Aluminium EN AW-1100: Zusammensetzung, Eigenschaften, Anliefertemper und Anwendungsbereiche

Umfassender Überblick

EN AW-1100 gehört zur 1xxx-Serie der gewalzten Aluminiumlegierungen und stellt kommerziell reines Aluminium mit einem Aluminiumgehalt von mindestens ca. 99,0 % dar. Sein charakteristisches Merkmal ist der sehr geringe absichtliche Legierungsanteil; Spurenelemente wie Silizium und Eisen sind im Sub-Prozent-Bereich vorhanden und steuern die eigenschaftsbeeinflussenden Verunreinigungen.

Die Festigkeitssteigerung bei EN AW-1100 wird nahezu vollständig durch Kaltverfestigung (Umformverfestigung) erreicht, da es sich um eine nicht wärmebehandelbare Legierung handelt. Daraus ergibt sich eine moderate mechanische Festigkeit im Vergleich zu Legierungen der 2xxx-, 6xxx- oder 7xxx-Serie, aber sie bietet hervorragende Duktilität, hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, überlegene Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Umformbarkeit.

Wesentliche Merkmale sind sehr hohe Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischer Umgebung und vielen chemischen Medien, ausgezeichnete Schweißbarkeit sowie sehr gute Umformbarkeit im weichgeglühten Zustand; die Festigkeit kann durch Kaltverformung auf H-Zustände für spezielle Anwendungen erhöht werden. Typische Branchen, die EN AW-1100 verwenden, umfassen die chemische Verfahrenstechnik, Lebensmittel- und Getränkeausrüstung, Schilder und Namensschilder, Wärmetauscher und elektrische Leiter, bei denen Leitfähigkeit und Umformbarkeit wichtiger sind als maximale Festigkeit.

Ingenieure wählen EN AW-1100 oft, wenn maximale Leitfähigkeit, Oberflächenqualität oder Korrosionsbeständigkeit gefordert sind und enge Biegeradien oder Tiefziehvorgänge ein sehr duktiles Material verlangen. Es wird auch bevorzugt, wenn eine einfache Fertigung und Recyclingfähigkeit wichtig sind und wenn Kostenaspekte eine niedrig legierte Aluminiumlegierung gegenüber komplexeren Systemen bevorzugen.

Temper-Zustände

Temper	Festigkeitsniveau	Verlängerung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Hinweise
O	Niedrig	Hoch (30–50%)	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Vollständig geglüht für maximale Duktilität
H12	Mittel-niedrig	Mittel (20–35%)	Sehr gut	Ausgezeichnet	Leichte Umformverfestigung; behält gute Umformbarkeit bei
H14	Mittel	Reduziert (10–30%)	Gut	Ausgezeichnet	Gängiger Kaltarbeitszustand für höhere Festigkeit
H16	Mittel	Niedriger (5–20%)	Von mäßig bis gut	Ausgezeichnet	Erhöhte Umformverfestigung für stärkere Bauteile
H18	Höher	Niedrig (3–10%)	Begrenzt	Ausgezeichnet	Starke Kaltumformung, für maximale Festigkeit ohne Wärmebehandlung
H112	Mittel	Variabel	Gut	Ausgezeichnet	Nicht wärmebehandelt, umformverfestigt durch Prozesskontrolle

Die Wahl des Temperzustands bei EN AW-1100 ist primär ein Kompromiss zwischen Duktilität und Festigkeit, der durch kontrollierte Kaltarbeitsstufen erzielt wird. Der geglühte O-Zustand maximiert Umformbarkeit und Oberflächenqualität, während die H-Zustände Zug- und Streckfestigkeit stufenweise auf Kosten der Verlängerung erhöhen, ohne dabei die metallurgische Wärmebehandlungsfähigkeit zu verändern.

