Aluminium A360: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

A360 ist eine Aluminiumlegierung, die überwiegend in Guss- und Schmiedeformen verwendet wird und gemeinhin zu den siliziumhaltigen Al‑Si‑Mg-Legierungen gezählt wird. Die Chemie basiert hauptsächlich auf Silizium und Magnesium als wesentliche Legierungselemente, die Ausscheidungshärtung und Gießbarkeit ermöglichen. Die Legierung ist wärmebehandelbar und gewinnt ihre Festigkeit durch Lösungsglühen, Abschrecken und künstliches Altern, nicht durch Kaltumformung. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören gute Gießbarkeit, ein günstiges Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, annehmbare Korrosionsbeständigkeit in vielen Umgebungen sowie akzeptable Schweißbarkeit bei Verwendung geeigneter Zusatzwerkstoffe und Verfahren.

Zu den Industrien, die A360 am häufigsten spezifizieren, zählen die Automobilindustrie (Getriebe- und Gehäusegüsse), Gehäuse für Haushaltsgeräte, industrielle Bauteile und Marinehardware, wo eine Kombination aus Gießbarkeit und angemessener mechanischer Leistung gefordert wird. Konstrukteure wählen A360 für Teile mit komplexer Geometrie, die wirtschaftlich im Gussverfahren hergestellt werden können, während nachträgliche Wärmebehandlungen die Festigkeit erhöhen. Im Vergleich zu höherfesten Schmiedelegierungen bietet A360 geringere Kosten und bessere Gießbarkeit; gegenüber reinem Aluminium tauscht es Leitfähigkeit und Umformbarkeit gegen deutlich höhere Festigkeit nach dem Altern.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Elongation	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Hinweise
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht, maximale Duktilität nach Lösungsglühen und langsamer Abkühlung
T4	Mittel	Hoch	Gut	Gut	Gelöst geglüht und natürlich gealtert; behält gute Umformbarkeit
T5	Mittel‑Hoch	Mäßig	Ausreichend	Gut	Vom Guss aufgekühlt und künstlich gealtert; Verwendung für Gussteile direkt aus der Form
T6	Hoch	Mäßig‑Niedrig	Begrenzt	Gut	Gelöst geglüht und künstlich auf Höchstfestigkeit gealtert
T651	Hoch	Mäßig‑Niedrig	Begrenzt	Gut	T6-Zustand mit Spannungsarmglühen durch Dehnen; verwendet bei Verzugsminimierung
Hxx (z. B. H14)	Mittel	Vermindert	Begrenzt	Gut	Kaltverfestigte und teilweise geglühte Varianten für Schmiedeformen, falls anwendbar

Die Zustände verändern das Verhältnis von Festigkeit zu Duktilität bei A360 vorhersagbar: Der geglühte Zustand (O) ermöglicht maximale Dehnung für die Umformung, während T6/T651 erhöhte Streck- und Zugfestigkeiten zulasten der Umformbarkeit liefert. Für Gussteile sind T5 und T6 die häufigsten Zustände, da sie Guss, minimalen Nachbearbeitungsaufwand und gezielte Alterungszyklen für brauchbare mechanische Eigenschaften ohne umfangreiche Umformung erlauben.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Hinweise
Si	6,5 – 9,5	Hauptlegierungselement zur Verbesserung der Fluidität, Gießbarkeit und Festigkeit nach dem Altern
Fe	0,2 – 0,8	Verunreinigung, die intermetallische Phasen bildet; kontrolliert zur Beschränkung von Sprödigkeit
Mn	≤ 0,5	Zur Kontrolle der Kornstruktur und Begrenzung schädlicher Fe-Phasen zugesetzt
Mg	0,2 – 0,6	Ermöglicht Mg2Si-Ausscheidungshärtung und trägt zur Festigkeit bei
Cu	≤ 0,3	Kleine Zusätze können Festigkeit erhöhen, jedoch Korrosionsbeständigkeit verringern
Zn	≤ 0,2	Üblicherweise gering; hoher Zn-Gehalt vermieden, um Heißrisse und Spannungsrisskorrosion zu minimieren
Cr	≤ 0,25	Reguliert Kornstruktur und Rekristallisation bei bestimmten Zuständen
Ti	≤ 0,2	Kornfeinbildner in Guss- und Schmiedeverfahren zur Verfeinerung der Primärstruktur
Andere	Ausgleich Al; Spurenelemente kontrolliert	Spuren von Ni, V oder Sr können zur eutektischen Modifikation oder Eigenschaftsoptimierung enthalten sein

