Aluminium AlSi10Mg: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungen
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Umfassender Überblick
AlSi10Mg ist eine Guss- und additiv hergestellte Aluminiumlegierung, die zur Al-Si-Mg-Familie gehört und nicht zur klassischen gewalzten 1xxx–7xxx-Serie. Die nominelle Zusammensetzung enthält etwa 9–11 % Silizium mit kleinen Magnesiumzusätzen (typischerweise 0,25–0,45 %) sowie kontrollierte Mengen an Fe, Cu, Mn und Ti, um eine ausgewogene Gießfähigkeit und mechanische Leistung zu gewährleisten.
Der wesentliche Verfestigungsmechanismus ist die wärmebehandelbare Ausscheidungshärtung: Durch Lösungsglühen werden Mg-haltige Phasen aufgelöst, gefolgt von schnellem Abschrecken und kontrolliertem künstlichem Altern, wodurch Mg2Si-Kluster und siliziummodifizierte Strukturen ausfallen, die die Festigkeit erhöhen. In vielen additiv gefertigten und gegossenen Anwendungen fördern die mikrostrukturellen Zustände sowie die schnelle Erstarrung eine feine Siliziumdispersion, die die Festigkeit konventioneller T6-Legierungen erreichen oder übertreffen kann.
Zentrale Merkmale sind ein günstiges Festigkeits-zu-Gewicht-Verhältnis, gute Gießbarkeit und Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu vielen Aluminiumlegierungen sowie eine akzeptable Korrosionsbeständigkeit in den meisten Atmosphären nach entsprechender Oberflächenbehandlung. Die Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit sind für Al-Si-Legierungen im Allgemeinen gut, wobei jedoch ein höherer Siliziumanteil den Werkzeugverschleiß erhöht und die Duktilität bei Spitzenanlassen reduziert.
Typische Einsatzbereiche sind die Automobilindustrie (Strukturguss, Gehäuse), Motorsport und Luft- und Raumfahrt (leichte Halterungen und Gehäuse), Elektronik (Wärmeverteiler und Gehäuse) sowie Prototyping und Kleinserienfertigung im Bereich der additiven Fertigung. Ingenieure wählen AlSi10Mg, wenn eine Kombination aus niedriger Dichte, guter Gieß- oder AM-Verträglichkeit und wärmebehandelbarer Festigkeit erforderlich ist, wobei die geringere Umformbarkeit im Vergleich zu niedrigsiliziumhaltigen gewalzten Legierungen akzeptiert wird.
Ausführungen / Zustände
| Zustand | Festigkeitsniveau | Dehnbarkeit | Umformbarkeit | Schweißbarkeit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Niedrig | Hoch | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Weichgeglüht / spannungsarm geglüht, beste Duktilität für Umformprozesse |
| F / Gusszustand / wie gebaut | Niedrig–Mittel | Moderat | Gut | Gut | Typischer Guß- oder AM-Ausgangszustand vor Wärmebehandlung |
| T5 | Mittel–Hoch | Moderat–Niedrig | Akzeptabel | Gut | Abgekühlt von erhöhter Temperatur und künstlich gealtert; üblich bei AM-Bauteilen |
| T6 | Hoch | Niedrig | Schlecht–Akzeptabel | Gut | Lösungsglühen, Abschrecken und künstliches Altern; maximale Festigkeit |
| T651 | Hoch | Niedrig | Schlecht–Akzeptabel | Gut | T6 plus Spannungsarmglühen durch Dehnen; verwendet für kritische Maßhaltigkeit |
| T7 | Mittel | Moderat | Akzeptabel | Gut | Überaltert für verbesserte Stabilität, höhere Zähigkeit und erhöhte SCC-Beständigkeit |
Die Auslagerungstemperatur hat starken Einfluss auf den Kompromiss zwischen Festigkeit und Duktilität: Lösungsglühen gefolgt von Altern (T6) maximiert Zug- und Streckgrenze auf Kosten von Dehnbarkeit und Umformbarkeit. Niedrigere Auslagerungstemperaturen (T5) werden häufig bei AM-Komponenten eingesetzt, um Verzug zu reduzieren und gleichzeitig Festigkeit zurückzugewinnen. Weichglühen (O) wird verwendet, wenn maximale Duktilität für Umform- oder Zerspanungsprozesse erforderlich ist.
