Aluminium EN AW-5005: Zusammensetzung, Eigenschaften, Härtezustandsübersicht & Anwendungen

Umfassender Überblick

EN AW-5005 ist eine Aluminiumlegierung aus der 5xxx-Serie (Al-Mg-Familie), die durch Magnesium als Hauptlegierungselement gekennzeichnet ist. Die Legierung wird typischerweise als EN AW-5005 oder AlMg1 in der europäischen Nomenklatur bezeichnet und ist eine nicht wärmebehandelbare Legierung, deren mechanische Festigkeit hauptsächlich durch Kaltumformung (Kaltverfestigung) und nicht durch Ausscheidungshärtung erzielt wird.

Der typische Mg-Gehalt liegt bei etwa 0,7–1,1 Gew.-%, mit geringen Mengen von Si, Fe, Cu, Mn, Cr, Zn und Ti, die als Rest- oder kontrollierte Verunreinigungen vorhanden sind. Der Festigungsmechanismus basiert auf Feststofflösungshärtung kombiniert mit Kaltverfestigung; die Legierung spricht nicht auf traditionelle Lösungs- und Auslagerungswärmebehandlungen wie 6xxx- oder 2xxx-Legierungen an.

EN AW-5005 bietet eine ausgewogene Kombination aus moderater Festigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit (einschließlich verbesserter Leistung nach dem Anodisieren), sehr guter Umformbarkeit in weichen Zuständen sowie ausgezeichneter Schweißbarkeit im Vergleich zu vielen anderen Al-Mg-Legierungen. Diese Eigenschaften machen sie gebräuchlich für architektonische Fassaden, Beschilderungen, dekorative Verkleidungen, Innen- und Außenelemente sowie Anwendungen, bei denen das anodisierte Erscheinungsbild, geringes Gewicht und moderate mechanische Anforderungen im Vordergrund stehen.

Konstrukteure wählen 5005, wenn sie eine höhere Festigkeit als bei reinem Aluminium benötigen und dabei eine ausgezeichnete Oberflächenqualität sowie gute Anodisierungseigenschaften beibehalten wollen, verbunden mit einfacher Fertigung durch Biegen, Umformen und Schweißen. Die Legierung wird gegenüber höher magnesiumhaltigen Legierungen (z. B. 5052) bevorzugt, wenn keine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit oder Festigkeit erforderlich ist, und gegenüber wärmebehandelbaren 6xxx-Legierungen, wenn überlegene Kaltumformbarkeit und Anodisierungsverhalten gefragt sind.

Zustandsvarianten

Zustand	Festigkeitsniveau	Dehnung	Umformbarkeit	Schweißbarkeit	Bemerkungen
O	Niedrig	Hoch	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Volllösungsglühen, maximale Duktilität für Umformprozesse
H12	Niedrig-Mittel	Moderat	Sehr gut	Ausgezeichnet	Leichte Kaltverfestigung, gute Umformbarkeit bleibt erhalten
H14	Mittel	Niedrig-Moderat	Gut	Ausgezeichnet	Halbharter Zustand, häufig bei Blechen und Tafeln
H16	Mittel-Hoch	Niedriger	Befriedigend	Ausgezeichnet	Stärkere Kaltverfestigung für höhere Steifigkeit und Festigkeit
H18	Hoch	Niedrig	Begrenzt	Ausgezeichnet	Vollhartzustand, eingeschränkte Umformbarkeit
H111	Niedrig-Mittel	Moderat	Sehr gut	Ausgezeichnet	Nicht standardisierter Teilverfestigungszustand für kontinuierliche Bänder
H22 / H24 / H26	Variiert Mittel-Hoch	Niedriger	Gut-Befriedigend	Ausgezeichnet	Zwischenzustände mit Kaltverfestigung, häufig in der Fertigung eingesetzt
T4 (selten)	Nicht anwendbar	–	–	–	5005 ist nicht wirksam alterungsgehärtet; T-Zustände sind untypisch
T5 / T6 / T651	Nicht anwendbar	–	–	–	Wärmebehandelbare Zustände werden für 5005 generell nicht verwendet