Silizium bildet die Matrix für Al‑Si-Eutektikstrukturen, die A360 sehr gießbar und dimensionsstabil machen. Magnesium verbindet sich mit Silizium zu Mg2Si-Ausscheidungen während des künstlichen Alterns, dem wichtigsten Härtungsmechanismus. Minder- und Verunreinigungselemente beeinflussen Kornfeinheit, Gussstrukturmorphologie und Sekundärphasenbildung, was wiederum Zähigkeit, Zerspanbarkeit und Anfälligkeit für interkristalline Fehler steuert.

Mechanische Eigenschaften

A360 zeigt klassisches Ausscheidungshärtungsverhalten: geringe Festigkeit im geglühten Zustand und zunehmende Festigkeit nach Lösungsglühen und künstlichem Altern. Im T6-Zustand erreicht die Legierung ihre Auslegungszugfestigkeit, wenn Mg2Si-Ausscheidungen die Versetzungsbewegung hemmen. Streckgrenze und Zugfestigkeit hängen von Bauteilstärke und Abkühlgeschwindigkeit ab; dünnere Abschnitte, die schneller abgeschreckt werden, erreichen typischerweise höhere Festigkeiten.

Die Duktilität (Dehnung bis zum Bruch) nimmt mit steigendem Zustand und zunehmendem Siliziumgehalt wegen der harten eutektischen Siliziumpartikel ab. Die Härte folgt demselben Trend wie die Zugfestigkeit und wird bei Gussstücken häufig mit Brinell- oder Rockwell-Messungen zur Bestätigung des Alterungszustands ermittelt. Die Ermüdungsfestigkeit ist empfindlich gegenüber Gussporosität, Oberflächenbeschaffenheit und thermischer Vorgeschichte; Porosität wirkt als primärer Ermüdungsoriginationsort und reduziert die Dauerfestigkeit erheblich im gegossenen Zustand.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wesentlicher Zustand (z. B. T6)	Hinweise
Zugfestigkeit	120 – 180 MPa	250 – 360 MPa	Werte variieren je nach Bauteilstärke, Porosität und genauer Zusammensetzung
Streckgrenze	60 – 120 MPa	170 – 260 MPa	Streckgrenze zeigt deutliche Abhängigkeit vom Mg-Gehalt und Alterungszyklus
Elongation	10 – 25 %	4 – 12 %	Dehnung nimmt mit fortschreitendem Altern und zunehmender Partikelgröße des Siliziums ab
Härte	40 – 60 HB	80 – 120 HB	Härte korreliert mit Ausscheidungsdichte und Morphologie des eutektischen Siliziums

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Hinweise
Dichte	~2,68 g/cm³	Typische Dichte für Al‑Si-Legierungen; abhängig von Legierungszusätzen geringfügig
Schmelzbereich	~575 – 655 °C	Eutektikum und α-Al Liquidus/Solidus aufgrund Siliziumgehalt
Wärmeleitfähigkeit	~120 – 150 W/(m·K)	Niedriger als bei reinem Aluminium wegen Si und Sekundärphasen
Elektrische Leitfähigkeit	~30 – 45 %IACS	Reduziert gegenüber reinem Aluminium durch Legierungselemente; variiert mit Zustand
Spezifische Wärme	~0,88 – 0,92 J/(g·K)	Nahe der von reinem Aluminium
Thermische Ausdehnung	~21 – 24 ×10⁻⁶ /K	Relativ hoher Wärmeausdehnungskoeffizient; bei thermischen Baugruppen zu berücksichtigen

