Aluminium A6063: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsmöglichkeiten

Umfassender Überblick

A6063 ist ein Mitglied der 6xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, einer Al-Mg-Si-Familie, die hauptsächlich durch Ausscheidungshärtung verstärkt wird. Die wichtigsten Legierungselemente sind Silizium und Magnesium, die während der Wärmebehandlung Mg2Si-Ausscheidungen bilden; Spuren von Eisen, Kupfer, Chrom, Zink und Titan werden kontrolliert eingesetzt, um Festigkeit, Extrudierbarkeit und Oberflächenqualität auszubalancieren.

A6063 ist eine wärmebehandelbare Legierung (ausscheidungs- bzw. alterungshärtbar) und keine reine Kaltverfestigungslegierung, weshalb sie ihre höhere Festigkeit durch Lösungsglühen sowie künstliches oder natürliches Altern erreicht. Typische Eigenschaften sind mittelschwere bis gute Zug- und Streckfestigkeit, hervorragende Extrudierbarkeit und Oberflächenqualität, gute Korrosionsbeständigkeit in vielen Atmosphären sowie sehr günstige Anodisierbarkeit.

Branchen, die häufig A6063 einsetzen, umfassen architektonische/strukturelle Profile (Fensterrahmen, Vorhangfassaden), Bauwesen, nicht-strukturelle Automobilkomponenten und bestimmte elektrische/thermische Anwendungen, in denen eine gute Oberflächenqualität und moderate Festigkeit gefordert sind. Ingenieure wählen A6063 gegenüber anderen Legierungen, wenn ein ausgewogenes Verhältnis von Extrudierbarkeit, Anodisieroptik, Korrosionsbeständigkeit und Kosten wichtiger ist als maximale Höchstfestigkeit.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnbarkeit	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch (12–18%)	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht, beste Umformbarkeit und Duktilität
H14	Niedrig bis mittel	Mittel	Sehr gut	Sehr gut	Leicht kaltverfestigt, für Profile mit moderater Festigkeit verwendet
T4	Mittel	Mittel bis hoch	Gut	Gut	Lösungsglühen und natürlich gealtert, gute Umformbarkeit mit etwas Festigkeit
T5	Mittel bis hoch	Mittel	Gut	Gut	Aus heißgewalztem Zustand abgeschreckt und künstlich gealtert, häufig für Profile
T6	Hoch	Mittel bis niedrig (8–14%)	Ausreichend	Gut	Lösungsglühen und künstlich gealtert für nahezu Höchstfestigkeit
T651	Hoch	Mittel bis niedrig	Ausreichend	Gut	T6 mit Spannungsarmglühen durch kontrolliertes Dehnen, üblich bei Strukturprofilen

Die Wahl des Zustands verändert das Gleichgewicht zwischen Duktilität, Streck- und Zugfestigkeit; die Zustände O und H bevorzugen Umformprozesse und Biegen, während T5/T6 höhere statische Festigkeit im Einsatz bieten. T6 und T651 werden häufig dort eingesetzt, wo Maßhaltigkeit und höhere Streckgrenzen erforderlich sind, jedoch auf Kosten der Biegbarkeit und mit größerem Rückfederverhalten im Vergleich zu geglühten Zuständen.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Bemerkungen
Si	0.2–0.6	Hauptfestelement zusammen mit Mg zur Bildung von Mg2Si-Ausscheidungen
Fe	≤0.35	Verunreinigung; höherer Eisengehalt verringert Extrudierbarkeit und Oberflächenqualität
Mn	≤0.10	geringfügig, kann Festigkeit leicht verbessern
Mg	0.45–0.9	Partner von Si in Mg2Si-Ausscheidungen; steuert die erreichbare Festigkeit
Cu	≤0.1	Kleine Mengen können Festigkeit erhöhen, aber Korrosionsbeständigkeit mindern
Zn	≤0.1	niedrig gehalten, um Galvanische Korrosion zu vermeiden
Cr	≤0.05	Steuert Kornstruktur und verbessert teilweise Zähigkeit
Ti	≤0.1	Kornfeinung; zur Mikrostrukturverfeinerung in kontrollierten Mengen verwendet
Sonstige	≤0.15 gesamt	je ≤0.05 typischerweise; Rest Aluminium

Das Si/Mg-Verhältnis und der absolute Mg-Gehalt bestimmen hauptsächlich die Ausscheidungskinetik und die nach der Alterung erreichbare Festigkeit. Kontrolliert niedrige Gehalte an Fe, Cu und Zn erhalten die Oberflächenqualität und die Konstanz beim Anodisieren, während Ti und Cr in Spuren zur Kornfeinung und Verminderung der Heißsprödigkeit während der Verarbeitung eingesetzt werden.