Die Wärmebehandlungs-Historie beeinflusst auch die Dauerfestigkeit sowie die mikrostrukturelle Homogenität; bei vielen Guss- und AM-Anwendungen wird ein optimierter T6- oder T5-Zyklus spezifiziert, um Gusssegregationen zu minimieren und die Siliziummorphologie für gezielte mechanische und thermische Eigenschaften zu stabilisieren.
Chemische Zusammensetzung
| Element | % Bereich | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Si | 9,0–11,0 | Hauptlegierungselement; senkt den Schmelzbereich und verbessert Gießbarkeit sowie Verschleißfestigkeit |
| Fe | 0,4–0,8 | Verunreinigungselement; bildet intermetallische Phasen, die Duktilität mindern und Zerspanbarkeit beeinträchtigen können |
| Mn | 0,05–0,45 | Beeinflusst die Morphologie der Fe-Intermetallischen Verbindungen, verbessert die Festigkeit moderat |
| Mg | 0,25–0,45 | Alterungshärtendes Element (bildet Mg2Si); steuert die Ausscheidungsverfestigung |
| Cu | 0,05–0,20 | Üblicherweise niedrig; erhöht Festigkeit, kann Korrosionsbeständigkeit bei höheren Anteilen verringern |
| Zn | ≤0,2 | Geringfügig, meist Restgehalt; begrenzte Verfestigungswirkung |
| Cr | ≤0,05 | Spurenzugabe zur Kornfeinung und Steuerung der intermetallischen Phasen |
| Ti | ≤0,15 | Kornfeinung für Guss- und AM-Mikrostrukturen |
| Andere / Reststoffe | ≤0,15 Gesamt | Spurenelemente und Verunreinigungen; kontrolliert für gleichbleibende Leistung |
Silizium ist das dominierende Legierungselement und steuert das Gießverhalten, die eutektische Zusammensetzung sowie die Härte der Si-reichen Phasen. Magnesium ist das aktive Alterungselement, das feine Mg-haltige Ausscheidungen während des Alterns bildet und so T6-/T5-Festigkeitszustände ermöglicht. Kontrollierte Zusätze von Mn, Ti sowie geringe Mengen an Fe und Cu dienen zur Anpassung der Morphologie intermetallischer Phasen, zur Reduzierung der Neigung zu Heißrissen und zur Optimierung der Guss- und AM-Mikrostruktur für nachfolgende Wärmebehandlung und mechanische Eigenschaften.
Mechanische Eigenschaften
Bei Zugbeanspruchung zeigt AlSi10Mg in T6-/T5-Zuständen eine vergleichsweise hohe Zugfestigkeit, während die Dehnbarkeit im Vergleich zu niedrigsiliziumhaltigen gewalzten Legierungen in der Regel reduziert ist. Die Streckgrenze steigt nach Lösungsglühen und künstlichem Altern deutlich an, bedingt durch die Ausscheidung feiner Mg-haltiger Phasen und deren Wechselwirkung mit Siliziumpartikeln. Die Bruchdehnung ist stark abhängig vom Zustand und der Mikrostruktur; O- oder Gusszustände bieten die höchste Duktilität, während T6 die höchste Festigkeit bei verminderter Dehnbarkeit liefert.
Die Härte folgt einem ähnlichen Trend: Weichgeglühte und gegossene Materialien weisen niedrigere Brinell-/HRB-Werte auf, während die Härte im T6-/T5-Zustand durch Ausscheidungshärtung und Siliziumdispersion deutlich ansteigt. Die Dauerfestigkeit wird beeinflusst durch Oberflächenzustand, Porosität (kritisch bei Guss- und AM-Bauteilen) und den Zustand; T6-gehärtete Proben können eine gute Hochzyklus-Dauerfestigkeit zeigen, wenn Porosität und Oberflächenfehler minimiert sind. Dicke und Bauteilquerschnitt beeinflussen das mechanische Verhalten durch unterschiedliche Erstarrungsraten und Abkühlungsverläufe; dünne Bereiche besitzen typischerweise eine feinere Mikrostruktur und höhere Gussfestigkeit, während dicke Bereiche weicher sein und vermehrt Schrumpfungsporosität aufweisen können.