Die Dichte und spezifische Wärme von A360 liegen nahe bei vielen Aluminiumlegierungen, was sie attraktiv für Anwendungen mit geringem Gewicht und moderater Wärmeaufnahme macht. Die Wärmeleitfähigkeit ist für viele Wärmemanagementaufgaben ausreichend, jedoch mindern Siliziumpartikel und intermetallische Phasen die Leitfähigkeit im Vergleich zu reinem Aluminium oder hochleitfähigen Schmiedelegierungen. Schmelzbereich und Erstarrungsverhalten sind direkt vom Siliziumgehalt und der eutektischen Zusammensetzung abhängig, was Gussverzug und Nachspeisung beeinflusst.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,5 – 6 mm (begrenzte Verfügbarkeit)	Niedriger aufgrund von Verarbeitungsgrenzen	O, T4	Geschmiedetes Blech in A360 ist seltener; dünnere Maßstäbe nach Walzen möglich
Platte	6 – 50 mm	Festigkeit nimmt in dickeren Bereichen durch langsamere Abkühlung ab	O, T5, T6	Dickere Gussplatten erfordern sorgfältige Wärmebehandlung zur Vermeidung eines weichen Kerns
Strangpressprofil	Profile bis 200 mm	Festigkeit abhängig von Profilwandstärke und Abschreckung	T4, T6	Strangpressteile sind weniger üblich; A360 ist eher im Guss oder Druckguss verbreitet
Rohr	Typische Durchmesser für Guss	Variabel	O, T6	Gusshohlprofile für Gehäuse verwendet, keine nahtlosen Strukturrohre
Stab/Rundstahl	Variabel	Gute Festigkeit nach dem Altern	T6	Stabmaterial wird für kleine zerspanbare Bauteile gefertigt

Der Verarbeitungsweg hat großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Gussformen von A360 profitieren von Formgestaltung, schneller Erstarrung und kontrollierter Porosität für hohe Gleichmäßigkeit, während Schmiedeformen Walzen oder Strangpressen mit anschließender Lösungsglühung und Alterung erfordern. Konstrukteure müssen die Produktform an die Fertigungstechnologien anpassen; dünne, komplexe Gussteile nutzen A360s Fließfähigkeit optimal, während dickere, voluminöse Abschnitte spezielle Wärmebehandlungs- und Abschreckprozesse benötigen.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Bemerkungen
AA	A360	USA	Bezeichnung der Aluminum Association für die Legierungsfamilie
EN AW	AC‑42100 / AlSi9Mg?	Europa	Nahe Äquivalente können in der AlSi9Mg-Familie liegen, abhängig von der genauen Chemie
JIS	ADC9/ ADC12-Variante	Japan	Japanische Gusswerkstoffe mit ähnlicher Si-Mg-Balance werden als funktionale Äquivalente verwendet
GB/T	ZL102 / AlSi9Mg?	China	Chinesische Gussnormen umfassen AlSi9Mg-Werkstoffe mit vergleichbaren Eigenschaften

Direkte Eins-zu-Eins-Äquivalente hängen von der genauen Zusammensetzung ab, insbesondere vom Mg- und Cu-Gehalt, sowie davon, ob es sich um Guss- oder Strangpressprodukte handelt. Europäische EN-Bezeichnungen und chinesische GB/T-Namen werden üblicherweise anhand von Silizium- und Magnesiumgehalt sowie durch die Spezifikation mechanischer Eigenschaften zugeordnet, anstatt sich ausschließlich auf die nominale Legierungsbezeichnung zu stützen.

Korrosionsbeständigkeit

A360 zeigt eine gute allgemeine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, wie sie für Al‑Si‑Mg-Legierungen typisch ist, wenn es ordnungsgemäß bearbeitet und beschichtet wird. Die Anwesenheit von Silizium in der Mikrostruktur beeinträchtigt den natürlichen schützenden Aluminiumoxidschichtfilm nicht wesentlich, jedoch können freiliegende interdendritische Phasen und Gussporosität lokale anodische Stellen bilden. Die Oberflächenvorbereitung und das Versiegeln von Porosität sind wichtig für eine dauerhafte atmosphärische Beständigkeit.

