Aluminium
AlSi7Mg
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AlSi10Mg
Einsetzbar ist dieser Werkstoff in der Luftfahrt, dem Maschinenbau und natürlich dem Motorsport, da hier sowohl ein niedriges Gewicht, als auch gute mechanische Eigenschaften erforderlich sind. Anschließend können die Bauteile wärmebehandelt und mechanisch bearbeitet werden. Die Wärmebehandlung erfolgt nach dem T6 Zyklus, wodurch die durch den Schichtaufbau anisotropen Eigenschaften reduziert und die Dehnung der Bauteile verbessert wird.
Materialeigenschaften | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte (nach DIN EN ISO 6506-1) HBW | 120 ± 5 | / |
Zugfestigkeit MPa | 410 ± 40 | 325 ± 20 |
Streckgrenze (Rp 0.2 %) MPa | 240 ± 40 | 220 ± 20 |
Bruchdehnung % | 5 ± 2 | 9 ± 2 |
E-Modul GPa | 65 ± 5 | 65 ± 5 |
Aluminium AlSi9Cu3
Dieser Werkstoff wird durch seine durch den hohen Kupfergehalt hervorgerufene gute Warmfestigkeit vor allem im Getriebe- und Motorenbau eingesetzt. Zudem weist er eine geringe Dichte, hohe Wärmeleitfähigkeit und günstige Festigkeitseigenschaften bei guter chemischer Beständigkeit auf. AlSi9Cu3 hat eine hohe Festigkeit, welche eine Aushärtung dieser Legierung ermöglicht.
Materialeigenschaften | Ohne Wärmebehandlung | Prüfung bei einer Temperatur von 250°C |
Zugfestigkeit (m) MPa | 340 ± 40 | 160 ± 10 |
Streckgrenze (p 0.2%) MPa | 200 ± 40 | 130 ± 10 |
Bruchdehnung A % | 2.5 ± 1.0 | 28 ± 5 |
Elastizitätsmodul E GPa | 62 ± 10 | 62 ± 10 |
Dichte g/cm³ | ca. 2.7 | ca. 2.7 |
Aluminium AlSi12CuNiMg
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Edelstahl
Edelstahl 1.4404
Durch seine hohe Korrosionsbeständigkeit findet dieser Werkstoff Anwendung im Schiffbauwesen und der Automobilindustrie bei zum Beispiel Schweißkomponenten, in der Luft- und Raumfahrt bei Befestigungskomponenten, in der Lebensmittelindustrie oder auch in der Gas- und Ölindustrie. In chloridhaltigen Lösungen ist er weniger anfällig gegen Spaltkorrosion und Lochfraß und glänzt durch seine gute Schweißbarkeit. Eine Wärmebehandlung ist nach dem Schweißen in der Regel nicht nötig. Ebenso ist es möglich, die Teile aus dieser Legierung nachträglich zu bearbeiten.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung |
Härte HRC | ca. 16 |
Zugfestigkeit MPa | 630 ± 20 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 505 ± 20 |
Bruchdehnung % | 40 ± 2 |
Elastizitätsmodul GPa | 170 ± 20 |
Dichte g/cm³ | ca 7.9 |
Edelstahl 1.4542
Typische Einsatzgebiete dieses Werkstoffes sind Kleinserien, Prototypen, Funktionsteile und Unikate, die gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Korrosionsbeständigkeit voraussetzen. Neben diesen Attributen glänzt Edelstahl 1.4542 durch eine gute Duktilität und eine hohe Festigkeit und kann anschließend mechanisch bearbeitet, geschweißt, poliert und beschichtet werden.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte (nach DIN EN ISO 6508-1) HRC | 17 | / |
Zugfestigkeit MPa | 930 ± 50 | 1040 ± 60 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 450 ± 50 | 430 ± 20 |
Reißdehnung % | 20 ± 5 | 15 |
E-Modul GPa | 170 ± 30 | 170 ± 30 |
Edelstahl 1.4859
Wenn es um Anwendungen über 600 °C geht eignet sich dieser Werkstoff bestens. Durch seine Hitze- und Korrosionsbeständigkeit wird er bei Erdgas- und Erdölanlagen, bei der Energietechnik wie zum Beispiel bei Industrieöfen oder dem Hochtemperatur-Reaktorbau, der chemischen Industrie und im Maschinenbau verwendet.
