Datenblatt richtig lesen – was Aluminiumkennwerte wirklich bedeuten

Aluminium ist einer der vielseitigsten Werkstoffe der modernen Industrie. Es kombiniert geringes Gewicht mit hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hervorragender Wärmeleitfähigkeit. Um die Relevanz der Kennwerte zu verdeutlichen, lässt sich ein praktisches Beispiel nennen: In der Luftfahrt entscheidet das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht über Reichweite und Sicherheit, während im Maschinenbau die Wärmeleitfähigkeit bei Kühlkörpern den Wirkungsgrad bestimmt.

Doch um die richtige Legierung und Bearbeitungsart auszuwählen, ist ein präzises Verständnis der technischen Kennwerte im Datenblatt unerlässlich. Wer Aluminium verarbeitet oder konstruiert, muss wissen, was die Zahlen tatsächlich aussagen – und welche Grenzen sie haben. Denn Datenblätter liefern nicht nur physikalische Eigenschaften, sondern auch die Basis für Sicherheit, Qualität und Nachhaltigkeit in der Fertigung.

Aufbau und Bedeutung eines Aluminium-Datenblatts

Ein Aluminium-Datenblatt ist weit mehr als eine Auflistung von Zahlen. Es enthält alle wesentlichen Informationen zu Zusammensetzung, mechanischen und physikalischen Eigenschaften, Normen und Prüfbedingungen. Typischerweise gegliedert in folgende Bereiche:

• Allgemeine Angaben: Legierung, Werkstoffbezeichnung, Zustand (z. B. T6, H111), Herstellverfahren.

• Chemische Zusammensetzung: Anteile von Aluminium, Magnesium, Silizium, Kupfer, Zink etc.

• Mechanische Kennwerte: Zugfestigkeit, Dehngrenze, Bruchdehnung.

• Physikalische Kennwerte: Dichte, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit.

• Toleranzen und Maßangaben: Grenzwerte für Dicke, Breite, Ebenheit, Rechtwinkligkeit.

• Normen und Prüfmethoden: Referenzen auf EN-, ISO- und ASTM-Normen.

Die Angaben sind in der Regel für definierte Zustände und Temperaturbereiche gültig. Abweichungen können durch Fertigungsprozess, Materialcharge oder Prüfverfahren entstehen.

Typische Kennwerte im Aluminium-Datenblatt

Legierung	Zustand	Zugfestigkeit (MPa)	Dehngrenze (MPa)	Bruchdehnung (%)	Dichte (g/cm³)	Wärmeleitfähigkeit (W/mK)
EN AW‑1050A	H14	60–100	30–60	30–40	2,71	230
EN AW‑5083	H111	270–330	125–200	10–17	2,66	121
EN AW‑6082	T6	290–340	240–280	8–12	2,70	180
EN AW‑7075	T6	500–560	430–480	7–10	2,81	130

Diese Vergleichstabelle zeigt typische Kennwerte gängiger Legierungen. Sie erleichtert den direkten Vergleich zwischen Festigkeit, Dehnbarkeit und Wärmeleitfähigkeit und verdeutlicht, warum die Wahl des Werkstoffs immer von der jeweiligen Anwendung abhängt.

Zugfestigkeit (Rm)

Die Zugfestigkeit beschreibt die maximale Spannung, die ein Werkstoff aufnehmen kann, bevor er versagt. Sie ist ein Maß für die Belastbarkeit unter Zugbeanspruchung und wird in Megapascal (MPa) angegeben. Die Prüfung erfolgt meist im genormten Zugversuch nach EN ISO 6892-1, bei dem eine Probe bis zum Bruch gedehnt wird. Je höher der Rm-Wert, desto fester ist das Material. Allerdings bedeutet hohe Festigkeit auch geringere Duktilität, was bei Biege- oder Umformvorgängen zu Rissbildung führen kann. Ein gutes Beispiel ist EN AW-7075, das hohe Zugfestigkeit für Flugzeugteile liefert, aber kaum kalt umformbar ist.