Chemische Zusammensetzung

Element	% Bereich	Hinweise
Si	≤ 0,95	Verunreinigung; kontrolliert, um Korrosions- und Gießeigenschaften zu begrenzen
Fe	≤ 0,95	Typische Verunreinigung, die Duktilität und Leitfähigkeit leicht reduziert
Mn	≤ 0,05	Minimal, kaum Festigkeitssteigerung in 1100
Mg	≤ 0,05	Vernachlässigbar; geringe Mengen verhindern Ausscheidungshärtung
Cu	≤ 0,05	Sehr niedrig gehalten zur Erhaltung der Korrosionsbeständigkeit
Zn	≤ 0,10	Geringe Mengen erlaubt; höhere Mengen reduzieren Korrosionsbeständigkeit
Cr	≤ 0,05	Spurenkontrolle begrenzt Korngrößenveränderungen
Ti	≤ 0,03	Möglicher Korngrößenverfeinerer; in Spuren vorhanden
Andere	≤ 0,15 zusammen	Restliche Verunreinigungen wie V, Ni usw.; der Rest (~99,0%) ist Aluminium

Die nahezu reine Zusammensetzung von EN AW-1100 führt dazu, dass physikalische und elektrochemische Eigenschaften von der Aluminium-Matrix dominiert werden und nicht von Legierungsausscheidungen. Spurenelemente und Rückstände beeinflussen primär elektrische und thermische Leitfähigkeit, das Korngefüge und kleinere Schwankungen im mechanischen Verhalten. Daher liegt die Schwerpunktkontrolle auf niedrigen Verunreinigungsgrenzen, um die charakteristischen Eigenschaften der Legierung zu bewahren.

Mechanische Eigenschaften

Das Zugverhalten von EN AW-1100 zeichnet sich durch niedrige Zug- und Streckgrenzen im weichgeglühten Zustand aus, kombiniert mit hoher gleichmäßiger Verlängerung. Die Streckgrenzen sind niedrig und die Kaltverfestigung ist der Hauptweg zur Erhöhung der Festigkeit; Kaltwalzen und Ziehen können die Zugfestigkeit erheblich steigern, verringern jedoch die Duktilität. Die Härte korreliert direkt mit dem Temper, wobei HB-Werte im weichgeglühten Zustand niedrig bleiben und mit H-Zuständen ansteigen; die Dauerfestigkeit ist moderat und wird stark von der Oberflächenqualität und dem Kaltarbeitsgrad beeinflusst.

Die Blechdicke beeinflusst die mechanischen Eigenschaften: Dünnere Blechstärken können zu höheren H-Zuständen gekaltverfestigt werden, ohne dass die Duktilität im Vergleich zu dickeren Abschnitten, bei denen sich Dehnungsverteilungen auf Oberfläche und Inneres unterscheiden, stark abnimmt. Die Dauerfestigkeit ist empfindlich gegenüber Oberflächendefekten und galvanischer Korrosion; polierte oder eloxierte Oberflächen verbessern die Lebensdauer unter zyklischer Belastung. Das Bruchverhalten bleibt bei duktilen Zuständen mit signifikanter plastischer Verformung vor dem Versagen zäh, während stark kaltverfestigte Zustände eine verminderte Zähigkeit zeigen.

Eigenschaft	O/Weichgeglüht	Wesentlicher Temper (z. B. H14)	Hinweise
Zugfestigkeit	~65–95 MPa	~95–140 MPa	Breite Spanne, abhängig von Blechdicke und Umformgrad
Streckgrenze	~25–45 MPa	~60–110 MPa	Streckgrenze steigt mit Umformverfestigung; messtechnisch abhängig von Probenorientierung
Verlängerung	~30–50%	~10–30%	Verlängerung nimmt mit höherem Temper ab; dünne Blechstärken behalten oft höhere Werte
Härte	~20–30 HB	~35–60 HB	Härte steigt mit Kaltverformung; Rockwell- oder Vickers-Umrechnungen möglich

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Hinweise
Dichte	2,71 g/cm³	Typische Dichte für nahezu reines Aluminium
Schmelzbereich	~ 640–660 °C	Solidus-Liquidus-Bereich nahe dem Schmelzpunkt von reinem Al
Wärmeleitfähigkeit	~ 215–240 W/m·K (bei 25 °C)	Sehr hoch; hervorragend für Wärmeübertragung
Elektrische Leitfähigkeit	~ 58–62 % IACS	Hohe elektrische Leitfähigkeit, geeignet für Leiter und Sammelschienen
Spezifische Wärme	~ 900 J/kg·K	Ähnlich zu reinem Aluminium; relevant für thermische Masseberechnungen
Wärmeausdehnung	~ 23,6 ×10⁻⁶ /K (20–100 °C)	Typischer Wärmeausdehnungskoeffizient für Aluminium zur Konstruktionsberechnung