Mechanische Eigenschaften

A6063 zeigt ein Zug- und Streckfestigkeitsprofil, das stark vom Zustand und Querschnitt abhängt; dünnwandige Profile im Zustand T6 können nützliche Festigkeiten bei guter Oberflächenqualität erreichen. Die Streckgrenze im geglühten Zustand ist relativ gering und ermöglicht große plastische Verformungen beim Umformen, während Lösungsglühen und künstliches Altern durch Mg2Si-Ausscheidungen deutlich höhere Streck- und Zugfestigkeiten bewirken. Die Dehnbarkeit und Duktilität sinken mit steigender Festigkeit; T6 bietet höhere Festigkeiten, aber geringere Dehnbarkeit und vermehrtes Rückfederverhalten beim Umformen.

Die Härte folgt dem gealterten Zustand, wobei geglühte Legierungen niedrige Brinell- bzw. Knoop-Werte aufweisen und T6-Werkstoffe in mittleren Härtebereichen liegen; dies beeinflusst Verschleiß- und Zerspanungsverhalten. Die Ermüdungsfestigkeit ist für nicht-kritische zyklische Belastungen ausreichend, aber empfindlich gegenüber Oberflächenbeschaffenheit, Extrusionsfehlern und schweißbedingtem Weichwerden in Wärmeeinflusszonen. Die Querschnittsdicke beeinflusst die Abschreckreaktion und erreichbare Festigkeit: Dickere Abschnitte kühlen nach Lösungsglühen langsamer ab und erreichen ohne längere Alterung oder modifizierte Verarbeitung eventuell nicht die volle Höchstfestigkeit.

Eigenschaft	O/Geglüht	Hauptzustand (z.B. T6/T651)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	~110–155 MPa	~160–230 MPa	Großer Bereich bedingt durch Querschnitt, Zustand und Alterungsprogramm
Streckgrenze	~60–95 MPa	~120–180 MPa	T6/T651 Werte meist im Bereich 120–160 MPa bei typischen Profilen
Dehnung	~12–18%	~8–14%	Dehnung nimmt mit höherem Zustand und dickeren Querschnitten ab
Härte (HB)	~35–50 HB	~60–75 HB	Brinell-Werte, abhängig von Alterung und Mikrostruktur

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für Al-Mg-Si-Legierungen mit gutem Festigkeitsgewicht
Schmelzbereich	~582–652 °C	Legierungselemente senken und verbreitern den Schmelzbereich gegenüber reinem Al
Wärmeleitfähigkeit	~160 W/m·K	Gute Wärmeleitung, etwas niedriger als reines Aluminium und 1xxx-Serien
Elektrische Leitfähigkeit	~30–36 %IACS	Moderate elektrische Leitfähigkeit, reduziert gegenüber handelsreinem Aluminium
Spezifische Wärme	~900 J/kg·K	Typischer Wert für Aluminiumlegierungen, verwendet in Wärmeberechnungen
Wärmeausdehnung	~23–24 µm/m·K	Moderater Koeffizient; wichtig für Maßhaltigkeit bei thermischen Zyklen

