{"id":10922,"date":"2024-09-03T05:31:30","date_gmt":"2024-09-03T05:31:30","guid":{"rendered":"https:\/\/kellerkinder.nrw\/?post_type=lexikon&#038;p=10922"},"modified":"2025-09-18T11:27:26","modified_gmt":"2025-09-18T11:27:26","slug":"ausscheidungshaertung","status":"publish","type":"lexikon","link":"https:\/\/mejo.de\/nl\/lexikon\/ausscheidungshaertung\/","title":{"rendered":"Ausscheidungsh\u00e4rtung"},"content":{"rendered":"<p>Die <strong>Ausscheidungsh\u00e4rtung<\/strong> ist ein metallurgischer Prozess, der verwendet wird, um die H\u00e4rte und Festigkeit metallischer Werkstoffe zu erh\u00f6hen. Dieser Prozess basiert auf der Bildung von feinen Partikeln (sogenannten Ausscheidungen) innerhalb des metallischen Grundgef\u00fcges. Diese Ausscheidungen behindern aufgrund ihrer von der Matrix abweichenden Kristallstruktur die Bewegung von Versetzungen. Das wiederum erh\u00f6ht die Festigkeit des Materials.<\/p>\n\n\n\n<p>Entdeckt hat die Ausscheidungsh\u00e4rtung Alfred Wilm \u2013 und das bereits 1906. Mehr dazu in der <a href=\"https:\/\/mejo.de\/nl\/lexikon\/geschichte-des-aluminiums\/\">Geschichte des Aluminiums<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Verfahren wird auch als <strong>Aush\u00e4rten<\/strong> of <strong>Auslagern<\/strong> bezeichnet. Es kommt bei sogenannten \u201eaush\u00e4rtbaren\u201c bzw. \u201enicht naturharten\u201c Werkstoffen zum Einsatz. Das Aush\u00e4rten ist ein zentraler Prozess zur Verbesserung der Festigkeit von Aluminiumlegierungen, insbesondere solchen, die Kupfer, Magnesium, Zink oder Silizium enthalten. Diese Legierungen hei\u00dfen deshalb auch \u201eaush\u00e4rtbare Legierungen\u201c. Bei ihnen ist sichergestellt, dass sie bei erh\u00f6hter Temperatur <strong>Mischkristalle<\/strong> bilden, die Voraussetzung f\u00fcr die Ausscheidungsh\u00e4rtung.<\/p>\n\n\n\n<p>Mit sinkender Temperatur nimmt die L\u00f6slichkeit f\u00fcr ein oder mehrere Legierungselemente ab \u2013&nbsp;das wird beim Aush\u00e4rten genutzt. Wird die L\u00f6slichkeitsgrenze \u00fcberschritten, wandelt sich der \u00fcbersch\u00fcssige einphasige Mischkristall durch Diffusion in eine Zweiphasenlegierung um. Die im Volumen zusammenh\u00e4ngende und normalerweise mit h\u00f6herem Anteil auftretende Phase ist die <strong>Matrix<\/strong>, die andere ist die <strong>Ausscheidung<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Ausscheidungen k\u00f6nnen <strong>koh\u00e4rent<\/strong>, <strong>teilkoh\u00e4rent<\/strong> of <strong>inkoh\u00e4rent<\/strong> zur Matrix sein:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Koh\u00e4rente Ausscheidungen<\/strong> befinden sich oft innerhalb eines Korns und treten bei Legierungselementen mit \u00e4hnlichen Gitterparametern auf.<\/li>\n\n\n\n<li>Legierungselemente mit abweichenden Gitterparametern scheiden sich inkoh\u00e4rent oft auf den Korngrenzen aus. <strong>Inkoh\u00e4rente Ausscheidungen<\/strong> k\u00f6nnen kugelf\u00f6rmig sein, wenn die Ausscheidung \u00fcber eine relativ hohe Oberfl\u00e4chenenergie verf\u00fcgt, oder dispergiert, wenn die Oberfl\u00e4chenenergie sehr gering ist.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Die Geschwindigkeit und Art der Ausscheidung h\u00e4ngen von der Temperatur ab. Die Diffusion, also die Bewegung von Atomen, ist n\u00e4mlich ebenfalls temperaturabh\u00e4ngig. Auf diese Weise k\u00f6nnen die Eigenschaften des Werkst\u00fccks gezielt verbessert und angepasst werden. Die Ausscheidungsh\u00e4rtung unterteilt sich daher in zwei Verfahren, das <strong>Kaltauslagern<\/strong> und das <strong>Warmauslagern<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Kaltauslagern<\/h2>\n\n\n\n<p>Legierungen vom Typ Al-Cu-Mg sind die wichtigsten kaltauslagernden Legierungen.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Prozess des Kaltauslagerns beginnt mit dem <strong>L\u00f6sungsgl\u00fchen<\/strong>, auch Homogenisieren genannt. Dabei wird das Werkst\u00fcck auf ca. 500 \u00b0C erhitzt, mit dem Ziel, dass sich das Kupfer im Aluminium l\u00f6st.