusst Abschreckrate und Endfestigkeit
Platte	6–100+ mm	Reduzierte Spitzenfestigkeit bei sehr dicken Abschnitten aufgrund langsamerem Abschrecken	O, T6, T651	Wird häufig für Schmiedeteile, Werkzeuge, Baustahlplatten verwendet
Extrusion	Profile bis mehrere hundert mm	Gut geeignet für komplexe Profile; Alterungszustand erforderlich für Spitzenfestigkeit	T5, T6	Abschreckgeschwindigkeit bei der Extrusion beeinflusst Ausscheidungsverteilung
Rohr	1–20 mm Wandstärke	Ähnliches Verhalten wie Blech bei dünnwandigen Rohren	O, T6	Verwendet in Struktur- und Hydraulikanwendungen
Stab/Stange	Ø 2–100 mm	Geschmiedete oder gezogene Stäbe zeigen nach dem Altern gute Dauerfestigkeit und Festigkeit	O, T6	Bearbeitbare Qualitäten werden häufig als Stab geliefert

Die Formauswahl beeinflusst die endgültige mechanische Leistung erheblich, da die Querschnittsdicke die Abschreckgeschwindigkeit und somit Größe und Verteilung der Ausscheidungen steuert. Bleche und dünne Profile erreichen nach der standardmäßigen Lösungsglühtemperatur und Abschreckung nahezu Spitzenzustände, während dicke Platten und Schmiedeteile oft aggressivere Abschreckmedien, interkristalline Zustände oder modifizierte Zustandsbezeichnungen (z. B. T651) erfordern, um Verzug und Eigenspannungen zu steuern.

Äquivalente Werkstoffgüten

Norm	Güte	Region	Hinweise
AA	A206	USA	Bezeichnung der Aluminum Association, häufig in Lieferantendokumentationen verwendet
EN AW	Kein direkter Äquivalent	Europa	Kein direkter EN AW-Gegenpart; nächstähnliche Familie sind EN AW-2xxx (z. B. AW-2024)
JIS	Kein direkter Äquivalent	Japan	JIS entspricht oft Legierungen der 2xx-Serie, aber direkter JIS-Code für A206 ist unüblich
GB/T	Kein direkter Äquivalent	China	Chinesische Normen listen teilweise funktionale 2xx-Serie Legierungen; genaue Übereinstimmungen erfordern Abgleich

A206 besitzt nicht immer eine 1:1-Entsprechung in jeder regionalen Norm; viele Lieferanten führen die Legierung als AA A206 oder geben chemische und mechanische Äquivalenzen zu bekannteren Legierungen wie 2024 an, um Konstruktionszwecke zu erfüllen. Subtile Unterschiede bei Verunreinigungsgrenzen, Spurenelementen und zulässigen Verarbeitungswegen führen zu Variationen bei Dauerfestigkeit, Bruchzähigkeit und Korrosionsanfälligkeit (SCC) zwischen nominell ähnlichen 2xx-Legierungen. Immer die exakte Spezifikation oder internationale Querverweise aus dem Werkstoffzeugnis konsultieren.

Korrosionsbeständigkeit

In allgemeinen atmosphärischen Umgebungen zeigt A206 eine moderate Korrosionsbeständigkeit, ist jedoch schlechter als Al-Mg-Legierungen (5xxx) und kommerziell reine (1xxx) Legierungen. Der Kupferanteil erhöht die Anfälligkeit für Lochfraß und interkristalline Korrosion, besonders bei Exposition gegenüber chloridreichen Meeresatmosphären oder Spaltkorrosion. Schutz-Oberflächenbehandlungen wie Überziehen mit reineren Aluminiumlagen, Anodisieren oder geeignete Umwandlungsbeschichtungen werden häufig verwendet, um lokale Korrosionsrisiken zu minimieren.

A206 ist empfindlicher gegenüber Spannungsrisskorrosion (SCC) als viele Al-Mg-Legierungen im Spitzenalterungszustand; das SCC-Risiko steigt bei andauernder Zugbeanspruchung in korrosiven Medien. Galvanische Wechselwirkungen sind wesentlich: in Verbindung mit edleren Metallen wie rostfreiem Stahl oder Kupferlegierungen wirkt A206 anodisch und korrodiert bevorzugt, sofern nicht elektrisch isoliert oder beschichtet. Im Vergleich zu hochfesten 7xxx-Zinklegierungen bietet A206 in einigen Wärmebehandlungszuständen eine etwas bessere Korrosionsstabilität, ist aber für langzeitige marine Anwendungen Al-Mg-Legierungen unterlegen.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

