Aluminium EN AW-1050A: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsbereiche

Umfassender Überblick

EN AW-1050A gehört zur 1xxx-Serie der Aluminiumlegierungen und stellt handelsübliches reines Aluminium mit einem nominalen Aluminiumgehalt von mindestens etwa 99,5 % dar. Die Legierung weist gezielt nur geringe Legierungszusätze auf; Silizium, Eisen und Spurenelemente sind lediglich in Verunreinigungsgehalten vorhanden, was die Basismetalleigenschaften der 1xxx-Familie bewahrt. Die Legierung ist nicht wärmebehandelbar; ihre mechanische Festigkeit resultiert nahezu ausschließlich aus Kaltverfestigung und der Reinheit des Grundmetalls, was eine sehr homogene Mikrostruktur und ein vorhersehbares Verformungsverhalten garantiert.

Wesentliche technische Merkmale von EN AW-1050A sind die geringe mechanische Festigkeit im Vergleich zu legierten Serien, sehr hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in vielen Atmosphären, hervorragende Umformbarkeit bei komplexer Kaltverformung sowie sehr gute Schweißbarkeit mit gängigen Schmelzverfahren. Typische Anwendungsbereiche für EN AW-1050A sind elektrische Leiter und Sammelschienen, chemische und lebensmittelverarbeitende Anlagen, Reflektoren und dekorative architektonische Elemente sowie Anwendungen mit dünnem Blech wie Verpackungen und Folien. Konstrukteure wählen 1050A, wenn maximale Leitfähigkeit, Oberflächenqualität, Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit erforderlich sind und eine hohe Festigkeit nicht im Vordergrund steht.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht für maximale Duktilität
H12	Niedrig-Mittel	Mittel	Sehr gut	Ausgezeichnet	Leichte Kaltverfestigung, behält gute Umformfähigkeit
H14	Mittel	Mittel-Niedrig	Gut	Ausgezeichnet	Gängiger Kaltarbeitszustand für Blechanwendungen
H16	Mittel-Hoch	Niedriger	Ausreichend	Ausgezeichnet	Erhöhte Kaltverfestigung für höhere Festigkeit
H18	Hoch	Niedrig	Begrenzt	Ausgezeichnet	Stark kaltverfestigt für maximale Festigkeit in unformten Teilen
H112	Variabel	Variabel	Variabel	Ausgezeichnet	Nicht wärmebehandelt; mechanische Eigenschaften nicht durch volle Kaltverfestigung gesteuert; häufig bei Strangpressprofilen

Kaltverfestigung (H-Zustand) ist der einzige praktikable Weg zur Erhöhung der Festigkeit bei EN AW-1050A, da die Legierung nicht auf ausscheidungshärtende Wärmebehandlungen anspricht. Der O-Zustand bietet die höchste Duktilität und Umformbarkeit, während die aufsteigenden H-Zustandsbezeichnungen zunehmende Kaltverfestigung sowie entsprechend höhere Streck- und Zugfestigkeiten bei reduzierter Dehnung kennzeichnen.

Chemische Zusammensetzung

Element	% Bereich	Bemerkungen
Si	≤ 0,25	Typische Verunreinigung aus der Verarbeitung; gering genug, um hohe Leitfähigkeit zu erhalten
Fe	≤ 0,40	Hauptverunreinigung; beeinträchtigt Festigkeit und Oberflächenqualität bei höheren Gehalten
Mn	≤ 0,05	Minimal; vernachlässigbarer Festigungsbeitrag
Mg	≤ 0,05	Minimal; nicht für Ausscheidungshärtung in dieser Legierung verwendet
Cu	≤ 0,05	Sehr niedrig gehalten zur Erhaltung von Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit
Zn	≤ 0,05	Niedrig; vermeidet galvanische Effekte und erhält Leitfähigkeit
Cr	≤ 0,05	Spurenelemente; können Kornfeinung bewirken
Ti	≤ 0,03	Oft zur Kornkontrolle in Guss- und Strangpressprodukten eingesetzt
Sonstige	≤ 0,15 gesamt	Enthält Spurenverunreinigungen; Aluminium-Rest ≥ 99,5%

Die nahezu reine Aluminiumchemie von EN AW-1050A maximiert die elektrische und thermische Leitfähigkeit, während intermetallische Phasen minimiert werden, die sonst Duktilität und Oberflächenqualität reduzieren würden. Kleine Konzentrationen von Eisen und Silizium sind unvermeidbar und tragen moderat zur Festigkeit bei sowie zur Bildung feiner intermetallischer Partikel, die das Umformverhalten, die Oberflächenqualität und das Ätzverhalten beeinflussen können.