In maritimen und chloridhaltigen Umgebungen zeigt A360 eine akzeptable Leistung, ist jedoch anfälliger für lokal begrenzte Korrosion als Al‑Mg-Strangpresslegierungen mit höherem Mg-Gehalt, wie z. B. 5052. Spannungsrisskorrosion stellt unter typischen Einsatzbedingungen kein vorrangiges Versagensphänomen für A360 dar; jedoch kann eine galvanische Kupplung zu edleren Materialien (Edelstahl, Kupfer) die lokale Korrosion an Kontaktstellen beschleunigen. Schutzbeschichtungen, Eloxieren sowie katodische Konstruktionsmaßnahmen mindern diese Risiken.

Im Vergleich zu Strangpresslegierungen der 6xxx-Serie besitzt A360 oft eine ähnliche oder leicht geringere Korrosionsbeständigkeit, abhängig von Kupferverunreinigungen und Porosität. Gussbauteile sollten so konstruiert werden, dass Spaltgeometrien vermieden und die Porosität gegenüber aggressiven Umgebungen minimiert wird.

Verarbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

A360 kann mit gebräuchlichen Verfahren (MIG/GMAW, TIG/GTAW) geschweißt werden, wobei die Auswahl des Zusatzwerkstoffs und die Wärmeeinbringung sorgfältig zu berücksichtigen sind. Al‑Si-Zusätzwerkstoffe wie ER4043 (Al‑Si) sind die typische Wahl, um den Siliziumgehalt des Grundwerkstoffs anzugleichen und das Risiko von Heißrissen zu verringern. Heißrisse können bei dicken Querschnitten oder bei hohem Siliziumgehalt durch niedrige Schmelzpunkt-Eutektika auftreten; Vorwärmen und kontrollierte Wärmeeinbringung reduzieren Eigenspannungen und Rissbildungen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von A360 ist im Vergleich zu anderen Aluminium-Gusslegierungen allgemein gut, da Silizium Abriebfestigkeit und Spanbildung begünstigt. Werkzeuge aus Hartmetall mit positivem Spanwinkel, starre Aufspannungen und moderate Schnittgeschwindigkeiten liefern die besten Oberflächenqualitäten. Siliziumpartikel verschleißen Werkzeuge schneller als weiches reines Aluminium, weshalb Werkzeugstandzeiten und Kühlung bei der Serienzerspanung besonders wichtig sind.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit von A360 in Strangpressprodukten ist eingeschränkt im Vergleich zu niedrig legierten, hochduktilen Werkstoffen. Die Zustände O und T4 bieten die beste Kaltumformbarkeit und werden bevorzugt, wenn Biegen oder Ziehen erforderlich ist. Für Gussteile sind Umformungen auf kleine Nachbearbeitungen beschränkt; Konstrukteure sollten Gusswerkstoffe bevorzugen, die möglichst netzformnah gefertigt werden und nur minimale Nachbearbeitung erfordern.

Wärmebehandlungsverhalten

A360 ist wärmebehandelbar über eine Ausscheidungshärtung gemäß dem Al‑Si‑Mg-System. Die Lösungsglühtemperatur liegt typischerweise nahe der Soliduslinie, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur, meist im Bereich von 520–540 °C, und wird zur Auflösung von Mg2Si-Phasen und zur Homogenisierung der Mikrostruktur gehalten. Anschließend erfolgt ein schnelles Abschrecken, um die Übersättigung von Mg und Si in der Matrix zu erhalten.

Das künstliche Altern (T6) erfolgt bei Temperaturen von ca. 150–185 °C über eine Zeitdauer, die auf die Erzielung der maximalen Härte und Zugfestigkeit optimiert ist. Überalterung reduziert die Festigkeit, erhöht die Duktilität und verbessert die thermische Stabilität. Die Übergänge zwischen T-Zuständen (z. B. T5 zu T6) beeinflussen Größe und Verteilung der Ausscheidungen; die Wahl des Zustands erfolgt je nach gewünschter Balance aus Festigkeit, Verzugsminimierung und Bearbeitbarkeit.

Wird A360 nicht wärmebehandelt eingesetzt, kann es zum maximalen Anwendungszweck geglüht (O-Zustand) werden, um höchste Duktilität zu erzielen. Durch Kaltverfestigung kann nur eine begrenzte Festigkeitssteigerung erreicht werden; die Ausscheidungshärtung bleibt jedoch der wichtigste Weg zur hohen Festigkeit bei dieser Legierungsklasse.