Das physikalische Eigenschaftsprofil von EN AW-1100 unterstreicht die Bedeutung von Wärme- und Ladungsleitung gegenüber hoher mechanischer Festigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme machen es ideal für Wärmetauscherplatten, Verkleidungen und Kühler, während die elektrische Leitfähigkeit Sammelschienen und Niederspannungsleiter unterstützt. Konstrukteure müssen den relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu Stahl bei der Integration von 1100-Teilen in metallisch gemischte Baugruppen berücksichtigen.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Gängige Temper	Hinweise
Blech	0,1–6,0 mm	Duktil; leicht kaltverarbeitbar	O, H12, H14	Weit verbreitet für Tiefziehen, Verkleidungen und Dekorationsoberflächen
Platte	>6,0 mm	Geringeres Kaltarbeits-Potenzial; dickere Abschnitte schwerer zu formen	O, H112	Für Chemietanks und Strukturtafeln mit Leitfähigkeitsanforderungen
Strangpressprofil	Profile bis zu großen Querschnitten	Kann während des Strangpressens für H-Temper gekaltverfestigt werden	O, H112	Geringe Legierungsanteile ermöglichen kontinuierliche Strangpressungen mit glatter Oberfläche
Rohr	Verschiedene Durchmesser und Wandstärken	Geformt durch Ziehen/Walzen; kann umformverfestigt werden	O, H14	Häufig verwendet für Wärmetauscherrohre und architektonische Rohre
Stab/Stange	Durchmesser bis 200 mm	Typischerweise geringere Umformverfestigung	O, H16	Bearbeitbar im O-Zustand; Festigkeitssteigerung durch Kaltziehen möglich

Bleche und dünne Stärken bieten die beste Umformbarkeit und werden häufig tiefgezogen oder walzgeformt; Platten und dickere Strangpressprofile werden mehr mechanisch bearbeitet und geschweißt. Die Strangpressverarbeitung profitiert von der einfachen Legierungszusammensetzung für gleichmäßigen Fluss und Oberflächenqualität, während Rohre und Stäbe oft nahtlos oder geschweißt hergestellt werden, gefolgt von Kalibrieren und Glühen zur Eigenschaftskontrolle.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Hinweise
AA	1100	USA	Häufig verwendete amerikanische Bezeichnung für kommerziell reines Al
EN AW	1100	Europa	Entsprechende europäische Legierung; EN AW Präfix steht für gewalztes Aluminium
JIS	A1050	Japan	Nahezu gleichwertig mit ähnlichen Verunreinigungsgrenzen und Eigenschaften
GB/T	1100	China	Chinesische Norm mit ähnlicher Zusammensetzung und Eigenschaftsbereichen

Feine Unterschiede zwischen den Normen liegen vor allem in den maximal zulässigen Restverunreinigungen und erlaubten Spurenbestandteilen, welche die Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit leicht beeinflussen können. Außerdem können die Verarbeitungsgeschichte und die Temperbezeichnungen in den einzelnen Regionen die mechanischen Eigenschaften verändern; Ingenieure sollten daher den Zustand und die garantiert angegebenen Eigenschaften aus dem Lieferzertifikat prüfen, anstatt sich nur auf die nominale Werkstoffgleichwertigkeit zu verlassen.

Korrosionsbeständigkeit

EN AW-1100 zeigt aufgrund seines hohen Aluminiumgehalts und der minimalen aktiven Legierungselemente eine ausgezeichnete atmosphärische Korrosionsbeständigkeit. Es bildet natürlich eine schützende Oxidschicht, die allgemein gegen Oxidation schützt und eine gute Langzeitbeständigkeit im Außenbereich unter industriellen und urbanen Bedingungen gewährleistet.