Der Zustand beeinflusst die mechanischen und umformtechnischen Eigenschaften direkt und vorhersehbar: Der geglühte O-Zustand bietet maximale Dehnung für Tiefziehen und komplexe Umformungen, während H-Zustände Duktilität gegen schrittweise Steigerungen von Streckgrenze und Zugfestigkeit durch kontrollierte Kaltverformung eintauschen. Die Schweißbarkeit bleibt über die meisten Zustände hinweg ausgezeichnet, da die Legierung nicht wärmebehandelbar ist und die Schweißzone typischerweise auf ein ähnliches Festigkeitsniveau wie das Grundmaterial weich wird; bei konstruktiven Berechnungen muss die lokale Erweichung nach dem Schweißen berücksichtigt werden.

Chemische Zusammensetzung

Element	Prozentbereich	Bemerkungen
Si	≤ 0,30	Begrenzt zur Vermeidung spröder Intermetallische und zur Erhaltung der Anodisierqualität
Fe	≤ 0,70	Häufige Verunreinigung; erhöhter Fe-Gehalt mindert Duktilität und Oberflächenqualität
Mn	≤ 0,20	Kleine Zusätze können die Kornstruktur verfeinern; in 5005 limitiert
Mg	0,7 – 1,1	Hauptfestigungselement; verbessert Korrosionsbeständigkeit und Festigung durch Feststofflösung
Cu	≤ 0,20	Niedriger Kupferanteil zur Vermeidung von Allgemeinkorrosion und Spannungsrisskorrosion
Zn	≤ 0,20	Niedrig gehalten zur Erhaltung der Anodisier- und Korrosionsleistung
Cr	≤ 0,10	Spuren kontrollieren das Kornwachstum während der Verarbeitung
Ti	≤ 0,10	Entoxidationsmittel und Kornfeinung; in kleinen Mengen vorhanden
Sonstige (jeweils)	≤ 0,05	Reststoffe wie V, Ni; Gesamtsonstige in der Regel ≤ 0,15

Magnesium ist der wesentliche Faktor für das mechanische und korrosionsbeständige Verhalten der Legierung, da es Feststofflösungshärtung bewirkt und die Widerstandsfähigkeit gegen Meerwasser- und atmosphärische Korrosion erhöht. Silizium und Eisen sind begrenzt, um grobe Intermetallische zu vermeiden, die Duktilität und Oberflächenqualität verschlechtern würden, während Kupfer und Zink niedrig gehalten werden, um eine gute Anodisierungsfähigkeit zu erhalten und die Anfälligkeit für lokal begrenzte Korrosion zu reduzieren.

Mechanische Eigenschaften

EN AW-5005 zeigt das typische Zugverhalten einer nicht wärmebehandelbaren Legierung: Die Festigkeit steigt mit zunehmender Kaltverfestigung, während die Dehnung abnimmt. Im geglühten O-Zustand ist die Legierung relativ weich und duktil, geeignet für Tiefziehen und komplexe Umformungen, während H-Zustände (H12–H18) Streckgrenze und Zugfestigkeit schrittweise erhöhen und die Duktilität reduzieren, um steifere Paneele und Zierteile zu ermöglichen.

Streckgrenze und Zugfestigkeit sind stark abhängig vom Zustand und dem Produktformat; eine moderate Erhöhung der Blechdicke kann die absolute Tragfähigkeit erhöhen, reduziert aber möglicherweise den minimalen Biegeradius und die Umformbarkeit. Das Ermüdungsverhalten ist ausreichend für viele leichte bis mittlere architektonische und Konsumanwendungen, obwohl die Ermüdungsgrenzen unter denen einiger wärmebehandelbarer Legierungen liegen; Oberflächenqualität und Eigenspannungen aus Umform- und Schweißvorgängen sind wichtige Einflussgrößen auf die Ermüdungslebensdauer.

Die Härte korreliert mit dem Zustand: O-Zustand ergibt niedrige Brinell- oder Vickers-Härtewerte, die der hohen Duktilität entsprechen, während H18 die höchste Härte im kaltverfestigten Zustand bietet. Dicke, Kornstruktur und Vorbehandlung (Walzen, Glühverfahren) beeinflussen lokal die Zug- und Ermüdungseigenschaften; die Auslegung sollte zustandsspezifische Daten berücksichtigen und schweißnahe Zonen einbeziehen.