<\/p>\n\n\n\n<p>Darauf folgt das <strong>Abschrecken<\/strong>. Das Aluminium wird durch Wasser schnell abgek\u00fchlt. Bei langsamerer Abk\u00fchlung w\u00fcrde sich das Kupfer ausscheiden. So verbleibt das gesamte Kupfer in einer \u00fcbers\u00e4ttigten L\u00f6sung.<br>Die Zugfestigkeit kann in diesem Zustand bereits jetzt bis zu 40 % \u00fcber dem weichgegl\u00fchten Zustand liegen. Das Aluminium l\u00e4sst sich trotzdem noch gut verformen.<\/p>\n\n\n\n<p>Der letzte Schritt ist das eigentliche <strong>Kaltauslagern<\/strong> bei ca. 20 \u00b0C. Nach nur wenigen Minuten macht sich die Ausscheidungsh\u00e4rtung bereits bemerkbar: H\u00e4rte, Zugfestigkeit und Streckgrenze steigen an, ohne dass die Bruchdehnung abnimmt oder physikalische \u00c4nderungen z. B. der elektrischen Leitf\u00e4higkeit auftreten.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Warum ist das so?<br><\/strong>Das Aluminiumgitter versucht das in der L\u00f6sung gehaltene Kupfer auszuscheiden. Es entstehen kupferreiche Zonen im Gitter, die Bewegungen im Gef\u00fcge blockieren. Die Festigkeit steig.<\/p>\n\n\n\n<p>Nach 5\u20138 Tagen ist das Kaltauslagern abgeschlossen. Der Prozess l\u00e4sst sich durch eine Temperaturerh\u00f6hung auf ca. 35 \u00b0C beschleunigen oder durch Temperaturabsenkung verlangsamen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Warmauslagern<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Warmauslagerung (bevorzugt bei Al-Mg-Si-Legierungen) l\u00e4uft wie folgt ab:<\/p>\n\n\n\n<p>L\u00f6sungsgl\u00fchen und Abschrecken verlaufen wie in den ersten Schritten des Kaltauslagerns der Al-Cu-Mg-Legierungen.<\/p>\n\n\n\n<p>Anschlie\u00dfend wird das Werkst\u00fcck f\u00fcr eine Zeit von 4\u201348 Stunden, jedoch nicht bei niedrigen Temperaturen, sondern bei 120\u2013175\u00b0C ausgelagert. Auch hier stellen sich jetzt Ausscheidungsvorg\u00e4nge ein, die das Verschieben der Gitterebenen behindern: H\u00e4rte, Zugfestigkeit und Streckgrenze steigen stark an. Im Unterschied zum Kaltauslagern ist der Abfall der Bruchdehnung dabei wesentlich gr\u00f6\u00dfer. Und die Festigkeitswerte fallen nach Erreichung eines Maximums wieder ab. Deshalb ist beim Warmauslagern die Einhaltung der richtigen Zeit- und Temperaturwerte enorm wichtig, um die erw\u00fcnschten Werkstoffwerte zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Ausscheidungsh\u00e4rtung steht grunds\u00e4tzlich am Ende der Fertigung. Die Teile k\u00f6nnen jedoch im Anschluss an das Abschrecken noch verformt werden (z. B. Bleche richten, Nieten schlagen).<\/p>\n\n\n\n<p>Eine Gl\u00fchung hebt die Ausscheidungsh\u00e4rte auf. Aus diesem Grund d\u00fcrfen ausscheidungsgeh\u00e4rtete Bauteile weder geschwei\u00dft noch gel\u00f6tet werden. Ebenfalls ist Vorsicht geboten, wenn bei Schwei\u00dfarbeiten an anderen Werkstoffen oder Bauteilen Aluminiumbauteile in der N\u00e4he sind, da unkontrollierte Warmbehandlungsvorg\u00e4nge ablaufen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>\u00dcbrigens:<\/strong> Nahezu alle aush\u00e4rtbaren Aluminiumlegierungen sind stark korrosionsanf\u00e4llig, da die Legierungselemente die Bildung einer geschlossenen Oxidschicht behindern.<\/p>","protected":false},"featured_media":0,"template":"","rubrik":[60],"class_list":["post-10922","lexikon","type-lexikon","status-publish","hentry","rubrik-grundlagen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/mejo.de\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/lexikon\/10922","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/mejo.de\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/lexikon"}],"about":[{"href":"https:\/\/mejo.de\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/lexikon"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/mejo.de\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10922"}],"wp:term":[{"taxonomy":"rubrik","embeddable":true,"href":"https:\/\/mejo.de\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/rubrik?post=10922"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}