| Eigenschaft | O/Weichgeglüht | Schlüsselzustand (z.B. T6) | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (UTS) | 160–220 MPa | 300–380 MPa | T6-Werte abhängig von Bauteildicke und Wärmebehandlungsdetails |
| Streckgrenze (0,2 % Dehngrenze) | 80–140 MPa | 240–320 MPa | Streckgrenze steigt mit dem Altern stark an; AM-Werkstücke erreichen oft Zwischenwerte im As-built-Zustand |
| Bruchdehnung (A%) | 8–15 % | 2–8 % | Duktilität sinkt im Spitzenzustand; Bruch erfolgt oft transkristallin entlang der Si-Partikel |
| Härte (HB) | 40–65 HB | 90–140 HB | Härte korreliert mit Ausscheidungsdichte und Siliziummorphologie |
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Dichte | 2,67–2,70 g/cm³ | Vergleichbar mit anderen Aluminiumlegierungen; hervorragende spezifische Festigkeit |
| Schmelzbereich | ~570–585 °C | Eutektisch beeinflusster Bereich aufgrund von ~10 % Si; Schmelzpunktabsenkung gegenüber reinem Al |
| Wärmeleitfähigkeit | 100–140 W/m·K | Niedriger als reines Aluminium, aber immer noch gut für Wärmemanagement; abhängig von Temperatur und Porosität |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~30–40 % IACS | Reduziert gegenüber reinem Al durch Legierungselemente und Mikrostruktur |
| Spezifische Wärmekapazität | ~900 J/kg·K | Typisch für Aluminiumlegierungen bei Raumtemperatur |
| Thermische Ausdehnung (20–200 °C) | ~22–24 ×10⁻⁶ /K | Ähnlich zu anderen Aluminiumlegierungen; bei Mehrstoffverbunden zu berücksichtigen |
Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von AlSi10Mg machen es attraktiv für Bauteile, die thermisches Management bei geringem Gewicht erfordern, obwohl die Leitfähigkeit niedriger als bei reinem Aluminium und besser legierten Sorten mit geringerem Legierungsanteil ist. Der im Vergleich zu reinem Al reduzierte Schmelzbereich ist vorteilhaft für Guss und AM, da er niedrigere Gießtemperaturen und geringere thermische Gradienten in vielen Prozessen ermöglicht. Thermische Ausdehnung und Leitfähigkeit müssen bei Bauteilen mit unterschiedlichen Werkstoffen berücksichtigt werden, um Verzug und thermische Spannungen im Betrieb zu vermeiden.
Produktformen
| Form | Typische Dicke/Größe | Festigkeitsverhalten | Übliche Zustände | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Gussstücke (Sandguss, Schwerkraftguss) | Querschnitte von wenigen mm bis >100 mm | Variabel; grobkörnig in dicken Abschnitten | Gusszustand, T6 | Weit verbreitet in der Automobil- und Industriegehäuseproduktion |
| Druckguss | Dünne bis mittlere Querschnitte (1–10 mm) | Gut, feine Mikrostruktur in dünnen Wandstärken | Gusszustand, T5/T6 | Druckguss liefert höhere Oberflächenqualität und feinere eutektische Struktur |
| Additive Fertigung (Pulverbettfusion) | Komplexe Geometrien, Wandstärke 0,5–10 mm | Feine Mikrostruktur, hohe Festigkeit im As-built-Zustand | As-built, T5, T6 | Schnelle Erstarrung führt zu einzigartigem mechanischem Verhalten; Wärmebehandlung ist üblich |
| Extrusion (eingeschränkt) | Profile bis zu mehreren zehn mm | Begrenzt aufgrund Schwerpunkt auf Guss | T4/T6-ähnlich | Selten; hauptsächlich in Guss- oder Pulverform hergestellt |
| Stab/Stange | Kleine Durchmesser aus Pulverkonsolidierung | Abhängig von der Verarbeitung | T6 | Typischerweise durch Sekundärbearbeitung oder Pulvermetallurgie hergestellt |
AlSi10Mg wird überwiegend als Gussstücke (Schwerkraft-, Druckguss) oder als Pulver für additive Fertigung geliefert und weniger als großflächiges gewalztes Blechprodukt. Guss- und AM-Verarbeitungsbedingungen beeinflussen Mikrostruktur und Fehlergehalt; Druckguss und schnelle AM-Erstarrung führen zu feinerer Siliziumdispersion und verbesserter Festigkeit im As-built-Zustand. Die Produktform bestimmt die möglichen Zustände, erreichbare Querschnittsgrößen und sekundäre Bearbeitungsschritte wie Zerspanung, Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung.