Eigenschaft	O/geglüht	Typischer Zustand (z. B. H14)	Bemerkungen
Zugfestigkeit	~90 – 130 MPa	~160 – 210 MPa	Abhängig von Kaltverfestigung, Blechdicke und Lieferantenprozess
Streckgrenze	~30 – 60 MPa	~110 – 160 MPa	Streckgrenze steigt mit H-Zuständen deutlich, O ist sehr duktil
Dehnung	~25 – 35 %	~6 – 12 %	Abnahme der Dehnung mit zunehmender Kaltverfestigung; Bruchart bleibt duktil
Härte	~30 – 45 HB	~55 – 80 HB	Härte steigt mit Zustand, korreliert mit Festigkeit und Verschleißfestigkeit

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Wert	Bemerkungen
Dichte	2,70 g/cm³	Typisch für Aluminiumlegierungen; wichtig für gewichtssensible Konstruktionen
Schmelzbereich	~640 – 655 °C	Legierungsschmelze über engen Bereich; Gießbarkeit nicht Hauptanwendungsfeld
Wärmeleitfähigkeit	~130 – 165 W/m·K	Gute Wärmeleitfähigkeit, jedoch niedriger als reines Aluminium wegen Legierungsanteil
Elektrische Leitfähigkeit	~34 – 40 % IACS	Niedriger als reines Aluminium; Leitfähigkeit nimmt mit Kaltverfestigung ab
Spezifische Wärme	~900 J/kg·K	Typischer Aluminiumwert für Wärmeberechnungen
Wärmeausdehnung	~23,8 ×10^-6 /K (20–100 °C)	Hoher Ausdehnungskoeffizient muss bei Verbindungen mit anderen Werkstoffen berücksichtigt werden

Die Kombination aus relativ hoher Wärmeleitfähigkeit und geringer Dichte macht EN AW-5005 attraktiv für Bauteile, bei denen Wärmeableitung und Gewicht eine Rolle spielen, während die höchste elektrische Leitfähigkeit nicht im Vordergrund steht. Die Wärmeausdehnung ist bei Verbindungen mit Stahl oder Verbundwerkstoffen zu berücksichtigen, um thermische Spannungen und Verformungen zu vermeiden.

Produktformen

Form	Typische Dicke/Größe	Festigkeitsverhalten	Übliche Zustände	Hinweise
Blech	0,3 – 6,0 mm	Gesteuert durch Zustand und Kaltumformgrad	O, H12, H14, H16	Weit verbreitet für Verkleidungen, Beschilderungen und dekorative Anwendungen
Platte	6 – 25 mm	In dickeren Querschnitten geringere Festigkeitssteigerung durch Kaltverfestigung	O, H14, H16	Verwendet, wenn Steifigkeit und größere Querschnitte erforderlich sind
Strangpressprofil	Variable Querschnitte	Festigkeit abhängig von nachträglicher Kaltumformung oder Glühen	O, H112	Stranggepresste Profile erfordern meist nur künstliches Altern bei wärmebehandelbaren Legierungen; 5005 wird typischerweise weichgeglüht eingesetzt
Rohr	0,5 – 6 mm Wandstärke	Herstellung aus Blech oder durch Strangpress-/Rohrwerke	O, H14	Häufig für architektonische Rohrkonstruktionen und Zierleisten
Stab/ Rundstahl	Ø2 – 50 mm	Zerspanung und Fertigung bestimmen die Endfestigkeit	O, H12	Weniger gebräuchlich; verwendet für kleine Fittings und Verbindungselemente, die Zerspanung erfordern

Bleche und Coils sind die gebräuchlichsten kommerziellen Formen und werden typischerweise durch Walzen und anschließendes Glühen via kontrollierter Kaltumformung verarbeitet. Die Strangpressung von 5005 ist möglich, jedoch wird die Legierung bevorzugt für Profile gewählt, bei denen keine nachfolgende Kaltumformung oder Wärmebehandlung erforderlich ist. Platten und dickere Querschnitte zeigen wegen eingeschränkter Kaltverfestigung nach der Fertigung abweichende mechanische Eigenschaften.

