Welche Legierungen bieten die beste Balance zwischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit?

Die Wahl der richtigen Gusslegierung ist entscheidend für die zuverlässige Leistung, insbesondere wenn ein Bauteil sowohl mechanischen Belastungen als auch korrosiven Umgebungen standhalten muss. In den Bereichen Schiffs- und Maschinenbau, Automobil, Energie und Verteidigung müssen Designer Zugfestigkeit/Fließgrenze, Korrosionsbeständigkeit, Gießbarkeit und Kosten-Effizienz ausbalancieren.

Bei Neway basiert unser Legierungs-Auswahlprozess auf metallurgischen Standards (z. B. ASTM B85, ISO 3522, DIN 1725) und empirischen Tests. Im Folgenden präsentieren wir eine eingehende Bewertung von Gusslegierungen, die außergewöhnliche Leistungen sowohl in Bezug auf Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit bieten.

Vergleichende Leistung von hochfesten, korrosionsbeständigen Gusslegierungen

Aluminiumlegierungen: Leichtgewicht mit starken passiven Oxidschichten

A356 (Al-Si-Mg, ASTM B26)

A356 ist eine wärmebehandelbare Aluminiumgusslegierung, die eine überlegene Kombination aus mechanischer Leistung und Korrosionsbeständigkeit bietet. In T6-Temperatur kann die Zugfestigkeit 310–320 MPa erreichen, mit einer Dehnung von 5–7 %, was sie ideal für strukturelle Komponenten macht, die Feuchtigkeit oder Sprühumgebungen ausgesetzt sind.

• Silizium (~7 %) verbessert die Gießflüssigkeit

• Magnesium (~0,3 %) ermöglicht Wärmebehandlung zur Festigkeitssteigerung

• Korrosionsbeständigkeit bleibt auch ohne Oberflächenbeschichtung hoch

• Verwendet gemäß ASTM B26/B26M für Gussteile, die hohe Integrität erfordern

AlSi12 (EN AC-44100 / DIN 1725)

AlSi12 enthält bis zu 12 % Silizium, bietet eine hervorragende Gießflüssigkeit und exzellente Korrosionsbeständigkeit – insbesondere in saurem Regen und industriellen Atmosphären. Obwohl seine Festigkeit niedriger ist als die von A356, macht das Gießverhalten es optimal für dünnwandige Anwendungen.

• Ideal für Gehäuse mit Wandstärken ab 1,8 mm

• Hält die Oberfläche unter langfristiger UV- und Salzwassereinwirkung stabil

• Oft verwendet für dekorative oder schützende Gehäuse

Zinklegierungen: Hohe Präzision, moderate Korrosionsbeständigkeit

Zamak 5 (ASTM B86 / EN 1774)

Zamak 5 ist der Industriestandard für hochfeste Zink-Druckgussteile. Mit einer maximalen Zugfestigkeit von ca. 300 MPa und 6–8 % Dehnung unterstützt es enge Toleranzen (±0,05 mm) und komplexe Geometrien. Die natürliche Oxidschicht des Zinks trägt zur moderaten Korrosionsbeständigkeit bei, die durch Beschichtung, Chromatierung oder Pulverbeschichtung verbessert werden kann.

• Gießt mit Wandstärken bis zu 0,6 mm

• Ideal für funktionale Teile, die Maßgenauigkeit erfordern

• Korrosionsbeständig nach ASTM B117 getestet: Bis zu 96 Stunden im Salzsprühnebel mit minimalem Schaden (unbeschichtet)

Kupferlegierungen: Best-in-Class Widerstand und Tragfähigkeit

C95500 (Aluminiumbronze, ASTM B148)

C95500 Aluminiumbronze kombiniert herausragende Korrosionsbeständigkeit mit mechanischen Eigenschaften, die viele Stähle übertreffen. Mit einer Zugfestigkeit von bis zu 725 MPa widersteht es Kavitation, Erosion und Hochdruck-Salzwassereinwirkung, was es in Unterwasser-, Pumpen- und Hydraulikanwendungen unverzichtbar macht.

• Enthält 10–11,5 % Al, 3–5 % Fe, 0,5–1,5 % Ni

• Bildet eine passive Al₂O₃-Schicht, die gegen Meerwasser und Chloride resistent ist

• Kann in ISO 9001 und NORSOK M-650 qualifizierten Umgebungen verwendet werden

Brass C46400 (Marine-Messing, ASTM B584)

Brass 464 bietet aufgrund seines Zinngehalts (~1 %) und seiner Fähigkeit, stabile Oxidschichten zu bilden, eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Mit einer Zugfestigkeit von 480–550 MPa zeigt es sowohl in mechanischen als auch in chemischen Belastungen gute Leistung.

• Starker Widerstand gegen Dezinkifikation

• Oft verwendet für Befestigungsstücke, Ventilkörper und Wärmetauscherplatten

• Exzellente Bearbeitbarkeit (Bewertung ~30 % im Vergleich zu frei schneidendem Messing)

CuNi10Fe1 (DIN 17664)

CuNi10Fe1 ist eine Kupfer-Nickel-Legierung, die für ihre Widerstandsfähigkeit gegen Bioverkrustung und mechanische Stabilität unter thermischen Zyklen bekannt ist. Sie behält ihre hohe Leistung in Salzwasser-, Brack- und Kondensat-Systemen.

• Verwendet in Marine- und Offshore-Wärmetauschsystemen

• Kompatibel mit Titan und Edelstahl in galvanischen Umgebungen

• Zugfestigkeit: ~450 MPa, Dehnung: ~20 %, gemäß EN 1982

Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit

Zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit in extremen Umgebungen empfiehlt Neway:

• Eloxieren für AlSi12 und A356

• Nickel- oder Zinnbeschichtung für kupferbasierte Legierungen

• Umwandlungsbeschichtung oder Chromatpassivierung für Zamak 5

• Salzsprühprüfung (ASTM B117 oder ISO 9227), um die Oberflächenleistung zu validieren

Fazit

Die Erreichung sowohl von Festigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit in einem Gussbauteil hängt stark von der Legierungsauswahl ab. A356 und C95500 sind erstklassige Materialien für strukturelle Belastungen in marinen oder korrosiven Umgebungen. Zamak 5 bietet zuverlässige Festigkeit mit moderater Korrosionsbeständigkeit bei engen Toleranzen. Inzwischen glänzen CuNi10Fe1 und Marine-Messing in langfristiger Meerwasserexposition.

Bei Neway unterstützen unsere Materialingenieure Kunden bei der Auswahl der richtigen Legierung basierend auf Funktion, Haltbarkeit und Gießverfahren – unterstützt durch standardisierte Analysen, Simulationen und Tests zur Gewährleistung überlegener Leistung.