Mechanische Eigenschaften

EN AW-1050A zeigt ein zugspezifisches Verhalten, typisch für gering legiertes, hochreines Aluminium: ein niedriger Elastizitätsmodul im Vergleich zu Stahl, aber hohe Duktilität im geglühten Zustand. Die Streckgrenze ist gering und nimmt mit Kaltverfestigung zu, während die Gesamtdehnung abnimmt; Ingenieure müssen dickenabhängige Festigkeitssteigerungen und den Einfluss der Fertigungsgeschichte berücksichtigen. Härtewerte sind entsprechend niedrig, und die Ermüdungsfestigkeit ist mäßig; die Ermüdungsleistung wird stark durch Oberflächenzustand, Eigenspannungen aus der Umformung sowie das Vorhandensein von Kerben oder Schweißnähten beeinflusst.

Bei kaltverfestigten Zuständen wird ein sinnvoller Kompromiss zwischen erhöhten Zug- und Streckfestigkeiten und akzeptabler Umformbarkeit für viele Blechanwendungen erreicht. Da die Legierung keine ausscheidungsbasierte Festigkeitssteigerung aufweist, resultieren alle wesentlichen Erhöhungen der statischen Festigkeit aus Versetzungsansammlungen und mikrostruktureller Kaltverfestigung. Dicke und Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen sowohl die Lebensdauer bei Ermüdung als auch die Streuung der Zugfestigkeiten erheblich, daher ist die Spezifikation von Zustand und Produktform für reproduzierbare mechanische Werte entscheidend.

Eigenschaft	O/Geglüht	Wichtiger Zustand (H14/H16)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	Typisch 60–110 MPa	Typisch 95–140 MPa	Werte variieren mit Dicke und Kaltverfestigung
Streckgrenze	Typisch 25–55 MPa	Typisch 60–120 MPa	Streckgrenze steigt deutlich mit H-Zustand
Dehnung	Typisch 30–45 %	Typisch 6–20 %	Geglüht höchster Wert; H18 am niedrigsten
Härte	Typisch 15–30 HB	Typisch 20–40 HB	Härte steigt mit Kaltverfestigung; oberflächenabhängig

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,71 g/cm³	Typisch für nahezu reines Aluminium
Schmelzbereich	~ 660 °C (ca.)	Legierung nahezu reines Aluminium; enger Schmelzbereich nahe reinem Al
Wärmeleitfähigkeit	~ 230 W/m·K	Hoch unter den Konstruktionswerkstoffen; abhängig von Reinheit und Temperatur
Elektrische Leitfähigkeit	~ 58–62 %IACS	Sehr guter elektrischer Leiter; variiert mit Zustand und Verunreinigungen
Spezifische Wärme	~ 900 J/kg·K	Hohe spezifische Wärme, nützlich für thermische Pufferanwendungen
Wärmeausdehnungskoeffizient	~ 23,5 ×10⁻⁶ /K	Relativ hohe thermische Ausdehnung gegenüber Stählen