Die Wärme- und elektrische Leitfähigkeit von A6063 macht die Legierung für bestimmte Wärmeleitungsanwendungen akzeptabel, sie ist jedoch nicht so leitfähig wie Legierungen der 1xxx-Serie. Der relativ hohe Wärmeausdehnungskoeffizient erfordert besondere Beachtung bei Baugruppen mit unterschiedlichen Werkstoffen oder bei engen Toleranzanforderungen während thermischer Zyklen.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Bemerkungen
Blech	0,5–6,0 mm	Moderat; abhängig vom Lieferanten	O, Hxx, T4, T5	Verwendet für leichte Platten und umgeformte Bauteile
Platte	>6,0 mm	Erreichbare Höchstfestigkeit durch Abschreckung begrenzt	O, T4, T6 (begrenzt)	Dickere Abschnitte erreichen ohne spezielle Verarbeitung oft nicht volle T6-Eigenschaften
Profil/Strangpressprofil	Dünnwandig bis große Profile	Entwickelt für einheitliche Eigenschaften im Querschnitt	T5, T6, T651	A6063 ist optimiert für Strangpressen – exzellente Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit
Rohr	Verschiedene Durchmesser/Wanddicken	Festigkeit variiert mit Wanddicke und Zustand	O, T4, T5	Häufig für architektonische und strukturelle Anwendungen
Stab/Rundstahl	Kleine bis große Durchmesser	Gute Zerspanbarkeit in O und T4	O, T6	Verwendet für bearbeitete Bauteile und fertigungstechnische Anwendungen

Die Strangpressprofile sind der dominierende Herstellungsweg für A6063; die Legierungschemie und thermomechanische Verarbeitung sind auf einen gleichmäßigen Fluss, gute Werkzeugfüllung und überragende Oberflächenoptik für das Anodisieren abgestimmt. Bleche und Platten werden dort eingesetzt, wo Flachware benötigt wird; hierbei muss jedoch die verdickungabhängige Alterungsempfindlichkeit und Abschreckwirkung berücksichtigt werden, wenn hohe Zustände angestrebt werden.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Hinweise
AA	A6063	USA	ASTM/AA-Bezeichnung, häufig in Nordamerika verwendet
EN AW	6063	Europa	EN AW-6063 wird oft mit zusätzlichen Zustandskennzeichnungen spezifiziert
JIS	A6063	Japan	JIS erkennt ähnliche Al-Mg-Si Zusammensetzungen mit lokalen Verarbeitungsstandards an
GB/T	6063	China	GB/T 6063-Äquivalente werden häufig in chinesischen Spezifikationen verwendet

Obwohl Katalognummern in den Regionen einheitlich erscheinen, können die Spezifikationen in zulässigen Verunreinigungsgrenzen, Anforderungen an mechanische Eigenschaften und Standarddefintionen der Zustände variieren. Ingenieure sollten daher relevante nationale Normen sowie Lieferantenauszüge (Mill Certificates) zu chemischen Grenzwerten, mechanischen Prüfungen und Prozesskontrollen vor der Spezifikation prüfen.

Korrosionsbeständigkeit

A6063 zeigt eine gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit in städtischen und ländlichen Umgebungen, bedingt durch die Bildung einer stabilen Aluminiumoxidschicht und den moderaten Legierungsanteil. Die relativ niedrigen Kupfer- und Eisenwerte unterstützen die Korrosionsbeständigkeit, und die Legierung lässt sich gut eloxieren, um eine langlebige, schützende und dekorative Oxidschicht zu erzeugen, die in der Architektur wertvoll ist.

In maritimer Umgebung verhält sich die Legierung für viele Anwendungen akzeptabel, jedoch beschleunigen chloridreiche Atmosphären die lokale Korrosion und Lochfraß, insbesondere bei Beschädigung der eloxierten Schicht. Bei maritimen oder aggressiven Chloridbelastungen werden typischerweise Schutzbeschichtungen, Opferanoden oder alternative Legierungen mit höherem Magnesiumgehalt oder zusätzlichen korrosionsbeständigen Elementen spezifiziert.

Das Risiko für Spannungsrisskorrosion (SCC) bei 6xxx-Legierungen ist bei Umgebungstemperaturen generell gering, kann jedoch unter anhaltender Zugbelastung, hoher Luftfeuchtigkeit und bestimmten Zuständen ansteigen; T6-Zustände sind oft anfälliger als vollständig geglühte Zustände. Galvanische Wechselwirkungen sollten berücksichtigt werden – A6063 ist anodisch gegenüber vielen Edelstahltypen, aber kathodisch zu Magnesium; angemessene Isolation, Auswahl der Befestigungselemente und Beschichtungen mindern galvanische Korrosion in Mischmetallbaugruppen.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