Äquivalente Werkstoffe
| Norm | Werkstoff | Region | Hinweise |
|---|---|---|---|
| EN / ISO | AlSi10Mg / EN AC-AlSi10Mg | Europa / International | Gängige europäische Gussbezeichnung gemäß EN 1706 und ISO-Normen |
| AA / ASTM | (kein direktes AA-Äquivalent) | USA | A356 ist ähnlich, jedoch mit niedrigerem Si-Gehalt (≈7 %) und anderem Mg; keine exakte AA-Legierungsnummer für AlSi10Mg |
| JIS | A3560/A357?* | Japan | Japanische Gussnormen enthalten ähnliche Al-Si-Mg-Legierungen, jedoch mit leicht unterschiedlichen Grenzwerten |
| GB/T | AlSi10Mg | China | Chinesische Gussnorm mit entsprechender Entsprechung, weit verbreitet in lokalen Lieferketten |
Normen unterscheiden sich regional hinsichtlich maximaler Verunreinigungsgrenzen, Zugfestigkeitsanforderungen und zulässigen Wärmebehandlungsverfahren; die EN/ISO-Bezeichnung AlSi10Mg ist eine häufig genutzte Referenz in Europa und bei vielen globalen Lieferanten. Vergleichbare Legierungen wie A356 (AlSi7Mg) oder AlSi12Cu (ADC12) zeigen die Kompromisse bei Zusammensetzung und Leistung: A356 enthält weniger Si und hat daher eine andere Gießbarkeit sowie ein unterschiedliches Festigkeits-/Verformbarkeitsverhältnis, während ADC12 höhere Silizium- und Kupferanteile aufweist, die mechanisches Verhalten und Korrosionsbeständigkeit verändern. Bei internationaler Beschaffung sollten exakte Norm und mechanische Abnahmekriterien verifiziert werden, statt allein auf den gebräuchlichen Namen zu vertrauen.
Korrosionsbeständigkeit
AlSi10Mg zeigt eine gute allgemeine atmosphärische Korrosionsbeständigkeit, die hauptsächlich auf die passive Aluminiumschicht und den vergleichsweise niedrigen Kupfergehalt der Legierung zurückzuführen ist. In typischen Binnen- und leicht industriellen Atmosphären verhält sie sich ähnlich wie andere Al-Si-Gusslegierungen mit geringem Kupfer und profitiert häufig von Oberflächenbehandlungen wie Eloxieren oder Konversionsbeschichtungen für erhöhte Dauerhaftigkeit.
In maritimen oder chloridhaltigen Umgebungen ist die Legierung mäßig anfällig für lokal begrenzte Loch- und Spaltkorrosion; für langfristige Nutzung werden geeigneter Oberflächenschutz, opferanodische Beschichtungen oder kathodische Isolierung empfohlen. Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion ist geringer als bei hochfesten Al-Zn-Mg-Legierungen, kann jedoch unter kombiniertem Zugbelastung und aggressiven Chloridbedingungen auftreten, insbesondere bei ausgereiften Zuständen, wenn keine ausreichende Überalterung zur SCC-Resistenz erfolgt.
Galvanische Wechselwirkungen mit kathodischen Materialien (Edelstahl, Kupfer) können lokale Korrosion beschleunigen, wenn direkter elektrischer Kontakt und Elektrolyt vorliegen; konstruktive Maßnahmen sollten isolierende Schnittstellen oder ähnliche Metalle nutzen, um galvanische Ströme zu minimieren. Im Vergleich zu 5xxx- oder 6xxx-Stahllegierungen vereint AlSi10Mg meist bessere Gießbarkeit mit akzeptabler Korrosionsbeständigkeit, erreicht jedoch nicht die hervorragende Marinebeständigkeit sorgfältig legierter Al-Mg-Legierungen oder die lokale Korrosionskontrolle mancher eloxierter Schmiedeteile.
Verarbeitungseigenschaften
Schweißbarkeit
AlSi10Mg ist mit gängigen Schmelzschweißverfahren wie GTAW (WIG) und GMAW (MAG) schweißbar und wird häufig mit passenden Zusatzwerkstoffen verbunden. Siliziumreiche Zusatzwerkstoffe wie ER4043 (Al-5Si) und Al-Si-Mg-Fülldrähte werden bevorzugt, um Erstarrungsverhalten anzupassen und Heißrisse zu minimieren; ER5356 (Al-Mg) kann eingesetzt werden, wenn höhere Festigkeit und Mg-Gehalt gewünscht sind, erhöht jedoch potenziell Porosität und Heißrissrisiko. Porosität, Wasserstoffaufnahme und Schrumpfung sind die Hauptprobleme beim Schweißen; Vorreinigung, geeignete Fügetechniken und kontrollierte Wärmeeinbringung verringern Schmelzzonen-Anweichung und Schweißfehler.