Das physikalische Eigenschaftsprofil erklärt einen Großteil der Einsatzgebiete von EN AW-1050A: Die Kombination aus hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit bei geringem Gewicht macht es zur idealen Wahl für Kühlkörper, Leiter und reflektierende Oberflächen. Der vergleichsweise hohe Wärmeausdehnungskoeffizient erfordert bei Baugruppen mit unterschiedlichen Werkstoffen Aufmerksamkeit, um thermische Spannungen und Maßstabilität zu kontrollieren.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Gängige Zustände	Bemerkungen
Blech	0,2–6,0 mm	Festigkeit steigt mit H-Zuständen	O, H12, H14, H16	Weit verbreitet für Tiefziehen, Reflektoren, dekorative Platten
Platte	> 6,0 mm	Ähnliche Tendenz; geringere Umformbarkeit bei größeren Dicken	O, H112	Weniger üblich; verwendet für dickere korrosionsbeständige Teile
Strangpressprofil	Profile bis zu großen Querschnitten	Mechanische Eigenschaften abhängig von nachfolgender Kaltbearbeitung	H112, H14 für gezogene Profile	Oft bei Architekturrahmen und Sammelschienen im Einsatz
Rohr	Dünn- bis dickwandige Rohre; Außendurchmesser variabel	Kaltziehen und Glühen verändern Eigenschaften	O, H16	Typisch für chemische und Wärmetauscheranwendungen
Stab/Stange	Durchmesser von wenigen mm bis über 50 mm	Begrenzte Kaltverfestigung durch Ziehen möglich	O, H18, H112	Verwendet für Befestigungselemente, Schrauben und bearbeitete Komponenten mit Leitfähigkeitserfordernissen

Blechprodukte sind die häufigste Form von 1050A und werden typischerweise mit kontrollierten Oberflächen für dekorative und reflektierende Anwendungen spezifiziert. Strangpressprofile und Rohre nutzen häufig H112- oder leichte H-Zustände, um Maßstabilität und ausreichende Festigkeit bei guter Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoffbezeichnung	Region	Hinweise
AA	1050A	USA	Bezeichnung der US Aluminum Association, häufig synonym mit EN AW-1050A verwendet
EN AW	1050A	Europa	Bezeichnung nach EN-Norm; weitverbreitet in EU-Spezifikationen
JIS	A1050	Japan	Entspricht handelsüblichem reinem Aluminium mit ähnlichen Verunreinigungsgrenzen
GB/T	1050	China	Chinesische Norm mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung; Fertigungs- und Prüfpraxis kann abweichen

Die Angaben zu äquivalenten Werkstoffen sind annähernd: Während Chemie und Hauptmerkmale international vergleichbar sind, bestehen feine Unterschiede bei Verunreinigungsgrenzen, garantierter Leitfähigkeit, Oberflächenanforderungen und der Klassifizierung der Härtegrade (Temper). Käufer sollten das spezifische Zertifikat (chemisch/mechanisch) der jeweiligen Lieferregion anfordern, um die Einhaltung anwendungsspezifischer Anforderungen zu prüfen.

Korrosionsbeständigkeit

EN AW-1050A zeigt ausgezeichnete allgemeine Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen und leicht korrosiven Umgebungen, bedingt durch die schnelle Ausbildung einer zähen, selbstheilenden Aluminiumoxidschicht. In vielen Innen- und ländlichen Außenanwendungen weist die Legierung ohne zusätzliche Beschichtungen eine lange Lebensdauer auf. Die Beständigkeit gegen Lochfraß ist im Vergleich zu höherlegierten 5xxx- oder 6xxx-Serien in aggressiven chloridreichen Umgebungen gering; Oberflächenbeschaffenheit und Legierungsreinheit wirken lokalem Angriff entgegen.

In maritimen Umgebungen eignet sich 1050A für viele Bauteile, vorausgesetzt, die Konstruktion minimiert Spaltbildungen und vermeidet unisolierten Kontakt mit edleren Metallen. Die Legierung ist im geglühten Zustand nicht stark anfällig für Spannungsrisskorrosion, jedoch können stark beanspruchte Bereiche (kaltverformt) in Kombination mit aggressiven Medien das Risiko erhöhen. Bei Kontakt mit unähnlichen Metallen wirkt EN AW-1050A anodisch gegenüber vielen Stählen und Kupferlegierungen, weshalb galvanische Kopplungen durch Isolationsschichten oder opferanodische Maßnahmen berücksichtigt werden sollten.

