Grundeigenschaften und Prüfrelevanz
Aluminium (Al) ist mit einer Dichte von 2,7 g/cm³ etwa dreimal leichter als Stahl (7,85 g/cm³). Es ist nicht ferromagnetisch — Magnetpulverprüfung (MT) ist daher ausgeschlossen. Aluminium ist elektrisch gut leitfähig, was die Wirbelstromprüfung (ET) sehr effektiv macht.
Bezeichnungssystem nach EN 573
| Serie | Hauptlegierungselement | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| 1xxx | Reinaluminium (≥ 99 % Al) | Elektroleiter, Chemie |
| 2xxx | Kupfer (Cu) | Luftfahrt (Duraluminium, AA 2024) |
| 3xxx | Mangan (Mn) | Lebensmittelbehälter, Getränkedosen |
| 5xxx | Magnesium (Mg) | Schiffbau, Meerestechnik |
| 6xxx | Magnesium + Silizium | Profile, Konstruktion (EN AW-6082) |
| 7xxx | Zink (Zn) | Höchstfeste Luftfahrtlegierungen (AA 7075) |
Geeignete ZfP-Methoden
Ultraschallprüfung (UT)
Gut geeignet für Wanddickenmessung und Schweißnahtprüfung. Schallgeschwindigkeit in Aluminium: ~6320 m/s (Längswelle) — deutlich höher als in Stahl (5920 m/s). Niedrigere akustische Impedanz → bessere Einkopplung, aber auch höhere Reflektion an Luft-Einschlüssen. Typische Frequenzen: 5–15 MHz.
Durchstrahlungsprüfung (RT)
Aluminium schwächt Röntgenstrahlung deutlich weniger als Stahl (niedrigere Ordnungszahl Z=13 vs. Z=26). Für gleiche Wanddicke werden niedrigere Röhrenspannungen benötigt (ca. 1/3 der Spannung für Stahl). Porosität und Lunker in Aluminiumguss sind RT-typische Befunde. Norm: ISO 10675-2 für Bewertungsgrenzen an Al-Schweißnähten.
Eindringprüfung (PT)
Sehr gut geeignet — Al ist chemisch stabil gegenüber den meisten Eindringmitteln. Fluoreszenz-PT für kleinste Risse in Luftfahrtkomponenten. Beachten: Anodisierte (eloxierte) Oberflächen müssen vor der PT entfernt werden, da die Oxidschicht die Poren verschließt.
Wirbelstromprüfung (ET)
Ideal für Oberflächenrisse, Korrosion und Schichtdickenmessung. Leitfähigkeit von Aluminium: 17–37 MS/m (je nach Legierung). Skin-Depth-Berechnung: δ = 503/√(f·σ·µr). Bei 100 kHz und σ = 25 MS/m: δ ≈ 0,3 mm.
Typische Fehler in Aluminiumteilen
- Gussporen: Wasserstoffporen beim Erstarren, rund, einzeln oder als Cluster
- Schrumpfungshohlräume (Lunker): unregelmäßige Form, an Erstarrungsfront
- Schweißrisse: Heißrisse (Solidifikationsrisse) bei hochlegierten Al-Legierungen
- Korrosion: Lochkorrosion (Pitting), interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion
- Ermüdungsrisse: typisch in Luftfahrt, ausgehend von Nieten, Bohrungen