Äquivalente Werkstoffbezeichnungen

Norm	Werkstoff	Region	Hinweise
AA	5005	USA	Gängige nordamerikanische Bezeichnung; Materialformen und Zustände gemäß AA-Spezifikationen standardisiert
EN AW	5005	Europa	Europäische Bezeichnung (AlMg1) mit vergleichbarer nomineller Chemie und typischen Anwendungen
JIS	A5005 (ca.)	Japan	JIS-Entsprechungen für Al-Mg1-Legierungen vorhanden; geringe Unterschiede in Chemie und Verarbeitung möglich
GB/T	3A21	China	3A21 (Al-Mg1) wird häufig als chinesisches Äquivalent zu EN AW-5005 genannt

Die Äquivalenz zwischen den Normen liegt meist eng in der nominalen Chemie, aber Unterschiede bei Verunreinigungsgrenzen, Oberflächenanforderungen und Zustandsdefinitionen können subtile Leistungsabweichungen verursachen. Beim Ersatz zwischen Normen sollten Lieferantenzertifikate und Zustandsangaben geprüft werden, um sicherzustellen, dass mechanische Eigenschaften und Korrosionsschutz den Konstruktionsanforderungen entsprechen.

Korrosionsbeständigkeit

EN AW-5005 weist eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion auf und zeigt sowohl im ländlichen als auch im industriellen Umfeld gute Leistungen. Dies beruht auf der schützenden Aluminiumoxidschicht und dem Magnesiumgehalt, der die allgemeine Korrosionsbeständigkeit verbessert. Die Legierung lässt sich gut anodisieren und erhält dabei eine attraktive, gleichmäßige Oberfläche, was ein Hauptgrund für ihren breitgefächerten Einsatz in der Architektur und dekorativen Bereichen ist.

In maritimen und küstennahen Bereichen zeigt 5005 eine vernünftige Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion, während Legierungen mit höherem Mg-Gehalt (z. B. 5052) bei bestimmten Einsatzbedingungen eine überlegene Seewasserbeständigkeit bieten. Die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion (SCC) ist bei Al-Mg-Legierungen wie 5005 gering, sofern kein erhöhter Kupfergehalt oder andere sensitiven Elemente vorliegen; übliche Betriebsbedingungen fördern kein SCC in dieser Legierung.

Galvanische Wechselwirkungen sind für Aluminiumlegierungen typisch: Wird das Aluminium elektrisch mit edleren Metallen (z. B. Edelstahl, Kupfer) gekoppelt, kann es in Anwesenheit eines Elektrolyten zu beschleunigter Korrosion kommen. Entsprechende Isolation, die Auswahl kompatibler Verbindungselemente sowie Schutzbeschichtungen oder Eloxieren minimieren galvanische Risiken. Verglichen mit 3xxxer Serien (Al-Mn) bietet 5005 eine etwas höhere Festigkeit bei vergleichbarer Korrosionsbeständigkeit, während es gegenüber höher-magnesiumhaltigen 5xxxer Legierungen in maritimen Anwendungen weniger robust sein kann.

Bearbeitungseigenschaften

EN AW-5005 lässt sich problemlos mit gängigen Verfahren fertigen; da es eine nicht wärmebehandelbare Legierung ist, werden Festigkeit und Duktilität im Wesentlichen durch Kaltverformung und Glühprozesse gesteuert. Die Oberflächenqualität und Sauberkeit vor dem Umformen oder Schweißen beeinflussen maßgeblich das Endergebnis bei der Eloxalschicht und der Korrosionsbeständigkeit.

Schweißbarkeit

EN AW-5005 lässt sich gut mittels WIG- und MIG-Schweißen verarbeiten und weist im Vergleich zu einigen hochfesten Aluminiumlegierungen eine geringe Neigung zu Heißrissen auf. Die Verwendung von passendem oder schwächerem Zusatzwerkstoff (z. B. 5356 oder 4043) ist üblich; 5356 wird häufig wegen der guten Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in Al-Mg-Familien bevorzugt.