Im Vergleich zur 5xxx-Serie (Mg-haltig) bietet 1050A bessere elektrische Leitfähigkeit und etwas bessere Umformbarkeit, jedoch geringere Festigkeit und insbesondere in chloridreichen Bedingungen eine niedrigere Lochfraßbeständigkeit. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren 6xxx- und 7xxx-Legierungen ist 1050A in atmosphärischen Umgebungen korrosionsbeständiger, erreicht aber nicht deren Höchstfestigkeit.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

EN AW-1050A lässt sich gut mittels TIG- und MIG/GMAW-Schweißen mit minimaler Porosität bearbeiten, wenn Reinigung und Fügepaßgenauigkeit gewährleistet sind. Empfohlene Zusatzwerkstoffe sind hochreine Aluminiumwerkstoffe wie 1100 oder 4043/5356, abhängig von der geforderten Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit; höhere Silizium- oder Magnesiumanteile beeinflussen Festigkeit und Nahtbild. Das Risiko von Heißrissen ist gering aufgrund der einfachen Legierungszusammensetzung und des breiten Erstarrungsbereichs, jedoch können Verunreinigungen, schlechte Gasabschirmung und zu schnelles Abkühlen Fehler verursachen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von EN AW-1050A ist mittel bis gut; die Legierung lässt sich besser bearbeiten als viele Stähle, ist jedoch weicher als viele legierte Aluminiumwerkstoffe, was zur Bildung von Aufbauschneiden und erschwerter Spanabfuhr führen kann. Hartmetallwerkzeuge mit positiven Spanwinkeln und Hochgeschwindigkeitsbeschichtungen werden für aggressives Bearbeiten dickerer Querschnitte empfohlen; Dreh- und Bohrgeschwindigkeiten sollten angepasst werden, um Schmieren zu vermeiden und gute Oberflächenqualität zu erzielen. Die dimensionsmäßige Kontrolle ist aufgrund homogener Mikrostruktur einfach, jedoch sind beim Umformen Rückfederungen zu berücksichtigen.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit zählt zu den herausragenden Eigenschaften der Legierung; Material im O-Zustand eignet sich für Tiefziehen, Spinnen und komplexes Biegen mit sehr kleinen Biegeradien im Vergleich zu legierten Materialien. Empfohlene Mindestbiegeradien und Dehnungsgrenzen hängen von Dicke und Härtegrad ab, wobei in der Praxis oft geringere R/t-Verhältnisse als bei 3xxx- oder 5xxx-Legierungen verwendet werden. Kaltumformung erhöht die Rückfederung und verringert die zulässige Dehnung vor Rissbildung, weshalb für anspruchsvolle Umformprozesse meist geglühtes (O) Material spezifiziert wird.

Wärmebehandlungsverhalten

Da EN AW-1050A eine nicht wärmebehandelbare Legierung ist, führen konventionelles Lösungsglühen und künstliches Altern nicht zu signifikanter Ausscheidungshärtung. Thermische Zyklen bei erhöhten Temperaturen können kaltverformte Produkte weichglühen, sodass das Spannungsarmglühen und das Vollglühen die wesentlichen Wärmebehandlungsverfahren zur Veränderung mechanischer Eigenschaften darstellen. Typisches Weichglühen erfolgt bei etwa 350–415 °C, abhängig von Bauteildicke, gefolgt von langsamer Abkühlung, um den O-Zustand zu erzielen.

Kaltverfestigung ist das wichtigste kommerzielle Verfahren zur Festigkeitssteigerung; Verformung durch Walzen, Ziehen oder Stanzen wandelt das Material in H-Härtegrade um. Teilglühungen oder Erholungsbehandlungen ermöglichen die Anpassung eines Kompromisses zwischen Festigkeit und Duktilität für Umformprozesse mit zwischengelagerter Eigenschaftsanforderung. Eine sorgfältige Temperaturkontrolle während der Fertigung ist wichtig, da unbeabsichtigtes Überglühen (Rekristallisation/Glühen) die Vorteile der Kaltverfestigung aufhebt.