Hochtemperatureinsatz

A360 zeigt bei steigenden Temperaturen eine deutliche Festigkeitsminderung und ist im Dauerbetrieb für tragende Anwendungen generell auf Temperaturen unter ca. 150 °C beschränkt. Darüber hinaus führen Ausscheidungsvergröberung und Überalterung zu verringerten Streck- und Zugfestigkeiten sowie zu einer geringeren Kriechbeständigkeit. Kurzzeitige Temperaturspitzen sind tolerierbar, wiederholte thermische Belastungszyklen beschleunigen jedoch die mikrostrukturelle Veränderung.

Die Oxidation an der Luft wird durch den schützenden Aluminiumschichtfilm eingeschränkt, jedoch kann bei längerer Wärmeeinwirkung die Oberflächenoxidchemie verändert und die Ermüdungsfestigkeit durch Mikrostrukturvergröberung reduziert werden. Schweißnahtwärmebeeinflusste Zonen erweichen lokal, wenn der Grundwerkstoff im tagesgehärteten Zustand vorliegt; Nachglühen und erneutem Altern nach dem Schweißen oder geeignete Zusatzwerkstoffe können akzeptable Eigenschaften wiederherstellen.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum A360 verwendet wird
Automobil	Getriebegehäuse, Pumpengehäuse	Ausgezeichnete Gießbarkeit, gute Festigkeit nach dem Altern, kosteneffizient für komplexe Geometrien
Marine	Kleine Strukturgussteile, Halterungen	Akzeptable Korrosionsbeständigkeit und geringe Dichte für gewichtsoptimierte Bauteile
Luft- und Raumfahrt	Nicht-kritische Fittings, Gehäuse	Günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und einfache Gießbarkeit komplexer Formen
Elektronik	Gehäuse und Wärmeverteiler	Gute Wärmeleitfähigkeit und dimensionsgenaue Gussoberflächen
Haushaltsgeräte	Motorengehäuse, Pumpengehäuse	Niedrige Kosten, gute Gussoberflächen und ausreichende mechanische Eigenschaften

A360 wird eingesetzt, wenn eine Kombination aus Wirtschaftlichkeit, Gießbarkeit und ausreichender mechanischer Festigkeit erforderlich ist. Es ist besonders für filigrane Gussgeometrien geeignet, deren Herstellung mit höherfesten Strangpresslegierungen kostenintensiv oder unpraktisch wäre.

Auswahlhinweise

Wählen Sie A360, wenn Sie eine gießbare Aluminiumlegierung benötigen, die durch Alterung zu nutzbaren Festigkeiten geführt werden kann, gleichzeitig gute Maßhaltigkeit und akzeptable Korrosionsbeständigkeit bietet. Es ist eine praxisgerechte Wahl für komplexe, netzformnahe Bauteile, die in mittleren bis hohen Stückzahlen produziert werden.

Im Vergleich zu technisch reinem Aluminium (1100) tauscht A360 etwas elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Umformbarkeit gegen deutlich höhere Zug- und Streckfestigkeiten nach dem Altern ein. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet A360 höhere erreichbare Festigkeiten durch Wärmebehandlung, jedoch üblicherweise geringere Duktilität und ein anderes Korrosionsverhalten aufgrund von Silizium und Gussporosität. Gegenüber häufigen wärmebehandelbaren Strangpresswerkstoffen wie 6061 besitzt A360 möglicherweise niedrigere Spitzenfestigkeiten, punktet jedoch mit günstigeren Gusskosten und Herstellung komplexer Formen, bei denen sonst Aufspann- und Bearbeitungskosten zu hoch wären.

Abschließende Zusammenfassung

A360 bleibt eine relevante technische Legierung, da sie exzellente Gießbarkeit mit Ausscheidungshärtbarkeit verbindet und so eine wirtschaftliche Kombination aus Festigkeit, Maßgenauigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. Die Eigenschaftskombination macht sie besonders wertvoll für kostenempfindliche und geometrisch komplexe Bauteile in den Bereichen Automotive, Marine und Haushaltsgeräte.