A6063 lässt sich problemlos mittels gängiger Fügeverfahren wie WIG (TIG) und MIG schweißen, mit vorhersehbarem Verhalten, wobei im Wärmeeinflussbereich bei ausgelagerten Zuständen eine gewisse Erweichung zu erwarten ist. Übliche Zusatzwerkstoffe sind ER4043 (Al-Si) für verbesserte Fließfähigkeit und Oberflächenqualität oder ER5356 (Al-Mg), wenn höhere Nachschweißfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit gefordert werden; die Wahl hängt von den geforderten Eigenschaften nach dem Schweißen und den Eloxalschichten ab. Die Neigung zu Heißrissen ist relativ gering, allerdings beeinflussen Schweißstoßgestaltung, Sauberkeit sowie Vor- und Nachwärmebehandlungen Fehlerquoten und Eigenspannungen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von A6063 ist moderat – besser als viele 5xxx-Legierungen, aber nicht so gut wie spezielle Legierungen wie 2011. Hartmetallwerkzeuge und steife Werkzeugaufnahmen zusammen mit geeigneten Kühlschmierstoffen gewährleisten die beste Werkzeugstandzeit; typische Bearbeitungsparameter entsprechen den Standardverfahren für Aluminium (hohe Drehzahlen, moderate Vorschübe, aggressive Spanabfuhr). Oberflächenqualität und Gratbildung sind aufgrund der Duktilität meist hervorragend, jedoch beeinflussen Zustand und vorherige Wärmebehandlung Spanform und Werkzeugverschleiß.

Umformbarkeit

A6063 zeigt exzellente Kaltumformbarkeit in weichen Zuständen (O, Hxx, T4) und kann mit engen Radien gebogen, rollgeformt und gezogen werden, wenn entsprechend gesteuert. Mit zunehmender Festigkeit (T5, T6) nimmt der Rückfederungsanteil zu und die minimalen Biegeradien steigen; eine gängige Praxis ist die Formgebung im T4- oder O-Zustand gefolgt von einer Nachalterung. Strangpressprofile mit komplexen Dünnwandgeometrien zählen zu den Stärken der Legierung, wobei Matrizen-Design und Schmierung die Umformbarkeit und Oberflächenqualität verbessern.

Wärmebehandlungsverhalten

A6063 ist durch Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern wärmebehandelbar, um ausscheidungshärtende Zustände zu erzielen; die wichtigste Ausscheidungsphase ist Mg2Si. Typische Lösungsglühungen erfolgen bei etwa 520–545 °C zur Auflösung löslicher Phasen, gefolgt von schnellem Abschrecken zur Erhaltung einer übersättigten festen Lösung; Abschreckgeschwindigkeit und Bauteildicke beeinflussen die End-Eigenschaften stark. Künstliche Auslagerungen variieren: T5 (aus heißverarbeitetem Zustand ausgekühlt und dann gealtert) erfolgt meist bei ca. 150–200 °C für mehrere Stunden, während T6 (lösungsglühen und anschließend künstlich altern) ähnliche Temperaturen bei höherer Festigkeit nutzt.

Zustandsübergänge sind praxisrelevante Werkzeuge: Bauteile können in thermisch stabilisiertem Zustand extrudiert, im T4- oder O-Zustand umgeformt und anschließend künstlich gealtert werden, um die erforderliche Einsatzfestigkeit zu erreichen. Überalterung reduziert die Festigkeit, kann jedoch Zähigkeit und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit verbessern; deshalb werden Alterungszyklen abgestimmt, um mechanische Eigenschaften, Maßhaltigkeit und Korrosionsverhalten auszubalancieren. Besonders bei dicken Querschnitten ist durch Abschreckempfindlichkeit die vollständige Härtung gefährdet; in solchen Fällen helfen modifizierte Alterungsprogramme oder konstruktive Maßnahmen, Eigenschaften gleichmäßiger zu gestalten.

Verhalten bei erhöhten Temperaturen

A6063 behält bis zu mäßig erhöhten Temperaturen angemessene mechanische Eigenschaften, jedoch kommt es oberhalb von etwa 150–175 °C zu deutlichen Einbußen in Streck- und Zugfestigkeit. Langanhaltende Einwirkung über den Alterungsbereich hinaus kann zur Koarsenbildung der Ausscheidungen führen, was eine Erweichung und Verlust der Maßhaltigkeit nach sich zieht; Konstruktionsingenieure sollten Dauereinsatz bei Temperaturen, die an oder über künstliche Alterungstemperaturen heranreichen, vermeiden. Oxidation ist im Vergleich zu Eisenwerkstoffen gering, aber hohe Temperaturen ohne Schutzbeschichtungen können Oberflächen und Eloxalschichten beeinträchtigen.

