Aluminiumlegierung AlMg4,5Mn – Eigenschaften, Herstellung & mehr

Aluminium ist aus unserem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Erzeugnisse aus diesem Leichtmetall kommen als Einzelteile bei der Herstellung komplexer Güter, aber auch als Grundmaterial für gesellschaftliche Konsumgüter zur Anwendung. Die Bezeichnung Aluminium bezieht sich in der Werkstofftechnik nicht nur auf das chemische Element der dritten Hauptgruppe des Periodensystems, sondern auf alle daraus gewonnenen Werkstoffe, darunter Rein- und Reinstaluminium sowie Aluminiumlegierungen wie die AlMg4,5Mn.

Die Legierungen besitzen mit Stahl vergleichbare Festigkeiten bei einer um zwei Drittel geringeren Dichte. Dadurch ermöglichen sie die Nutzung vorteilhafter Eigenschaften des Aluminiums wie dessen Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit in viel mehr Einsatzbereichen, als dies mit Rein- oder Reinstaluminium möglich wäre.

Als Experten rund um Blechzuschnitte bieten wir Ihnen bei Alufritze selbstverständlich auch Alublech nach Maß und Alu Riffelblech nach Maß in verschiedenen Legierungen an – ganz individuell zugeschnitten als Laserzuschnitt, Wasserstrahlzuschnitt oder mit der Tafelschere. Über die Eigenschaften und Vorteile der Legierung AlMg4,5Mn möchten wir Sie hier genauer informieren und haben Ihnen deshalb einen umfangreichen Guide erstellt.

Vom Aluminiumerz zur wirtschaftlich nutzbaren Aluminiumlegierung

Mit einem Anteil von 7,57 Gewichtsprozent ist Aluminium nach Sauerstoff und Silicium das dritthäufigste Element und das häufigste Metall innerhalb der Erdkruste. Aufgrund seines unedlen Charakters kommt es in der Natur jedoch praktisch nur gebunden vor, beispielsweise in Alumosilicaten, die unter anderem in Granit, Gneis und Ton enthalten sind. Seltener findet es sich als Bestandteil des Minerals Korund und dessen Abarten Saphir und Rubin. Mit fast 53 Prozent ist Korund die Verbindung mit dem höchsten Aluminiumanteil.

Ähnlich hoch ist der Aluminiumgehalt der noch selteneren Minerale Akdalait (circa 51 Prozent) und Diaoyudaoit (circa 50 Prozent). Die Zahl der aluminiumhaltigen Minerale wurde im Jahr 2010 auf 1156 beziffert, könnte aber mittlerweile auch höher sein.

Bauxit als Ausgangsmaterial

Als einziges wirtschaftliches Ausgangsmaterial für die Aluminiumherstellung eignet sich Bauxit, das etwa 60 Prozent Aluminiumhydroxid enthält. Seinen Namen verdankt das Aluminiumerz seinem ersten Fundort, dem südfranzösischen Les Baux-de-Provence, wo es der französische Geologe und Mineraloge Pierre Berthier im Jahr 1821 entdeckte. Heute zählen Australien, China, Guinea, Brasilien, Jamaika und Indien zu den bedeutendsten Förderländern. Weitere Vorkommen finden sich in Kamerun, Russland, Suriname und Venezuela. Die wichtigsten europäischen Abbaustätten liegen in Ungarn, Frankreich und Griechenland.

In Druckbehältern wird der Bauxit bei einer Temperatur von 150 bis 200 °C in Natronlauge erhitzt. Dabei löst sich das Aluminium in Form von Aluminat und wird vom eisenreichen Rückstand abfiltriert. Beim Abkühlen und durch Zusatz feinsten Aluminiumhydroxids scheidet sich reiner Gibbsit, auch Hydragillit genannt, aus der Aluminatlauge ab, der durch Glühen in Aluminiumoxid umgewandelt wird. Dieses wird unter Zugabe von Kryolith bei 1000 °C geschmolzen und unter hohem Energieeinsatz in Elektrolysezellen zu metallischem Aluminium reduziert.

Aluminium-Legierungen wie AlMg4,5Mn für eine höhere Festigkeit

Das silbrigweiße Leichtmetall lässt sich nur in begrenztem Umfang wirtschaftlich einsetzen, da es geringe Festigkeiten aufweist und deshalb starken mechanischen Beanspruchungen nur wenig entgegenzusetzen hat. Daher wird Rein- und Reinstaluminium mit anderen Elementen legiert, um höhere Festigkeitswerte und weitere vorteilhafte Eigenschaften zu erzielen.

