Aluminium-Lithium-Legierung

Aluminium-Lithium-Legierungen sind Aluminiumlegierungen, die durch Zusatz von Lithium verbesserte Eigenschaften besitzen. Vor allem die Dichte 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 meist weitere Elemente hinzugegeben, etwa Kupfer, Mangan, Magnesium, Silber, Zirconium oder Scandium. Insbesondere der Kupferanteil kann dabei wesentlich höher sein als der Lithiumgehalt (2xxx-Legierungen).

Aluminium-Lithium-Legierungen kommen in Flugzeugen, Raumfahrzeugen und Raketen, aber auch im Fahrzeugbau zur Verwendung. So werden z. B. der Außentank des Space Shuttles[2][3] sowie Teile der Passagierflugzeuge Boeing B777, Airbus A350 und Airbus A380 aus diesen Legierungen gefertigt.

Die erste Generation von Aluminium-Lithium-Legierungen – etwa zwischen 1950 und 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.[4]

In der UdSSR wurden solche Legierungen im Moskauer Luftfahrt-Technologie-Institut (MATI) entwickelt, wofür Olga Jewgenjewna Gruschko 1999 den Staatspreis der Russischen Föderation erhielt.[5]

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[6]: 3 % Cu + 1,4–2 % Li + 0,5 % Mg + 0,4 % Ag + 0,35 % Mn + 0,1 % Zr + Rest Aluminium (3. Generation)

(Angaben durchwegs in Massenprozent)

Siehe auch

  • Magnesium-Lithium-Legierung

Einzelnachweise

  1. ↑ Amit Joshi: LITHIUM ALUMINIUM ALLOYS –The New Generation Aerospace Alloys (Memento des Originals vom 28. September 2007 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.metalwebnews.com (PDF; 180 kB), abgerufen am 11. Juni 2013.
  2. ↑ bernd-leitenberger.de: Space Shuttle Booster und der Tank, abgerufen am 11. Juni 2013.
  3. ↑ NASA, Super Lightweight External Tank (PDF; 132 kB)
  4. ↑ Flake C. Campbell: Elements of metallurgy and engineering alloys. 2008, ISBN 978-0-87170-867-0 (Seite 497 in der Google-Buchsuche).
  5. ↑ Указ Президента Российской Федерации от 29.09.1999 г. № 1307 (abgerufen am 31. Mai 2020).
  6. ↑ International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys (Memento vom 14. Dezember 2012 im Internet Archive) (PDF; 393 kB)