Im Wärmeeinflussbereich der Schweißnaht erfolgt eine Erweichung gegenüber dem Grundmaterial im H-Zustand, da die Legierung nicht wärmebehandelbar ist; Konstrukteure müssen lokale Festigkeitsverluste bei der Auslegung berücksichtigen. Nachbearbeitung und gegebenenfalls mechanische Nachbearbeitung (z. B. Kaltverformen) können erforderlich sein, um Oberflächenästhetik und Steifigkeit in architektonischen Anwendungen wiederherzustellen.

Zerspanbarkeit

Die Zerspanbarkeit von 5005 ist von mittelmäßiger bis guter Qualität, aber schlechter als bei zerspanungsoptimierten Aluminiumlegierungen. Es lässt sich gut mit Hartmetallwerkzeugen bei moderaten Geschwindigkeiten bearbeiten. Die Werkzeuggeometrie sollte eine positive Spanwinkelgeometrie bevorzugen, um kontinuierliche Späne zu erzeugen; Kühlung durch Schmierstoffe oder Luftstrahl wird empfohlen, um Wärme und Spanabfuhr zu kontrollieren.

Vorschübe und Drehzahlen sind so zu wählen, dass Werkzeugstandzeit und Oberflächengüte ausgewogen sind; da 5005 im weichen O-Zustand relativ weich ist, können Vibrationen und Schartenbildung in sehr dünnen Querschnitten problematisch sein. Vorverfestigungen (H-Zustände) erhöhen die Werkzeugkräfte und verändern das Spanverhalten leicht, ohne die Standardbearbeitungsstrategien grundlegend zu beeinflussen.

Umformbarkeit

Die Umformbarkeit in O- und leichten H-Zuständen ist ausgezeichnet für Biegen, Tiefziehen und Walzprofilieren; minimale Biegeradien können im O-Zustand sehr eng sein, abhängig von Werkstückgeometrie und Dicke. Für H14 und H16 müssen Biegeradien größer gewählt und der Federbackeffekt berücksichtigt werden; Abkanten und Abflachen werden häufig auf H14-Blechen ausgeführt.

Warmumformen ist für 5005 selten erforderlich, da die Kaltumformbarkeit gut ist; Zwischenlösendglühungen können nach umfangreicher Kaltumformung eingesetzt werden, um die Duktilität wiederherzustellen. Konstrukteure sollten zustandsspezifische Umformtabellen zur Bestimmung von Stempel/ Matrizenradien und Haltekräften benutzen, um eine zuverlässige Fertigung sicherzustellen.

Verhalten bei Wärmebehandlung

Als nicht wärmebehandelbare Legierung entwickelt EN AW-5005 keine nennenswerten Festigkeitssteigerungen durch Lösungswärmebehandlung und künstliches Altern. Konventionelle T-Zustandsbehandlungen führen nicht zur Ausscheidungsverfestigung wie bei 6xxx- oder 2xxx-Serien.

Weichglühen wird durch Erhitzen auf mittlere Temperaturen (typischerweise etwa 300–420 °C, abhängig von Produktform und Lieferantenangaben) erreicht, um Duktilität wiederherzustellen und die Mikrostruktur umzuwandeln. Kontrollierte Ofenglühungen mit langsamem Abkühlen erzeugen O-Zustandsmaterial, das für Tiefziehen geeignet ist.

Kaltverfestigung durch kontrollierte Kaltumformung erzeugt die H-Zustände; Zwischenlösendglühungen können zwischen Umformschritten angewendet werden, um Eigenschaften gezielt einzustellen. Für die Produktionskontrolle korreliert der Grad der Kaltumformung zuverlässiger mit den Zug- und Streckgrenzwerten als Wärmebehandlungspläne.

Hochtemperatureigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften von EN AW-5005 nehmen bei erhöhten Temperaturen kontinuierlich ab; eine nutzbare statische Festigkeit wird bis ca. 100–125 °C für Dauerlasten angesehen. Darüber hinaus werden Festigkeitsverluste und Kriechen zunehmend bedeutsam, was Langzeitanwendungen bei hohen Temperaturen einschränkt.

