Hallo!
Meine Frage ist jetzt, weil das in meinem Buch sehr
unübersichtlich dargestellt ist. Sind die aushärtbaren
Aluminium legierungen schon ausgehärtet oder sind sie noch
„normal“ . Also soll das heißen das aushärtbare
Alu-Legierungen aushärtbar sind.
Du hast recht, diese Legierungen sind aushärtbar, müssen jedoch nicht von Beginn an ausgehärtet sein. Die Hersteller von Halbzeugen bieten mehrere Behandlungszustände an, so z.B. Herstellungszustand oder wärmebehandelt(ausgelagert). Das genau auszuführen würde hier aber zu weit gehen.
Aushärtbare Al-Legierungen sind: AlCu, AlCuMg, AlZnMg, AlZnMgCu und AlMgSi
So desweiteren meine Frage warum sind sie aushärtbar und die
anderen nicht unterschiede ??
Zunächst einmal zu den Grundlagen: eine binäre Legierung besteht aus den Elementen A und B (zur Vereinfachung gehe ich davon aus, dass die Elemente in der Schmelze vollständig mischbar sind, das nur am Rande). In der Schmelze sind die Elemente vollständig gemischt, kühlt man diese Schmelze ab, so entsteht zunächst ein Mischkristall, der sowohl an A als auch an B gesättigt ist. Bei den meisten Legierungen besteht im festen Zustand nun eine eingeschränkte Löslichkeit der beiden Komponenten, die zudem noch temperaturabhängig ist. D.h. je weiter abgekühlt wird, desto weniger B löst sich in A. Dadurch kommt es zur Ausscheidung einer B-reichen Phase beta und gleichzeitig zur Entstehung einer A-reichen Phase alpha.
Dies macht man sich bei der Aushärtung zunutze. Zunächst wird die Legierung erhitzt, und zwar bis sich bie beta-Phase vollständig aufgelöst hat, d.h. aus der zweiphasigen Leg. alpha+beta wird zunächst wieder eine einphasige. Man bezeichnet diesen Vorgang als Lösungsglühen. Danach wird abgeschreckt und durch die schnelle Abkühlrate ist es den Atomen unmöglich zu diffundieren. Die Bildung der beta-Phase findet zunächst nicht statt, die alpha-Phase ist an B übersättigt.
Anschließend findet die Ausscheidung der B-Atome statt, da ein thermodynamischer Zwang dazu besteht. Diesen Vorgang nennt man Auslagern. Durch die hohe Unterkühlung entstehen statt groben Körnern, die beim normalen Abkühlen entstehen würden, kleine sogenannte feindisperse Ausscheidungen. Diese feindispersen Ausscheidungen sind nun in der Lage, das Wandern von Versetzungen zu blockieren und erhöhen dadurch den Widerstand gegen plastische Deformation, d.h. die Härte steigt.
Sowohl AlMg als auch AlSi wären vom Zustandsdiagramm her ebenfalls für eine Aushärtung geeignet. Bei AlMg ist der Aushärtungseffekt unbedeutetnd, der Grund ist jedoch nicht so einfach zu erklären. Bei AlSi entstehen nadelförmige Si-Ausscheidungen, welche für die mechanische Festigkeit von Nachteil sind, da es dort bei mechan. Beanspruchung zu Spannungsspitzen kommt, die zu einem Versagen des Werkstoffs führen können.
mfG Dirk