Im Wärmeeinflussbereich angrenzend an Schweißnähte kann es durch Überalterung oder Ausscheidungslösung zu örtlicher Erweichung und Festigkeitsverlust kommen; für kritische Anwendungen sind Nachwärmebehandlungen oder konstruktive Maßnahmen erforderlich. Thermische Zyklen können Ermüdung sowie Maßabweichungen in zusammengesetzten Baugruppen verstärken, sodass thermische Ausdehnung und möglicher Kriechvorgang bei langfristiger Erwärmung berücksichtigt werden müssen.

Anwendungen

Industrie	Beispielkomponente	Grund für den Einsatz von A6063
Architektur/Bauwesen	Fensterrahmen, Vorhangfassadenstrangpressprofile	Exzellente Strangpressbarkeit, gute Eloxaloberfläche und ausreichende Festigkeit
Automobil	Zierleisten, Dachleisten, nicht-strukturelle Leisten	Gute Oberflächenqualität, Korrosionsbeständigkeit und kosteneffiziente Strangpressung
Marine	Masten, Handläufe, Zierleisten	Korrosionsbeständigkeit und Eloxalschicht für ansprechendes Erscheinungsbild
Elektronik	Gehäuse, mäßig leistungsfähige Kühlkörper	Wärmeleitfähigkeit und Zerspanbarkeit bei guter Oberflächenqualität
Möbel & Einrichtung	Leuchtengehäuse, Präsentationssysteme	Kosten, Formbarkeit und Oberflächenveredelung

A6063 dominiert besonders dort, wo komplexe Strangpressprofile mit engen Maßtoleranzen und hochwertigen Oberflächen gefordert sind. Die Kombination aus guter Strangpressbarkeit, angemessener Festigkeit und hervorragender Eloxalreaktion hält die Legierung für sichtbare architektonische Bauteile sowie kostenbewusste Fertigteile beliebt.

Auswahlhinweise

A6063 ist vorzuziehen, wenn hochwertige Strangpressprofile, exzellentes Oberflächenbild nach Eloxieren und moderate Festigkeit im Vordergrund stehen. Gegenüber weicheren 1xxx-Serien (z. B. 1100) bietet A6063 höhere Festigkeit bei immer noch guter Umformbarkeit und Wärmeleitfähigkeit; dabei wird etwas elektrische/thermische Leitfähigkeit gegen signifikante Festigkeitssteigerung eingetauscht.

Im Vergleich zu Kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 erreicht A6063 höhere Festigkeitswerte nach Wärmebehandlung und bessere Eloxalergebnisse, während 3xxx/5xxx-Legierungen oft bessere Duktilität und in sehr aggressiver maritimer Umgebung teilweise überlegene Korrosionsbeständigkeit besitzen. Im Vergleich zu 6061 bietet A6063 in der Regel überlegene Strangpressbarkeit, glattere Oberflächen und bessere eloxierte Optik, jedoch geringere Maximalfestigkeit; daher wird A6063 für filigrane architektonische Profile, 6061 für hochfeste Struktur- oder stark beanspruchte Teile genutzt.

Wählen Sie A6063, wenn enge Profilabmessungen, dekorative Oberflächen, mittlere mechanische Belastungen und gute Fertigbarkeit wichtig sind; vermeiden Sie es, wenn maximale Festigkeit oder höchste elektrische Leitfähigkeit Hauptanforderungen sind. Prüfen Sie Temper, Querschnittsdicken und Nachbearbeitungspläne immer mit Lieferanten, um sicherzustellen, dass das gelieferte Produkt den Konstruktionszielen entspricht.

Abschließende Zusammenfassung

A6063 bleibt eine vielseitige Aluminiumlegierung für moderne Ingenieuranwendungen, da sie Strangpressbarkeit, Eloxalfähigkeit, Korrosionsschutz und moderate Festigkeit in einem kosteneffizienten Gesamtpaket verbindet. Die breite Verwendung in Architektur- und Fertigungskomponenten wird durch vorhersehbares Fertigungsverhalten und die Möglichkeit, Eigenschaften über Zustände und Auslagerung auf diverse Anwendungen anzupassen, gestützt.