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Aluminium-Lithium-Legierung



Aluminium-Lithium-Legierung ist die Bezeichnung für Aluminiumlegierungen, die durch Zusatz von Lithium verbesserte Eigenschaften besitzen. Vor allem das spezifische Gewicht einer Legierung lässt sich so verringern, da mit jedem eingesetzten Massenprozent Lithium die Dichte der Legierung um 3% sinkt[1]. Zusätzlich erhöht sich der Elastizitätsmodul.

Neben Lithium werden diesen Legierungen auch andere Elemente hinzugegeben, wie z. B. Kupfer, Mangan, Magnesium, Silber, Zirkonium und Scandium). Insbesondere der Kupferanteil kann dabei wesentlich höher sein als der Lithiumgehalt (2XXXer-Legierungen). Aluminium-Lithium-Legierungen kommen in Flugzeugen, Raumfahrzeugen und Raketen, aber auch im Fahrzeugbau zur Verwendung. So werden der Außentank des Space Shuttles[2][3] sowie Teile der B777 und des A380 aus entsprechenden Legierungen gefertigt.

Die erste Generation von Aluminium-Lithium-Legierungen (ca. 1950 - 1990) war von hoher Korrosionsneigung, niedriger Duktilität (Gleitbandbildung durch δ'-Ausscheidungen) und geringer Temperaturfestigkeit betroffen. Diesen Problemen wurde in den Legierungen zweiter Generation mit einem reduzierten Lithiumgehalt begegnet. Bei der aktuellen dritten Generation sind die mechanischen Eigenschaften abgesehen von Zähigkeit und Schwingverhalten bei hohen Lasten mittlerweile unkritisch. Jedoch müssen wegen der hohen Oxidationsneigung von Lithium besondere Schutzvorrichtungen in der Gießerei vorhanden sein.

Beispiele für Aluminium-Lithium-Legierungen

  • AA 2090 : 2,7% Cu + 2,2% Li + 0,4% Ag + 0,12% Zr + Rest Aluminium (1. Generation)
  • AA 2091 : 2,1% Cu + 2,0% Li + 0,10% Zr + Rest Aluminium (1. Generation)
  • AA 8090 : 2,45% Li + 0,12% Zr + 1,3% Cu + 0,95 Mg + Rest Aluminium (1. Generation)
  • Weldalite 049 : 5,4% Cu + 1,3% Li + 0,4% Ag + 0,4% Mg + 0,14% Zr + Rest Aluminium (2. Generation)
  • AA 2196 : 3% Cu + 1,4-2% Li + 0,5% Mg + 0,4% Ag + 0,35 Mn + 0,1% Zr + Rest Aluminium [4] (3. Generation)

Quellen

  1. http://www.metalwebnews.com/howto/alloys/alloys.pdf
  2. http://www.bernd-leitenberger.de/shuttle-srb-et.shtml
  3. NASA, Super Lightweight External Tank
  4. http://www.aluminum.org/Content/NavigationMenu/The_Industry/Industry_Standards/Tealsheets2006.pdf
 
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