Zerspanbarkeit
Das Zerspanen von AlSi10Mg gestaltet sich im Vergleich zu ferrosen Werkstoffen meist unkompliziert, aber die Siliziumpartikel erhöhen die Abrasivität und fördern Werkzeugverschleiß, weshalb Hartmetall- und PVD-beschichtete Werkzeuge empfohlen werden. Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten liegen typischerweise über denen von Stahl, mit intensivem Kühlschmierstoffeinsatz zur Spanabfuhr und Kontrolle thermischer Verformungen; Spanformen sind oft diskontinuierlich aufgrund der spröden Siliziumphasen. Die Oberflächenqualität hängt stark von Guss- oder AM-Porosität ab, weshalb Nachbearbeitungen und zerstörungsfreie Prüfungen für kritische Bauteile üblich sind.
Umformbarkeit
Kaltumformung ist bei hochfesten Zuständen eingeschränkt; O- und leicht angelassene Zustände bieten die beste Verformbarkeit für Biege- und Stanzprozesse. Empfohlene Mindestbiegeradien hängen vom Zustand und der Geometrie ab, eine übliche Richtlinie sind 4–6× die Blechdicke im geglühten Zustand und größere Radien für T6, um Risse an Siliziumpartikelclustern zu vermeiden. Für komplexe Formen empfiehlt sich Near-Net-Shape-Guss oder additive Fertigung plus Nachbearbeitung statt umfangreicher Kaltumformung aufgrund der reduzierten Duktilität bei hohen Festigkeiten.
Wärmebehandlungsverhalten
Die Lösungsglühbehandlung für AlSi10Mg erfolgt üblicherweise bei Temperaturen um 540–545 °C, um die Mikrostruktur zu homogenisieren und Mg-haltige Phasen aufzulösen; die Haltezeiten werden basierend auf der Abschnittsdicke gewählt, um eine Schmelzbildung niedrigschmelzender Bestandteile zu vermeiden. Ein schnelles Abschrecken nach der Lösungsglühung ist erforderlich, um das Lösungselement in übersättigter Festlösung zu erhalten; die Abschreckintensität beeinflusst die Ausscheidungsdichte bei der anschließenden Alterung und somit die Endfestigkeit. Die künstliche Alterung für T6-Zustände erfolgt typischerweise bei 160–180 °C über mehrere Stunden, um Mg2Si-Anlagerungen auszubilden und die Siliziummorphologie für maximale Festigkeit zu stabilisieren.
Das T5-Anlassen, häufig bei AM-Komponenten verwendet, beinhaltet Abkühlung aus der höheren Verarbeitungstemperatur und einen direkten künstlichen Alterungsschritt, um moderat hohe Festigkeit bei reduzierter Verformung gegenüber der vollständigen Lösungsglühung zu erzielen. Überalterungen (T7) dienen zur Verbesserung der Maßhaltigkeit und der Resistenz gegen Spannungsrisskorrosion zulasten der Höchstfestigkeit. Das Glühen und vollständige Erweichen (O) erfolgt durch längere Wärmebehandlung bei niedrigeren Temperaturen, was zum Wachstum der Ausscheidungen und zur Kugelung des Siliziums führt und Duktilität für Umform- und Bearbeitungsprozesse wiederherstellt.
Hoch temperatureinsatz
AlSi10Mg zeigt eine progressive Festigkeitsabnahme mit steigender Temperatur über Raumtemperatur, wobei deutliche Reduzierungen der Streck- und Zugfestigkeit meist oberhalb von 150 °C beobachtet werden. Langzeitwirkung über ca. 125–150 °C fördert das Wachstum der Ausscheidungen und den Verlust der Gipfelalterung, weshalb die Einsatztemperaturen bei tragenden Anwendungen konservativ eingeschränkt werden. Oxidation wird durch die schützende Aluminiumschicht begrenzt, doch kann hohe Temperatur zu Zunderschichten und lokal begrenzter Oxidation siliziumreicher Phasen führen, wenn kein Schutzauftrag vorhanden ist.