In maritimen Umgebungen weist EN AW-1100 eine gute Beständigkeit gegenüber allgemeiner Korrosion unter unbelasteten Bedingungen auf, jedoch muss auf Lochfraß in chloridhaltigen Medien und auf Spaltkorrosion geachtet werden, wo stehendes Meerwasser akkumulieren kann. Durch Eloxieren und geeignete Oberflächenbehandlungen lassen sich sowohl Ästhetik als auch lokale Korrosionsbeständigkeit für den maritimen Einsatz deutlich verbessern.

Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion (SCC) ist bei EN AW-1100 gering, da SCC üblicherweise mit höherfesten Legierungen in Verbindung steht; stark kaltverfestigte Zustände können jedoch bei Zugbeanspruchung in korrosiven Medien die Empfindlichkeit leicht erhöhen. Galvanische Wechselwirkungen mit edleren Metallen (z. B. Kupfer, Edelstahl) können lokale Korrosion beschleunigen; elektrische Trennung oder kompatible Befestigungselemente werden empfohlen, wenn unterschiedliche Metalle in Kontakt stehen.

Fertigungseigenschaften

Schweißbarkeit

EN AW-1100 gehört zu den am besten schweißbaren Aluminiumlegierungen und lässt sich gut mit TIG-, MIG- und Widerstandspunktschweißverfahren bearbeiten. Als Zusatzwerkstoffe werden je nach gewünschter Duktilität und Korrosionsverhalten häufig ER4043 (Al-Si) oder ER5356 (Al-Mg) verwendet; dünne Bleche lassen sich mit minimaler Verformung schweißen. Das Risiko von Heißrissen ist im Vergleich zu höherfesten Aluminiumlegierungen gering, und im Wärmeeinflussbereich kommt es zu kaum merklichem Verlust der mechanischen Eigenschaften, da die Legierung nicht wärmebehandelbar ist.

Bearbeitbarkeit

Die Zerspanung im weichgeglühten Zustand gestaltet sich aufgrund hoher Duktilität und geringer Kaltverfestigungseigenschaften einfach; der Bearbeitbarkeitsindex ist moderat und besser als bei vielen reinen Aluminiumqualitäten. Hartmetallwerkzeuge mit positiven Spanwinkeln und höheren Vorschüben werden empfohlen, um Aufbauschneiden zu vermeiden; die Spanabfuhr kann schwierig sein, da das Material lange, fadenförmige Späne bildet, falls diese nicht segmentiert werden. Oberflächenbearbeitungen erzielen eine hohe Glanzqualität, allerdings ist aufgrund der geringeren Steifigkeit im Vergleich zu Stählen auf eine geeignete Spannvorrichtung zu achten.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit ist im O-Zustand ausgezeichnet und ermöglicht sehr enge Biegeradien sowie Tiefziehvorgänge ohne Rissbildung. Empfohlene Mindestbiegeradien sind klein – oft bis auf das Eineinfaches der Blechdicke oder weniger, abhängig von Werkzeug und Zustand – während H-Zustände größere Radien sowie stufenweises Umformen oder Zwischenglühen erfordern. Der Rückfederungsfaktor ist moderat und vorhersehbar; Konstrukteure sollten dies bei der Werkzeugauslegung berücksichtigen oder bei starker Umformung eine Spannungsarmglühung durchführen.

Verhalten bei Wärmebehandlung

EN AW-1100 ist eine nicht wärmebehandelbare Legierung; sie spricht nicht auf Lösungsglühen oder Ausscheidungshärtung wie 6xxx- oder 7xxx-Serie Legierungen an. Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften erfolgen über Kaltumformung (Kaltverfestigung) und können durch Glühverfahren rückgängig gemacht werden.

Das Glühen findet üblicherweise bei Temperaturen zwischen 300–400 °C statt, abhängig von der Abschnittsstärke und dem gewünschten Weichzustand, mit langsamer Abkühlung zur Wiederherstellung der vollen Duktilität; dies stellt den Werkstoff in den O-Zustand zurück. Da die Härtung mechanisch erfolgt, sind in der Fertigung häufig mehrere Arbeits- und Zwischenstufen-Glühzyklen üblich, um komplexe Formen ohne Risse herzustellen.