Hochtemperatureinsatz

EN AW-1050A zeigt mit steigender Temperatur einen fortschreitenden Festigkeitsverlust; oberhalb von ca. 100–150 °C sinken Streck- und Zugfestigkeit deutlich im Vergleich zu Raumtemperaturwerten. Für Dauereinsatz bei erhöhten Temperaturen begrenzen Konstrukteure üblicherweise die Grenztemperaturen und bevorzugen Legierungen mit Legierungselementen, die Temperaturfestigkeit bewahren. Oxidation beschränkt sich auf die Bildung einer stabilen Aluminiumoxidschicht; katastrophale Oxidation ist kein Problem, jedoch kann Oberflächenskala den thermischen Kontakt und die Emissivität beeinflussen.

In Schweiß- oder wärmebeeinflussten Zonen bietet das Fehlen von Ausscheidungshärtung kaum Festigkeitsverluste, aber lokale Glühprozesse in kaltverfestigten Bereichen erzeugen Weichglüheffekte und reduzieren innere Spannungen durch Fertigung. Bei kurzzeitigen Temperaturspitzen bleibt die dimensionsmäßige Stabilität erhalten, sofern thermische Zyklen kontrolliert und unterschiedliche Ausdehnungen benachbarter Materialien berücksichtigt werden.

Anwendungen

Branche	Beispiel-Komponente	Grund für den Einsatz von EN AW-1050A
Elektrotechnik	Sammelschienen, Leiter, Elektrodestreifen	Hohe elektrische Leitfähigkeit und gute Umformbarkeit
Marine / Chemie	Behälter, Rohrleitungsteile, Armaturen	Hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit
Architektur / Beleuchtung	Reflektoren, Dekorative Paneele, Fassadenverkleidungen	Hohe Reflektivität, Oberflächenqualität und Umformbarkeit
Verpackung / Lebensmittel	Folie, Behälter, Verpackungslaminate	Reinheit und Korrosionsbeständigkeit für Lebensmittelkontakt
Elektronik / Wärme	Kühlkörper, Wärmeverteiler	Hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Dichte

EN AW-1050A ist häufig die Werkstoffwahl, wenn gute Leitfähigkeit und Umformbarkeit bei ausreichender Korrosionsbeständigkeit gefragt sind und wenn die Bauteilgeometrie dünnwandige oder stark umgeformte Teile bevorzugt. Die Kombination der Eigenschaften ermöglicht eine kosteneffiziente Fertigung und eine verlässliche Leistungsfähigkeit im Einsatz bei vielen konservativen technischen Konstruktionen.

Auswahlhinweise

EN AW-1050A sollte gewählt werden, wenn vorrangig maximale elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit, hervorragende Umformbarkeit, milde Korrosionsbedingungen und niedrige Materialkosten im Vordergrund stehen. Für Tiefziehen und anspruchsvolle Umformungen wird geglühter (O) Zustand spezifiziert; H-Härtegrade sollten nur verwendet werden, wenn moderate Festigkeitssteigerungen ohne Verschlechterung der Schweißbarkeit erforderlich sind.

Im Vergleich zu reinem 1100 tauscht 1050A meist geringfügig Leitfähigkeit und Umformbarkeit gegen bessere Oberflächenqualität und strengere Verunreinigungskontrollen ein; beide Legierungen sind ähnlich, doch 1050A eignet sich besser, wenn engere Reinheitsanforderungen bestehen. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet EN AW-1050A höhere Leitfähigkeit und teils bessere Umformbarkeit, aber geringere Festigkeit und niedrigeren lokalen Korrosionsschutz. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird 1050A gewählt, wenn Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit und Umformbarkeit wichtiger sind als maximale Festigkeit; es ist eine praktikable kostengünstige Alternative, wenn das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis keine dominierende Rolle spielt.

Zusammenfassung

EN AW-1050A bleibt eine grundlegende Aluminiumlegierung für Anwendungen, die hohe Leitfähigkeit, ausgezeichnete Umformbarkeit und robuste Korrosionsbeständigkeit in einem kostengünstigen, breit verfügbaren Werkstoff verlangen; das vorhersehbare Verhalten bei Umformung, Schweißen und thermischer Beanspruchung macht sie zu einer verlässlichen Wahl für viele konservative Konstruktionslösungen.