Die Wärmeeinflusszone beim Schweißen oder lokalen Nachaufheizen kann die Legierung durch Auflösung der Ausscheidungen oder Überalterung schwächen; Maßnahmen wie Nachwärmen oder konstruktive Strategien zur Minimierung lokaler Spitzentemperaturen sind erforderlich, um mechanische Integrität zu erhalten. Für kurzzeitige Hochtemperatureinwirkung ist die Legierung meist geeignet, jedoch wählen Konstrukteure für dauerhafte Betriebstemperaturen oft hochtemperaturbeständige Aluminiumlegierungen oder alternative Werkstoffklassen.
Anwendungen
| Branche | Beispielkomponente | Warum AlSi10Mg verwendet wird |
|---|---|---|
| Automobilindustrie | Motorabdeckungen, Getriebegehäuse, Strukturträger | Ausgezeichnete Gießbarkeit, gutes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis und Wärmeableitung |
| Luft- und Raumfahrt & Verteidigung | Halterungen, Gehäuse, kleine Strukturbauteile | Leichtbau mit guter Festigkeit nach T6-Wärmebehandlung, gute AM-Kompatibilität für komplexe Formen |
| Schiffbau | Pumpengehäuse, nicht-kritische Strukturteile | Gute Korrosionsbeständigkeit mit Schutzbeschichtungen und gute Gießbarkeit |
| Elektronik | Kühlkörper, Gehäuse | Thermische Leitfähigkeit plus Möglichkeit, komplexe integrierte Kanäle durch AM zu erzeugen |
| Motorsport / Industrie | Leichtbauteile, Prototypen | Schnelle Prototypenherstellung und gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis nach Wärmebehandlung |
Die Verwendung von AlSi10Mg wird durch seine Kombination aus Gießbarkeit, AM-Prozesskompatibilität und wärmebehandelbarer Festigkeit vorangetrieben. Die Legierung überzeugt dort, wo komplexe Geometrien, dimensionsstabile Bauteile nach Wärmebehandlung und eine angemessene Korrosionsbeständigkeit bei leichtem Gewicht benötigt werden. Oft ersetzt sie schwerere Eisen- bzw. Stahlgusslegierungen oder teurere exotische Legierungen.
Auswahlhinweise
Für leichte Strukturbauteile, die gegossen oder mittels Pulverbettschmelzen (Powder-Bed Fusion) gefertigt werden, empfiehlt sich AlSi10Mg, wenn Sie eine höhere Festigkeit als bei handelsüblichen Reinaluminium benötigen, dabei aber hervorragende Gießbarkeit und thermische Eigenschaften verlangen. Im Vergleich zu 1100 (handelsübliches Reinaluminium) tauscht AlSi10Mg elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Umformbarkeit gegen deutlich höhere Festigkeit und verbesserte Verschleißfestigkeit ein.
Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet AlSi10Mg eine höhere erreichbare Festigkeit durch Wärmebehandlung, jedoch in der Regel geringere Duktilität und etwas reduzierte Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Chlorid-Umgebungen; wählen Sie AlSi10Mg, wenn Gießbarkeit und Festigkeit nach Wärmebehandlung wichtiger sind als Stanz- oder Tiefziehfähigkeit. Im Vergleich zu gängigen, wärmebehandelbaren Feinkorn-Knetlegierungen wie 6061 oder 6063 kann AlSi10Mg unter bestimmten Bedingungen eine etwas geringere Zugfestigkeit im peak-aged Zustand aufweisen, ist aber vorzuziehen, wenn Guss- oder AM-Geometrien und die Vorteile des eutektischen Siliziums gegenüber der höheren Festigkeit oder Verfügbarkeit von Knetprofilen überwiegen.
Setzen Sie AlSi10Mg dann ein, wenn Bauteilgeometrie oder Prozessanforderungen guss- oder AM-Produktion favorisieren, eine nachfolgende Wärmebehandlung akzeptabel ist und Konstrukteure eine ausgewogene Kombination aus Herstellbarkeit, thermischen Eigenschaften und Gewicht über absolute Umformbarkeit oder Korrosionsbeständigkeit in stark aggressiven Umgebungen stellen.
Abschließende Zusammenfassung
AlSi10Mg bleibt eine hochrelevante Aluminiumlegierung für den modernen Maschinenbau aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Gießbarkeit und Additive-Manufacturing-Kompatibilität, wärmebehandelbarer Verstärkung durch Mg-basierte Ausscheidungen sowie einem praxisgerechten Gleichgewicht aus thermischen, mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften für leichte Struktur- und Thermomanagementbauteile.