Die maximale Anwendungstemperatur in der Luft liegt bei ca. 1050 °C. 1.4859 hat auf lange Zeit gesehen ausreichende mechanische Eigenschaften und eine Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung |
Härte HRC | 19 |
Zugfestigkeit MPa | 720 ± 50 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 510 ± 50 |
Bruchdehnung A % | 34 ± 5 |
E-Modul GPa | 160 ± 30 |
Inconel
Inconel IN625
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Inconel IN718
Bei Hochtemperaturanwendungen wird dieser Werkstoff verwendet, da er sich durch eine sehr gute Bruch-, Zug-, Dauer- und Kriechfestigkeit bis Temperaturen von bis zu 700 °C auszeichnet. Eingesetzt wird er beispielsweise in der Mess-, Energie- und Prozesstechnik oder aber auch für Gasturbinen, Pumpen und in der Luft- und Raumfahrt.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte (nach DIN EN ISO 6508-1) HRC | 30 | 47 |
Zugfestigkeit MPa | 1020 ± 50 | 1320 ± 100 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 707 ± 50 | 1092 ± 100 |
Reißdehnung % | 29 ± 5 | 15 ± 3 |
E-Modul GPa | 160 ± 20 | / |
Polyamid
Carbonfaser verstärktes Polyamid
Es empfiehlt sich für Funktionsmodelle, die hohen Belastungen ausgesetzt werden. Dazu gehören zum Beispiel Prototypen in der Automobilindustrie, welche Windkanaltests ausgesetzt werden oder hohe Temperaturen aushalten müssen, sowie auch Funktionsmuster unbemannter Flugkörper, welche unter Realbedingungen getestet werden.
Auch für Kleinserien, die hohen thermischen oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, empfiehlt sich dieser Werkstoff. Vor allem, da die Teile optisch und haptisch durch die Beimischung der Carbonfaser und die Anthrazit-Farbe einen technischen Touch erhalten. Für manche Anwendungen kann es als Alternative zum Metallsintern in Frage kommen.
Andere Materialien
Cobalt Chrom CoCr
Die Cobalt-Chrom-Molybdänlegierung (CoCrMo) ist eine Superlegierung für Hochtemperaturanwendungen, wie zum Beispiel bei Flugzeugtriebwerken, im Motorenbau, bei Turbinen oder auch Funktionsprototypen. Sie verbindet hohe Korrosions- mit extremer Hochtemperaturbeständigkeit und hat sehr gute mechanische Eigenschaften. Durch die Wärmebehandlung „Lösungsglühen“ kann die Bruchdehnung erhöht werden.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte HBW | 31 | 26 |
Zugfestigkeit MPa | 1100 ± 100 | 1100 ± 100 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 660 ± 50 | 600 ± 50 |
Bruchdehnung A % | 9 ± 3 | 35 ± 10 |
E-Modul GPa | 205 ± 80 | 220 ± 50 |
Dichte g/cm³ | ca. 8.3 | ca. 8.3 |
Kupferlegierung CuNi2SiCr
Eingesetzt wird dieser Werkstoff bei elektromechanischen Bauelementen, Formeneinsätzen und Formkernen in Kunststoff- und Druckgussformen, Armaturen, Beschlägen, Befestigungselementen für hohe Beanspruchungen und bei Kühleinsätzen für Werkzeuge. CuNi2SiCr zeichnet sich durch eine große Korrosions- und Verschleißbeständigkeit und eine hohe Härte aus und ist daher gut für Gleit- und Verschleißanwendungen geeignet. Auch hat sie eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und erfüllt den Anspruch an einen stromführenden Kontaktwerkstoff in der Elektrotechnik und für Elektroden beim Schweißen. Der Werkstoff ist thermisch aushärtbar (Ausscheidungshärten).
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Zugfestigkeit MPa | 251 ± 10 | 595 ± 10 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 192 ± 10 | 508 ± 10 |
Bruchdehnung A % | 34 ± 5 | 15 ± 5 |
E-Modul GPa | 89 ± 5 | 97 ± 5 |
Werkzeugstahl 1.2709
Das für diesen Werkstoff typische Einsatzgebiet ist die Fertigung von Werkzeugelementen, wie Einsätze für Druck- und Spritzgießwerkzeuge und Kerne. Des Weiteren können Prototypen, Funktionsteile für Kleinserien und Unikate gefertigt werden, die besonders hohe Festigkeiten erfordern. 1.2709 zeichnet sich durch seine sehr guten mechanischen Eigenschaften aus und kann durch eine entsprechende Wärmebehandlung auf eine sehr gute Festigkeit und Härte eingestellt werden.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte (nach DIN EN ISO 6508-1) HRC | 33 – 37 | 50 – 54 |
Zugfestigkeit MPa | 1100 ± 100 | 1950 ± 100 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 1000 ± 100 | 1900 ± 100 |
Reißdehnung % | 8 ± 3 | 2 ± 1 |
E-Modul GPa | 180 ± 20 | 180 ± 20 |
Charpy-Kerbschlagzähigkeit J | 45 ± 10 | 11 ± 4 |
Titan TiAl6V4
Bei anspruchsvollen, industriellen Anwendungen findet dieser Werkstoff Anwendung. Insbesondere in der Luft- und Raumfahrt oder dem Motorsport. Er zeichnet sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aus.
Materialeigenschaft | Ohne Wärmebehandlung | Mit Wärmebehandlung |
Härte (nach DIN EN ISO 6508-1) HV5 | 320 | 320 |
Zugfestigkeit MPa | 1215 ± 40 | 995 ± 20 |
Streckgrenze (Rp 0.2%) MPa | 1065 ± 40 | 930 ± 20 |
Reißdehnung % | 10 ± 3 | 14 ± 3 |
E-Modul GPa | 110 ± 5 | 115 ± 10 |
Charpy-Kerbschlagzähigkeit J | 45 ± 10 | 11 ± 4 |