Zu den bedeutendsten Konstruktionswerkstoffen gehören beispielsweise Aluminium-Magnesium-Legierungen. Dazu zählt auch die AlMg4,5Mn-Legierung, die neben Aluminium und Magnesium geringe Zusätze von Mangan enthält. 

Möchten Sie sich zu weiteren Alternativen informieren, finden Sie bei uns auch Beiträge zu der Aluminiumlegierung AlMg1, der Aluminiumlegierung AlMg3, der Aluminiumlegierung AlMgSi0,5 sowie der Aluminiumlegierung AlMn0,5Mg0,5. Diese verwenden wir ebenfalls in unseren Produkten, um sie für bestimmte Anwendungsgebiete zu optimieren.

Durch welche Eigenschaften zeichnet sich AlMg4,5Mn (EN AW 5083) aus?

Bei AlMg4,5Mn, auch unter der DIN‑Bezeichnung EN AW‑50833 bekannt, handelt es sich um eine genormte Aluminiumlegierung mit 4,0 bis 4,9 % Magnesium und Zusätzen von Mangan, Eisen, Silicium, Zink und Chrom. Dank der stark verfestigenden Wirkung des Magnesiums und der damit verbundenen Herabsetzung des Fließvermögens auch bei Walzformungstemperaturen wird sie vor allem zu Walzprodukten verarbeitet. Extrudierte Produkte lassen sich daraus ebenfalls fertigen, verfügen jedoch über eine deutlich geringere Flexibilität zur Umformung als Erzeugnisse aus 6xxx-Legierungen.

Ihre Festigkeitswerte erhält die naturharte Aluminiumlegierung AlMg4,5Mn allein durch ihre Zusammensetzung. Eine thermische Behandlung zum Erreichen höherer Werte in der Formstabilität ist nicht erforderlich. Durch das Weglassen dieses Prozesses ergeben sich Vorteile wie Spannungsarmut, Schweißbarkeit ohne Festigkeitsverlust, und eine gute Verformbarkeit.

Darüber hinaus bietet diese Legierung eine gute Beständigkeit gegenüber Witterung und Meerwasser sowie eine mittelmäßige Spanbarkeit. Sie lässt sich gut kalt umformen und strecken. In dünner oder komplexer Form ist sie nur schwer extrudierbar, kann aber als dicke Platte ohne Spannung hergestellt werden. Bei Materialstärken ab circa 6 Millimeter weist AlMg4,5Mn folgende Spezifika auf:

• Zugfestigkeit: 275 bis 315 N/m²
• Streckgrenze: 125 bis 180 N/m²
• Härte: 70 bis 100 Brinell
• Wärmeleitfähigkeit: circa 1,1 W/cm °C

Für diese Einsatzgebiete eignet sich AlMg4,5Mn

Durch Legieren mit dem Alkalimetall Magnesium gewinnt Aluminium an Festigkeit und Härte und wird beständiger gegen Korrosion. Die Zugabe von Mangan bewirkt außerdem eine höhere Dehn- und Zugfestigkeit und eine bessere Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Der eröffnet viele Möglichkeiten zur Verwendung in zahlreichen Branchen. Zu Platten, Blechen, Stangen, Profilen und Rohren verarbeitet, kommt AlMg4,5Mn unter anderem hier zum Einsatz:

• Apparatebau, Behälterbau und Fahrzeugbau
• Maschinenbau und Vorrichtungsbau
• Verschiedenste Konstruktionen in der Industrie
• Tieftemperaturtechnik
• Schiffbau
• Modell- und Formenbau
• Hoch- und Tieftemperaturanwendungen
• Druckbehälter

Wie lässt sich die Aluminium-Magnesium-Legierung am besten bearbeiten?

AlMg4,5Mn überzeugt wie alle Aluminiumwerkstoffe durch ein gutes Formänderungsvermögen. Die Bereiche und Grenzen des Umformens hängen insbesondere von der genauen Zusammensetzung der Legierung sowie von den Abmessungen und der Form des umzuformenden Werkstückes ab.
Im Vergleich zu Stahl lassen sich Aluminiumlegierungen deutlich leichter verarbeiten. Dafür kommen alle gängigen Arten der Blechbearbeitung wie Sägen und Kanten, aber auch Biegen, Pressen, Schweißen, Auswalzen, Gießen und Schmieden infrage, um individuelle Bauteile zu schaffen.