Die Dehngrenze ist die Spannung, bei der das Material beginnt, sich dauerhaft zu verformen. Sie kennzeichnet den Übergang vom elastischen in den plastischen Bereich. Für Aluminium liegt sie meist zwischen 50 und 450 MPa. Werkstoffe mit hoher Dehngrenze sind formstabiler, aber weniger gut umformbar. Konstrukteure berücksichtigen diesen Wert bei der Wahl von Profilstärken und Befestigungselementen.

Bruchdehnung (A)

Die Bruchdehnung gibt an, um wie viel Prozent sich ein Werkstoff verlängert, bevor er bricht. Sie wird im Zugversuch gemessen und ist ein Indikator für die Zähigkeit und Energieaufnahmefähigkeit eines Materials. Eine hohe Bruchdehnung bedeutet, dass das Material plastisch deformierbar ist und Spannungen gut abbauen kann – ein wichtiger Faktor bei Crashstrukturen, tiefgezogenen Teilen oder Schweißnähten. Typische Werte liegen zwischen 5 % bei hochfesten und bis zu 40 % bei weichen Aluminiumtypen. EN AW‑1050A und EN AW‑5005 sind für Umformprozesse besonders geeignet, während EN AW‑7075 aufgrund seiner geringen Dehnung eher in statischen Anwendungen verwendet wird.

Die Bruchdehnung beschreibt, wie stark sich ein Material vor dem Bruch dehnen kann. Sie ist ein Maß für die Zähigkeit und zeigt, wie duktil oder spröde ein Werkstoff ist. Werte über 10 % gelten als gut verformbar; unter 5 % spricht man von spröden Werkstoffen. Bei Schweißkonstruktionen oder Biegeteilen ist eine hohe Bruchdehnung von Vorteil, da sie Spannungsspitzen abfangen kann.

Elastizitätsmodul (E)

Das Elastizitätsmodul beschreibt die Steifigkeit im elastischen Bereich und damit das Verhältnis von Spannung zu Dehnung. Bei Aluminium beträgt es rund 70 000 MPa, unabhängig von der Legierung. Dies erklärt, warum Aluminiumbauteile unter Last stärker durchbiegen als Stähle. In der Konstruktion wird dies durch größere Querschnitte oder Rippen kompensiert. Besonders bei tragenden Leichtbaukomponenten, etwa in Fahrzeugchassis oder Maschinenrahmen, spielt die Kenntnis des E‑Moduls eine zentrale Rolle für die Dimensionierung und Schwingungsanalyse. 

Das Elastizitätsmodul beschreibt die Steifigkeit eines Werkstoffs. Für Aluminium beträgt es etwa 70.000 MPa – deutlich niedriger als bei Stahl. Das bedeutet: Aluminiumfedert stärker, was bei großen Spannweiten oder dynamischen Belastungen zu beachten ist. In der Konstruktion werden daher oft größere Querschnitte gewählt, um gleiche Steifigkeit zu erreichen.

Härte (HB oder HV)

Die Härte charakterisiert den Widerstand eines Werkstoffs gegen das Eindringen eines Prüfkörpers. Sie korreliert mit der Festigkeit und Verschleißbeständigkeit. Aluminium weist eine Bandbreite von etwa 20 bis 120 HB auf. Während Reinaluminium weich und leicht verformbar ist, erreichen wärmebehandelte Legierungen wie EN AW‑7075 T6 Härtewerte über 100 HB. Härteprüfungen nach Brinell oder Vickers liefern wertvolle Hinweise auf den Zustand nach dem Eloxieren, Beschichten oder Fräsen, da die Oberflächenhärte Einfluss auf Bearbeitbarkeit und Kratzfestigkeit hat. (HB oder HV)

Die Härte eines Werkstoffs zeigt seine Widerstandsfähigkeit gegen plastische Verformung an. Aluminium ist im Vergleich zu Stahl relativ weich (20–120 HB). Durch Legierung und Wärmebehandlung lässt sich die Härte gezielt erhöhen, z. B. bei EN AW‑7075 oder EN AW‑2024.