Die Oxidation an Luft ist auf die Bildung einer stabilen Aluminiumoxidschicht begrenzt, die die Legierung bei moderaten Temperaturen schützt. Längere Exposition über etwa 200 °C kann jedoch Oberfläche und mechanische Eigenschaften verändern. In geschweißten Bauteilen kann die Wärmeeinflusszone Kornwachstum und lokale Festigkeitsabnahmen bei hohen Temperaturen zeigen; konstruktive Maßnahmen und gezielte Prüfungen sollten die Hochtemperatureigenschaften kritisch bewerten.

Anwendungen

Branche	Beispielkomponente	Warum EN AW-5005 verwendet wird
Architektur	Fassadenpaneele, Verkleidungen, Zierleisten	Gute Eloxierbarkeit, ästhetische Oberfläche, gute Umformbarkeit
Marine & Offshore	Leichte Strukturelemente, Zierleisten	Angemessene Seewasserbeständigkeit und geringes Gewicht
Automobil	Innenverkleidungen, dekorative Außenpaneele	Gute Oberflächenqualität, moderate Festigkeit, Schweißbarkeit
Verbrauchsgüter	Beschilderungen, Gerätebleche	Eloxierte Optik, einfache Fertigung
Elektronik	Gehäuse, kleine Wärmeverteiler	Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit für Gehäuse

EN AW-5005 wird breit eingesetzt in Branchen, in denen Oberflächenqualität, Eloxierbarkeit sowie ein ausgewogenes Verhältnis aus mittlerer Festigkeit, guter Umformbarkeit und Schweißbarkeit gefragt sind. Für Anwendungen mit höchsten Festigkeitsanforderungen oder extrem hoher maritimer Dauerbeständigkeit ist die Legierung selten erste Wahl, sie ist jedoch wirtschaftlich und gut verarbeitbar für viele leistungsorientierte Mittelklasse-Anwendungen.

Auswahlhinweise

Wählen Sie EN AW-5005, wenn Sie ein leichtes Material mit ausgezeichneter Anodisierungsfähigkeit, guter allgemeiner Korrosionsbeständigkeit sowie hervorragenden Kaltumform- und Schweißeigenschaften benötigen. Es eignet sich besonders für architektonische, dekorative und leichte Strukturbauteile, bei denen Oberflächenqualität und Fertigbarkeit im Vordergrund stehen.

Im Vergleich zu reinem Aluminium (1100) bietet 5005 eine höhere Festigkeit bei moderater Minderung der elektrischen Leitfähigkeit und leicht verringerter Umformbarkeit, was es zur besseren strukturellen Wahl macht, wenn mechanische Leistungsfähigkeit erforderlich ist. Im Vergleich zu kaltverfestigten Legierungen wie 3003 und 5052 liegt 5005 in der Regel dazwischen: stärker und mit besserer Oberfläche als 3003, aber im Allgemeinen nicht so korrosionsbeständig oder fest wie das Mg-reiche 5052 in anspruchsvollen maritimen Umgebungen.

Im Vergleich zu wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 wird 5005 bevorzugt eingesetzt, wenn Tiefziehen, eine hochwertige anodisierte Oberfläche oder eine einfachere Herstellung und Schweißbarkeit wichtiger sind als die höheren Spitzenfestigkeiten, die durch T6-Wärmebehandlungen erreicht werden können; Kosten und Verfügbarkeit sprechen zudem für 5005 bei vielen Anwendungen im Dünnblechbereich für die Architektur.

Abschließende Zusammenfassung

EN AW-5005 bleibt eine relevante technische Aluminiumlegierung, da sie moderate Festigkeit, hervorragende Umformbarkeit und eine hochwertige anodisierte Oberfläche in einer nicht wärmebehandelbaren, leicht zu bearbeitenden Legierung kombiniert. Ihr ausgewogenes Eigenschaftsprofil macht sie zu einer zuverlässigen, wirtschaftlichen Wahl für architektonische, dekorative und leichte Strukturbauteile, bei denen Erscheinungsbild, Schweißbarkeit und Fertigbarkeit wichtige Designkriterien sind.