Das Schweißen von A206 in hochfesten Zuständen ist anspruchsvoll, da kupferreiche Ausscheidungen und ein breiter Erstarrungsbereich die Gefahr von Heißrissen erhöhen und zu deutlicher Erweichung im Wärmeeinflussbereich (HAZ) führen. Schmelzschweißverfahren (TIG/MIG) erfordern meist Vor- und Nachwärmebehandlungen oder den Einsatz duktiler Zusatzwerkstoffe; Al-Cu-Zusatzwerkstoffe (z. B. 2319-Familie) oder Silizium-haltige Füller (z. B. 4043) sind üblich, beeinflussen aber Endfestigkeit und Korrosionsverhalten. Konstrukteure vermeiden oft Schweißungen im T6-Zustand oder planen lokales Lösungsglühen und erneutes Altern zur Restaurierung der Eigenschaften.

Zerspanbarkeit

A206 hat eine moderate Zerspanbarkeit; die Legierung lässt sich besser bearbeiten als viele hochfeste Al-Zn-Mg-Werkstoffe, jedoch nicht so gut wie bleifreie zerspanbare Aluminiumlegierungen. Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel und Strategien mit hohem Vorschub und mittlerer Schnittgeschwindigkeit liefern gute Oberflächenqualität und Werkzeugstandzeit. Spanbruch kann bei der Bearbeitung dicker Abschnitte problematisch sein; climb-milling und Spanbrecher werden empfohlen, um Aufbauschneidenbildung zu verhindern.

Umformbarkeit

Die Kaltumformbarkeit ist in O- oder H-Zuständen am besten, wo Dehnung und Biegsamkeit hoch sind. Enge Biegeradien und komplexe Stanzoperationen werden üblicherweise im weichgeglühten Zustand ausgeführt, mit anschließender Lösungsglühung und Alterung bei Bedarf voller Festigkeit. Im T6- oder anderen gealterten Zustand besitzt die Legierung eine eingeschränkte Verformbarkeit und neigt bei hohen Umformgraden zu Rissbildung, daher sollten Konstrukteure Umformzustände vorgeben und Warmumformung für komplexe Geometrien in Betracht ziehen.

Verhalten bei der Wärmebehandlung

Als wärmebehandelbare Al-Cu-Legierung wird A206 einer Lösungsglühung unterzogen, um Cu-Phasen aufzulösen, gefolgt von schnellem Abschrecken und künstlichem Altern zur Ausscheidung von verstärkenden Phasen. Typische Lösungstemperaturen liegen im Bereich des Löslichkeitsfensters der Legierung (gewöhnlich ca. 500–535 °C für 2xx-Legierungen), gefolgt von Wasserabschreckung auf Raumtemperatur zum Erhalt der Übersättigung. Künstliche Alterung erfolgt meist bei 150–190 °C über Zeiträume von wenigen bis zu mehreren Dutzend Stunden je nach gewünschter Härte und Überalterungstoleranz.

Die T-Zustandsübergänge sind entscheidend: T4 (natürlich oder stabilisiert) erzeugt einen relativ weichen, duktilen Zustand, während T6 nahezu Spitzenhärte bei höherer Streckgrenze erreicht. Überalterung (z. B. verlängertes Altern oder Exposition bei erhöhten Betriebstemperaturen) lässt Ausscheidungen wachsen, reduziert Festigkeit aber verbessert Bruchzähigkeit und SCC-Beständigkeit. Eine präzise Kontrolle der Abschreckgeschwindigkeit und Alterungsparameter ist essentiell, um Eigenschaftsschwankungen in den Querschnitten zu vermeiden und Verzug durch Wärmebehandlung zu minimieren.

Bei Serienfertigung werden Nachspannungspraktiken wie Streckglühen (T651) nach dem Abschrecken angewendet, um Eigenspannungen zu reduzieren und stabilere Abmessungen während der Alterung zu gewährleisten. Dicke Querschnitte benötigen besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich Abschreckintensität; unterbrochenes Abschrecken oder abgestimmte Alterungsprozesse können eingesetzt werden, um Verzugskontrolle und mechanische Leistungsfähigkeit auszubalancieren.

Hochtemperatureigenschaften

A206 verliert mit steigender Temperatur kontinuierlich an Festigkeit, da die Stabilität der Ausscheidungen abnimmt und eine diffusionsgetriebene Grobkornbildung beschleunigt wird. Praktische Dauereinsatztemperaturen in tragenden Strukturbauteilen liegen meist unter ca. 120 °C, während Kurzzeiteinwirkungen bis ca. 150–200 °C eine messbare Erweichung und reduzierte Streckgrenze bewirken. Oxidation ist bei diesen Temperaturen in Luft moderat, aber längere Hochtemperatureinwirkung verändert Mikrostruktur und verringert die Spitzenalterungsfähigkeit.