Leistung bei erhöhten Temperaturen

Bei erhöhten Temperaturen verliert EN AW-1100 relativ schnell an Festigkeit im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen; die einsatzfähigen Betriebstemperaturen liegen für Strukturbauteile meist deutlich unter 200 °C. Die Oxidationsbeständigkeit ist aufgrund der schützenden Aluminiumschicht vernünftig, jedoch ist die Kriechbeständigkeit im Vergleich zu speziellen Hochtemperaturelegierungen gering.

Wärmeeinwirkung beim Schweißen erzeugt einen Wärme beeinflussten Bereich (HAZ), führt jedoch nicht zu ausscheidungsbedingter Erweichung; längere Einwirkung hoher Temperaturen kann aber die mechanisch induzierte Festigkeitssteigerung durch Kaltverfestigung rückgängig machen und Härte reduzieren. Für dauerhafte Hochtemperatureinsätze sollten Legierungen mit ausgeprägter Kriechfestigkeit bevorzugt werden.

Anwendungsbereiche

Industrie	Beispiel-Komponente	Warum EN AW-1100 eingesetzt wird
Automobilindustrie	Dekorative Zierleisten und Namensschilder	Hervorragende Umformbarkeit und Oberflächenqualität
Maritime Anwendungen	Wärmetauscher und nicht tragende Beschläge	Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit
Luftfahrt	Innenhalterungen und Verkleidungen	Geringes Gewicht und gute Umformbarkeit für nicht-strukturelle Bauteile
Elektronik	Kühlkörper und Sammelschienen	Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit

EN AW-1100 wird häufig gewählt, wenn überlegene Leitfähigkeit und Umformbarkeit die höchsten Prioritäten sind und nur geringe strukturelle Beanspruchung vorliegt. Die saubere Oberfläche und die Kompatibilität mit Oberflächenbehandlungen wie Eloxieren machen die Legierung außerdem zur bevorzugten Wahl für sichtbare Bauteile und chemisch sensible Umgebungen.

Auswahlhinweise

Bei der Auswahl von EN AW-1100 stehen elektrische und thermische Leitfähigkeit, exzellente Umformbarkeit und die beste Korrosionsbeständigkeit unter den gängigen gewalzten Legierungen im Vordergrund. Für maximale Duktilität und Tiefziehen empfiehlt sich der O-Zustand, während H-Zustände gewählt werden sollten, wenn moderate Festigkeitssteigerungen durch Kaltverfestigung erforderlich sind; Prüfen Sie stets das Lieferzertifikat bezüglich Leitfähigkeit und mechanischer Eigenschaften.

Im Vergleich zu gebräuchlichen kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet EN AW-1100 eine etwas höhere elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie generell bessere Oberflächenqualität, allerdings geringere intrinsische Festigkeit als 5052, welches durch Magnesium höhere Festigkeit aufweist. Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird EN AW-1100 bevorzugt, wenn Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit wichtiger sind als maximale Festigkeit; 6061 ist die Wahl, wenn strukturelle Festigkeit und Härte trotz verringerter Leitfähigkeit entscheidend sind.

Beachten Sie Kosten und Verfügbarkeit: EN AW-1100 ist weit verbreitet und meist kostengünstiger als spezialisierte Legierungen. Sollte jedoch eine höhere Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit oder Temperaturbeständigkeit erforderlich sein, kann die Auswahl einer anders legierten Werkstoffvariante auf lange Sicht wirtschaftlicher sein.

Abschließende Zusammenfassung

EN AW-1100 bleibt eine grundlegende Legierung für moderne Technik, wenn reinheitsbedingte Eigenschaften – ausgezeichnete Leitfähigkeit, überlegene Umformbarkeit und robuste Korrosionsbeständigkeit – wichtiger sind als hohe Festigkeit. Seine Einfachheit macht ihn wirtschaftlich, hochgradig recyclingfähig und vielseitig in der Fertigung über verschiedene Produktformen hinweg, was seine Relevanz in chemischen, elektrischen und Konsumanwendungen sicherstellt.