Dichte (ρ)

Die Dichte von Aluminium liegt bei etwa 2,7 g/cm³ und ist damit rund ein Drittel der Dichte von Stahl. Sie zählt zu den wichtigsten physikalischen Kennwerten, da sie direkt mit dem Gewicht und der Trägheit eines Bauteils zusammenhängt. Im Leichtbau ermöglicht die geringe Dichte eine erhebliche Reduzierung der bewegten Massen – entscheidend für Energieeffizienz und Dynamik.

Unterschiede in der Dichte ergeben sich aus der Legierungszusammensetzung: Magnesium und Silizium senken sie leicht, während Zink oder Kupfer sie erhöhen. In Datenblättern wird sie meist für 20 °C angegeben, da Temperaturänderungen geringe Volumenschwankungen verursachen.

Wärmeleitfähigkeit (λ)

Aluminium besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit von typischerweise 120 bis 230 W/mK, was es zu einem bevorzugten Material für Wärmemanagementsysteme macht. Dieser Kennwert beschreibt, wie effizient Wärme durch das Material fließt. Reinaluminium (z. B. EN AW‑1050A) erreicht Spitzenwerte über 220 W/mK, während stark legierte Typen durch Legierungselemente geringere Werte aufweisen.

In der Praxis beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit die Effizienz von Kühlkörpern, Heizelementen und Gehäusen. Sie hängt zudem von der Reinheit, der Gefügestruktur und dem Wärmebehandlungszustand ab.

Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium liegt zwischen 35 und 40 MS/m, was etwa 60 % der Leitfähigkeit von Kupfer entspricht. Durch das geringere Gewicht und den günstigeren Preis ist Aluminium dennoch eine wirtschaftliche Alternative, vor allem im Hochspannungs- und Energiebereich. In Anwendungen wie Stromschienen, Kabeln oder Motorengehäusen zählt neben der Leitfähigkeit auch der Kontaktwiderstand.

Oberflächenoxidationen können diesen erhöhen, weshalb bei elektrischen Verbindungen häufig Beschichtungen oder spezielle Legierungen eingesetzt werden.

Wärmeausdehnung

Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium beträgt etwa 23 × 10⁻⁶ 1/K. Er gibt an, wie stark sich das Material bei Temperaturänderungen ausdehnt. Aluminium dehnt sich damit rund doppelt so stark aus wie Stahl, was bei mehrschichtigen Konstruktionen oder engen Passungen berücksichtigt werden muss. In Präzisionsanwendungen wie optischen Geräten oder Elektronikgehäusen wird daher oft auf temperaturkompensierte Verbundlösungen gesetzt. In Datenblättern wird dieser Kennwert meist für einen Temperaturbereich von 20 °C bis 100 °C angegeben. 

Mit einer Dichte von etwa 2,7 g/cm³ ist Aluminium rund dreimal leichter als Stahl. Das geringe Gewicht macht es ideal für Leichtbauanwendungen. In der Praxis hat die Dichte auch Einfluss auf Massenträgheit, Schwingungsverhalten und Energieeffizienz – etwa in Fahrzeug- oder Flugzeugstrukturen.

Praxisbezug: Kennwerte im Zusammenspiel

Im Maschinenbau zeigen sich diese Kennwert-Kombinationen etwa beim Einsatz von Aluminiumrahmen für Werkzeugmaschinen, wo EN AW‑6082 aufgrund seiner Kombination aus Steifigkeit und Bearbeitbarkeit bevorzugt wird. In der Fahrzeugtechnik hingegen wird EN AW‑7075 für Fahrwerkskomponenten genutzt, weil seine hohe Zugfestigkeit das Gewicht reduziert und gleichzeitig die Stabilität erhöht. Auch im Fassadenbau spielen Kennwerte eine Rolle – hier sorgt EN AW‑5005 durch hohe Dehnbarkeit und gute Anodisierbarkeit für saubere Oberflächen und Formstabilität.
Ein Kennwert allein beschreibt nie das Gesamtverhalten eines Werkstoffs. In der Praxis zählen Kombinationen:

• Hohe Zugfestigkeit + geringe Bruchdehnung: hohe Festigkeit, aber sprödes Verhalten (z. B. EN AW‑7075)

• Mittlere Festigkeit + hohe Dehngrenze: ausgewogenes Verhältnis für Strukturbauteile (z. B. EN AW‑6082)

• Niedrige Festigkeit + hohe Bruchdehnung: gut umformbar, ideal für Bleche und Ziehteile (z. B. EN AW‑1050A)

Anwendung	Erforderliche Eigenschaft	Geeignete Legierungen
Leichtbau mit hoher Festigkeit	Hohe Zug- und Dehngrenze	EN AW‑7075, EN AW‑6082
Seewasserbeständige Konstruktionen	Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit	EN AW‑5083, EN AW‑5754
Wärmeleitende Bauteile	Hohe Wärmeleitfähigkeit	EN AW‑1050A, EN AW‑6061
Sichtflächen und Fassaden	Gute Anodisierbarkeit, Formstabilität	EN AW‑5005, EN AW‑6063

Toleranzen und Maßabweichungen verstehen

In technischen Zeichnungen gelten für Aluminiumprodukte präzise Maßtoleranzen, geregelt in EN 485-4 und EN 755-9. Diese Normen definieren Grenzwerte für:

• Dicke- und Breitentoleranzen

• Ebenheit und Rechtwinkligkeit

• Oberflächenfehler und Rauheit

Kleine Toleranzen erhöhen den Fertigungsaufwand, beeinflussen aber maßgeblich die Passgenauigkeit. Bei CNC-Zuschnitten sollten Konstrukteure immer den Verwendungszweck und die Weiterbearbeitung berücksichtigen – eine optische Frontplatte benötigt engere Toleranzen als ein Strukturbauteil im Maschinenrahmen.

Temperaturabhängigkeit der Eigenschaften

Die mechanischen Kennwerte von Aluminium reagieren empfindlich auf Temperaturveränderungen. Bei Erwärmung ab etwa 100 °C beginnen die Festigkeitswerte zu sinken, ab 150 °C können bereits bis zu 30 % der ursprünglichen Zug- und Dehngrenze verloren gehen. Ab etwa 200 °C treten ausgeprägte Gefügeveränderungen auf, insbesondere bei aushärtbaren Legierungen, die ihre Härte und Festigkeit teilweise verlieren.

Deshalb müssen Ingenieure bei Hochtemperaturanwendungen im Motoren-, Ofen- oder Elektrotechnikbereich geeignete Sicherheitsfaktoren einplanen oder auf hitzestabile Legierungen ausweichen. Umgekehrt steigt bei tiefen Temperaturen – etwa in der Kryotechnik oder Raumfahrt – die Festigkeit um bis zu 20 %, allerdings sinkt die Zähigkeit, was Sprödbrüche begünstigen kann. In Datenblättern werden Temperaturkurven oder Diagramme oft als Orientierungshilfe angegeben und sollten stets in der Werkstoffauswahl berücksichtigt werden.

Prüfnormen und Dokumentation

Verlässliche Datenblätter basieren auf genormten Prüfungen. Relevante Regelwerke sind:

• EN 573: Chemische Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen

• EN 485: Mechanische Eigenschaften, Abmessungen und Toleranzen

• EN 515: Zustandsbezeichnungen (z. B. T6, H111)

• EN ISO 6892‑1: Zugversuch an metallischen Werkstoffen

• EN ISO 6506/6507: Härteprüfung

Jedes Datenblatt sollte die Prüfbedingungen angeben – etwa Probendicke, Ausrichtung und Umgebungstemperatur. Nur dann sind Werte wirklich vergleichbar.

Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz

Die Interpretation von Kennwerten spielt auch im Nachhaltigkeitskontext eine Rolle. Eine hohe Festigkeit kann den Materialeinsatz verringern, eine geringe Dichte reduziert Transportgewicht und Energieverbrauch. Aluminium ist nahezu vollständig recycelbar, wobei die mechanischen Kennwerte kaum beeinträchtigt werden. Sekundäraluminium spart bis zu 95 % Energie gegenüber Primärherstellung. Darüber hinaus orientieren sich viele Hersteller an internationalen Standards wie ISO 14001 (Umweltmanagement) oder ASI Performance Standard (Aluminium Stewardship Initiative), die nachhaltige Lieferketten und verantwortungsvolle Ressourcennutzung sicherstellen.

Die Interpretation von Kennwerten spielt auch im Nachhaltigkeitskontext eine Rolle. Eine hohe Festigkeit kann den Materialeinsatz verringern, eine geringe Dichte reduziert Transportgewicht und Energieverbrauch. Aluminium ist nahezu vollständig recycelbar, wobei die mechanischen Kennwerte kaum beeinträchtigt werden. Sekundäraluminium spart bis zu 95 % Energie gegenüber Primärherstellung.

Zukunftsperspektiven: Intelligente Werkstoffdaten

Mit der fortschreitenden Digitalisierung gewinnen Werkstoffdaten eine neue strategische Rolle. Moderne CAD-, CAM- und Simulationssysteme verknüpfen Datenblätter heute direkt mit Bauteilmodellen, wodurch Ingenieure die Auswirkungen von Belastungen, Temperatur und Fertigungsvorgängen bereits in der Entwicklungsphase simulieren können. In Zukunft werden KI-gestützte Systeme aus riesigen Materialdatenbanken Muster erkennen, Anwendungsfälle vorhersagen und automatisch geeignete Legierungen vorschlagen.

Zusätzlich ermöglichen cloudbasierte Plattformen den Abgleich von Echtzeit-Messwerten mit Sollkennwerten aus dem Datenblatt – ein Schritt hin zur selbstlernenden, adaptiven Materialauswahl. Dadurch werden Werkstoffdaten nicht nur statische Informationen, sondern ein aktiver Bestandteil intelligenter Fertigungsprozesse und digitaler Zwillinge.

Kennwerte lesen, verstehen und anwenden

Zahlen sind nur so gut wie ihr Verständnis – wer Kennwerte richtig interpretiert, trifft bessere technische Entscheidungen.
Ein Aluminium-Datenblatt ist kein theoretisches Dokument, sondern ein praktisches Werkzeug für Ingenieure, Einkäufer und Fertigungsbetriebe.

Wer die Bedeutung der einzelnen Werte versteht, kann Werkstoffe sicher auswählen, Risiken minimieren und Kosten optimieren. Entscheidend ist, Kennwerte nicht isoliert, sondern im Zusammenspiel mit Normen, Temperatur, Toleranzen und Anwendungsbedingungen zu betrachten. So wird aus einem Datenblatt ein echter Entscheidungshelfer für Qualität und Präzision.

FAQ

Was ist der Unterschied zwischen Zugfestigkeit und Dehngrenze?
Die Zugfestigkeit gibt die maximale Belastung bis zum Bruch an, die Dehngrenze den Punkt, ab dem sich das Material bleibend verformt.

Warum unterscheiden sich Kennwerte trotz gleicher Legierung?
Weil Zustand, Temperatur, Probenrichtung und Herstellverfahren entscheidenden Einfluss auf die Messergebnisse haben.

Wie wichtig ist das Elastizitätsmodul in der Praxis?
Es bestimmt die Durchbiegung und Schwingungsanfälligkeit von Bauteilen – besonders relevant bei großen Spannweiten oder dünnwandigen Strukturen.

Welche Normen gelten für Aluminium-Datenblätter?
Wesentlich sind EN 573, EN 485, EN 515, EN ISO 6892‑1 sowie ergänzend EN ISO 6506 und EN ISO 6507.

Wie lässt sich Nachhaltigkeit über Kennwerte bewerten?
Dichte, Festigkeit und Recyclingfähigkeit von Aluminium ermöglichen eine ökologische Bilanzierung – geringes Gewicht und hohe Stabilität sparen Energie und Materialressourcen.