Wärmeeinflussbereiche beim Schweißen oder lokale Erwärmung während der Fertigung können eine erhebliche Erweichung und Festigkeitsverluste gegenüber dem Grundmaterial im T6-Zustand zeigen. Konstrukteure müssen lokale Eigenschaftssenkungen um Verbindungsstellen berücksichtigen und entweder Nachbehandlungen durchführen, wo möglich, oder mit reduzierten HAZ-Eigenschaften in Tragfähigkeitsberechnungen planen.

Anwendungen

Branche	Beispielbauteil	Warum A206 verwendet wird
Luft- und Raumfahrt	Kleine Struktur-Befestigungsteile, Schmiedeteile	Hoher Festigkeits-zu-Gewicht-Verhältnis und Dauerfestigkeit nach Alterung
Schiffbau	Motorlager, nicht sichtbare Strukturbauteile	Gute Festigkeit mit moderatem Korrosionsschutz bei Beschichtung oder Überzug
Automobil	Fahrwerkskomponenten, Hochleistungs-Halterungen	Hohe statische Festigkeit und Dauerfestigkeit für Leichtbau
Elektronik	Gehäuse, Wärmeverteiler (eingeschränkt)	Akzeptable Wärmeleitfähigkeit und Zerspanbarkeit für Strukturgehäuse

A206 wird typischerweise dort eingesetzt, wo hohe statische und Dauerfestigkeiten benötigt werden und Bauteile wärmebehandelt werden können, um das erforderliche mechanische Eigenschaftspektrum zu erreichen. Oberflächenschutzmaßnahmen sind bei korrosiver Beanspruchung Standard. Die Kombination aus guter Zerspanbarkeit, Umformbarkeit in weichen Zuständen und Erreichbarkeit hoher Festigkeitswerte macht die Legierung für Detailteile in Luft- und Raumfahrt sowie Hochleistungs-Automobilbau attraktiv.

Auswahlhinweise

A206 ist besonders geeignet, wenn stärkeres, wärmebehandelbares Aluminium als kommerziell reine Legierungen benötigt wird und der Bauteilfertigungsablauf Lösungsglühen und künstliches Altern zulässt. Für die Umformung O-/H-Zustände und für den Endgebrauch T-Zustände spezifizieren, wenn Maßhaltigkeit und Festigkeit gefordert sind. Bei signifikanter Korrosionsexposition Beschichtungen, Überzüge oder Anodisieren einplanen.

Im Vergleich zu handelsüblichem Reinaluminium (1100) tauscht A206 Leitfähigkeit und Umformbarkeit gegen deutlich höhere Festigkeit und bessere Ermüdungsbeständigkeit ein, was es für Anwendungen mit primärer elektrischer oder thermischer Leitfähigkeit ungeeignet, für tragende Strukturbauteile jedoch zu einer guten Wahl macht. Im Vergleich zu gängigen kaltverfestigten Legierungen (3003/5052) bietet A206 eine höhere maximale Festigkeit, jedoch geringere allgemeine Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit; A206 sollte verwendet werden, wenn die Festigkeit im Vordergrund steht und Schutzmaßnahmen das Korrosionsrisiko mindern.

Im Vergleich zu typischen wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 kann A206 in einigen Zuständen eine vergleichbare oder höhere Streckgrenze bei ähnlicher Dichte erreichen, weist jedoch häufig eine schlechtere Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Wählen Sie A206 gegenüber 6xxx-Legierungen, wenn eine höhere intrinsische Festigkeit sowie spezifische Ermüdungs- oder Bruchverhalten erforderlich sind und die Fertigung angepasste Wärmebehandlungen zulässt.

Abschließende Zusammenfassung

A206 bleibt in der modernen Technik als hochfeste, wärmebehandelbare Al-Cu-Legierung relevant, die die Lücke zwischen konventionellen 6xxx-Strukturlegierungen und sehr hochfesten 7xxx-Legierungen schließt, indem sie eine günstige Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsleistung bietet. Die Einsatzfähigkeit hängt von einer sorgfältigen Kontrolle der Wärmebehandlung, der Wahl des Zustands und dem Oberflächenschutz ab, um Kompromisse bei Korrosion und Schweißbarkeit zu steuern. Für Konstruktionen, die erhöhte Festigkeit bei angemessenen Kosten und guter Bearbeitbarkeit erfordern, bleibt A206 eine praktikable Wahl, wenn Lieferantenzertifizierung und Prozesskontrollen in den Fertigungsplan integriert sind.