Beim Sägen von Aluminium gelten andere Regeln als bei Stahl. So müssen die Schnittgeschwindigkeiten höher und die Schnittkräfte niedriger sein. Darüber hinaus sind eine optimale Schneidgeometrie sowie eine gute Kühlung und Schmierung wichtig. Wegen der höheren Geschwindigkeiten können Späne schneller zu Störungen führen, weshalb sie zuverlässig abgeführt werden müssen.

Das Kanten von Blechen aus AlMg4,5Mn kann sowohl kalt als auch warm erfolgen. Bei der Blechbearbeitung in kaltem Zustand ist jedoch darauf zu achten, dass ein Mindest-Biegeradius eingehalten wird. Je geringer die gewünschten Radien sind, desto eher empfiehlt sich eine Warmumformung. Das Formänderungsvermögen verbessert sich mit entsprechender Wärmebehandlung, wobei 450 °C nicht überschritten werden sollten. Normalerweise genügen Temperaturen von 300 bis 400 °C.

Tipp: Bei uns können Sie bereits fertige Kantteile wie Alu Vierkantrohr nach Maß, Alu U Profile nach Maß oder Alu Winkelprofile bestellen. Auch fertige Produkte wie Blechwannen nach Maß oder Aluminium-Rampen bieten wir an.

Die Eignung zum Aluminium-Recycling

Die hohen Energiewerte für die Produktion von Rohaluminium durch Elektrolyse steigen zusätzlich durch Transport- und Verarbeitungskosten. Der Bauxit-Abbau erfordert große Flächen, die sich anderweitig erst wieder nach einer Rekultivierung nutzen lassen. Vor diesem Hintergrund spielt das Recycling von Alt- und Abfallaluminium eine immer bedeutendere Rolle.

Um Aluminium wiederzugewinnen, wird der angelieferte Alu-Schrott in großvolumigen Trommelöfen unter Zugabe von etwa 50 % eines chloridischen Salzgemisches und einem Zusatz von Flussspat bei 650 bis 750 °C unter stetiger kontinuierlicher Bewegung des Ofeninhalts aufgeschmolzen. Der Schlackenfluss der Salzschmelze nimmt dabei Verunreinigungen, vornehmlich oxidischer Art, auf, während die Ofenatmosphäre zugleich die weitere Oxidation begrenzt.

In seltenen Fällen werden die fertigen Schmelzen direkt zu Rohmasseln vergossen. Meist gelangen sie stattdessen in einen sogenannten „Mischer“, der weitere Behandlungsschritte wie die Reinigung, die Gefügebeeinflussung oder die Qualifizierung als bestimmte Umschmelzlegierung ermöglicht. Das recycelte Aluminium geht in Form von Masseln oder als Prozesswärme enthaltener Flüssigmetalltransport zur Weiterverarbeitung, üblicherweise zu Formgießereien.

Recycling von Legierungen wie AlMg4,5Mn

Werden Aluminium-Legierungen wie AlMg4,5Mn (EN AW 5083) sortenrein gesammelt und wiederaufbereitet, können sie aus dem Umschmelzaluminium ohne Qualitätsverlust wiedergewonnen werden. Bei nicht sortenreiner Erfassung kommt es zum sogenannten Downcycling, da sich verschiedene Legierungselemente wie Magnesium beim Umschmelzen nicht entfernen lassen.

Die Recyclingeffizienz von Aluminium ist deshalb so gut, weil beim Aluminiumrecycling nur 5 % der Energiemenge der Erstgewinnung benötigt werden. Außerdem fallen bei der Produktion einer Tonne Sekundäraluminium nur 200 bis 300 kg Rückstände an, während es beim Primäraluminium 2000 kg sind.

Zugleich lassen sich durch das Recycling 95 % der Energie einsparen, die für die Gewinnung von Primäraluminium benötigt wird. Daher gehen immer mehr Unternehmen der Aluminiumindustrie dazu über, möglichst viel Sekundäraluminium in ihren Erzeugnissen zu verwenden.

Sie möchten hochwertige Teile aus Alu bestellen?

Möchten auch Sie die hochwertigen Eigenschaften von Alu-Legierungen nutzen, dann bieten wir Ihnen zahlreiche Produkte an, die Sie bei uns nach Maß beauftragen können. Beliebt ist etwa unser pulverbeschichtetes Alublech nach Maß oder auch unsere Blechtafeln. Um welche Legierungen es sich dabei handelt, erfahren Sie direkt in den jeweiligen Produktbeschreibungen. Möchten Sie bei uns zum Beispiel Aluminium lasern lassen und haben noch Fragen dazu, kommen Sie gern auf uns zu.