6061 Aluminium vs 7075 Aluminium: Der endgültige Leitfaden zur Auswahl der richtigen Legierung

7075 Aluminium ist viel stärker und härter als 6061. Das macht es perfekt für Anwendungen mit hoher Belastung, bei denen die Leistung am wichtigsten ist. 6061 Aluminium ist vielseitiger, schweißbar und kostet normalerweise weniger. Ihre beste Wahl hängt davon ab, was Sie in Bezug auf Festigkeit, Bearbeitbarkeit, Rostbeständigkeit und Ihr Budget benötigen.

Beide sind beliebte wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen, die in vielen Branchen weit verbreitet sind. Sie haben unterschiedliche Eigenschaften aufgrund ihrer einzigartigen Mischungen von Legierungselementen. Diese Unterschiede machen jede Legierung für spezifische Anwendungen geeignet, und das Verständnis dieser Unterschiede ist wichtig, um das richtige Material auszuwählen.

Dieser Leitfaden wird die Eigenschaften, Anwendungen, Vorteile und Einschränkungen von 6061 und 7075 Aluminium betrachten, um Ihnen zu helfen, eine gute Entscheidung für Ihr Projekt zu treffen.

Die Grundlagen verstehen: Was sind 6061 und 7075 Aluminium?

6061 Aluminium ist Teil der 6000er-Serie von Aluminiumlegierungen, wobei die Hauptlegierungselemente sind:

• Magnesium (0,8-1,2%)
• Silizium (0,4-0,8%)

Diese Elemente tragen zur guten Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und moderat hohen Festigkeit von 6061 bei, während sie eine hervorragende Schweißbarkeit aufrechterhalten. Es wird oft als strukturelle Aluminiumlegierung bezeichnet, aufgrund seiner Vielseitigkeit und guten Allround-Leistungsmerkmale.

7075 Aluminium gehört zur 7000er-Serie, wobei die Hauptlegierungselemente sind:

• Zink (5,1-6,1%) - das Hauptverstärkungselement
• Kupfer (1,2-2,0%)
• Magnesium (2,1-2,9%)

Diese Kombination führt zu einer der stärksten verfügbaren Aluminiumlegierungen mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften und Ermüdungsfestigkeit. Der hohe Zinkgehalt trägt speziell zu seiner überlegenen Festigkeit im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen bei.

Beide Legierungen werden häufig in ihrem gehärteten Zustand verwendet, wobei T6 (lösungsgeglüht und künstlich gealtert) die häufigste Legierung ist. Der Wärmebehandlungsprozess verbessert ihre mechanischen Eigenschaften erheblich, insbesondere die Festigkeit. Andere gängige Legierungsbezeichnungen sind T651 für Plattenprodukte, was auf eine Spannungsfreisetzung durch Dehnung hinweist.

Gemäß den Standardbezeichnungen für Aluminiumlegierungen zeigt die erste Ziffer die Legierungsserie an, wobei die 6xxx-Serie Silizium und Magnesium enthält, während die 7xxx-Serie Zink als Hauptlegierungselement enthält.

Direkter Vergleich: Vergleich der wichtigsten Eigenschaften von 6061 vs 7075 Aluminium

Festigkeit

7075 Aluminium liefert signifikant höhere Festigkeitswerte als 6061. Die typische Zugfestigkeit für 6061-T6 beträgt etwa 45 ksi (310 MPa), während 7075-T6 etwa 83 ksi (572 MPa) erreicht - fast doppelt so stark. Die Streckgrenze folgt einem ähnlichen Muster mit 6061-T6 bei etwa 40 ksi (276 MPa) im Vergleich zu 7075-T6 bei 73 ksi (503 MPa).

Dieser Festigkeitsunterschied macht 7075 besonders wertvoll für Anwendungen, bei denen die strukturelle Integrität unter hohen Lasten entscheidend ist.

Härte

7075 Aluminium weist erheblich höhere Härtewerte auf als 6061. Typische Brinell-Härtewerte liegen bei etwa 150 HB für 7075-T6 im Vergleich zu 95 HB für 6061-T6. Diese erhöhte Härte führt zu besserer Verschleißfestigkeit und Oberflächenhaltbarkeit, wodurch 7075 besser für Anwendungen mit hohem Verschleiß geeignet ist.

Bearbeitbarkeit

Beide Legierungen lassen sich gut bearbeiten, jedoch mit bemerkenswerten Unterschieden. 6061 Aluminium lässt sich moderat leicht bearbeiten und produziert etwas "gummigere" Späne als 7075, bearbeitet sich jedoch immer noch viel besser als weichere Aluminiumlegierungen.

7075 Aluminium produziert oft hervorragende Spanbildung und Oberflächenfinish. Trotz seiner Härte erzeugt es häufig bessere bearbeitete Oberflächen mit weniger Aufwand. Allerdings kann seine Härte den Werkzeugverschleiß im Vergleich zu 6061 erhöhen. Beim Bearbeiten von 7075 brechen die Späne freier und haften weniger wahrscheinlich am Schneidwerkzeug, obwohl spezielles Werkzeug erforderlich sein kann, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Schweißbarkeit

6061 Aluminium zeichnet sich durch hervorragende Schweißbarkeit aus und verwendet Standard-TIG- oder MIG-Schweißverfahren mit gängigen Fülllegierungen wie 4043 oder 5356. Die Eigenschaften nach dem Schweißen sind im Allgemeinen gut, obwohl die Festigkeit im wärmebeeinflussten Bereich verringert ist.

7075 Aluminium gilt im Allgemeinen als nicht schweißbar durch konventionelle Schmelzverfahren aufgrund seiner hohen Rissempfindlichkeit. Die Wärme beim Schweißen führt zu einer erheblichen Festigkeitsminderung und Problemen mit Heißrissen. Wenn eine Verbindung erforderlich ist, werden normalerweise mechanische Befestigungen, Klebeverbindungen oder spezielle Verfahren wie das Reibschweißen verwendet.

Korrosionsbeständigkeit

6061 Aluminium bietet im Allgemeinen eine überlegene Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu 7075. Der niedrigere Kupfergehalt in 6061 trägt zu seiner besseren Leistung in korrosiven Umgebungen bei.

7075 Aluminium, mit seinem höheren Kupfergehalt, ist anfälliger für Spannungsrisskorrosion und Abblätterungskorrosion, insbesondere in maritimen oder hochfeuchten Umgebungen. Anodisieren und andere Oberflächenbehandlungen sind oft unerlässlich für 7075-Komponenten, die korrosiven Bedingungen ausgesetzt sind.

Formbarkeit/Bearbeitbarkeit

6061 Aluminium ist erheblich formbarer als 7075, was einfacheres Biegen, Ziehen und andere Kaltbearbeitungsoperationen ermöglicht. Es hat eine gute Plastizität und kann mit geeigneten Werkzeugen in komplexe Formen gebracht werden.

7075 Aluminium ist erheblich weniger formbar, insbesondere im T6-Zustand. Es erfordert größere Biegeradien, um Risse zu vermeiden, und benötigt im Allgemeinen leistungsstärkere Geräte für Formoperationen.

Ermüdungsfestigkeit

7075 Aluminium zeigt eine überlegene Ermüdungsfestigkeit, was es geeigneter für Komponenten macht, die zyklischen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll in der Luft- und Raumfahrt sowie in Hochleistungsanwendungen.

Wärmeleitfähigkeit

6061 Aluminium hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als 7075, was es besser für Anwendungen von Kühlkörpern und Komponenten, die eine effiziente Wärmeabfuhr erfordern, geeignet macht.