Aluminiumanwendungen

Aluminium-Legierungen spielen aufgrund ihres geringen Gewichts in vielen Anwendungen, vor allem bei bewegten Massen, eine große Rolle. Testgeräte von Fischer ermöglichen die detaillierte und zerstörungsfreie Elementaranalyse von Alu-Legierungen. Damit Sie sicher sein können, dass das Material genau die Eigenschaften aufweist, die Sie benötigen.

Aluminiumlegierungen zerstörungsfrei analysieren

Application Notes

Analyse von Aluminium-Legierungen mit Röntgenfluoreszenz

Aluminium ist ein vielseitig einsetzbarer Werkstoff, welcher von vielen Unternehmen in großen Mengen in Form von Stangen oder Blechen, sogenanntem Halbzeug, beschafft wird. Vor der Weiterverarbeitung müssen diese Halbzeuge allerdings auf ihre genaue Legierungszusammensetzung hin überprüft werden, nicht jede Legierung ist für jede Anwendung geeignet. Viele verschiedene Aluminiumlegierungen sind erhältlich, jeweils mit spezifischen Eigenschaften. Der Einsatz einer zerstörungsfreien und zugleich präzisen Analyse-Methode in der Wareneingangskontrolle stellt sicher, dass die Legierungsbestandteile in der richtigen Konzentration vorliegen.

Die Eigenschaften der Aluminiumlegierungen können durch Zugabe verschiedener Komponenten modifiziert werden. Kupfer zum Beispiel erhöht die Festigkeit, aber die resultierende Legierung kann nicht geschweißt werden. Andererseits verleiht Mangan gute Plastizität und Korrosionsbeständigkeit. Auch Magnesium, Silizium, Zink und weitere Elemente werden verwendet, um Härte, Festigkeit und Duktilität zu ändern, vor Korrosion und Temperatureinflüssen zu schützen und die thermische und elektrische Leitfähigkeit zu steuern. Darüber hinaus beeinflussen die Bestandteile die Verarbeitungseigenschaften der Legierungen: Manche können nur in einer Argon-Umgebung verschweißt werden, andere nicht maschinell bearbeitet oder geformt werden, sind dafür aber zum Gießen geeignet.

Abb. 1: Aluminium-Halbzeug in Form von Stangen

Beispielsweise muss die Wareneingangskontrolle eines Automobilzulieferers sicherstellen, dass eine Legierung kein Kupfer enthält, da dies nachteilig für die Korrosions- und Schweiß-Eigenschaften ist. Da schon geringe Mengen eines Additivs die Eigenschaften einer Legierung wesentlich beeinflussen können, muss die Materialanalyse sehr präzise sein. Die Röntgenfluoreszenz-Geräte von Fischer erfüllen diese hohen Anforderungen.

 

Al (%)

Mg (%)

Si (%)

Ti (%)

Cr (%)

Mn (%)

Probe 1

96,61 ± 0,112

2,459 ± 0,103

0,000 ± 0,020

0,033 ± 0,003

0,018 ± 0,002

0,150 ± 0,002

Probe 2

99,00 ± 0,079

0,339 ± 0,058

0,290 ± 0,047

0,024 ± 0,003

0,001 ± 0,000

0,023 ± 0,001

Probe 3

96,20 ± 0,104

2,896 ± 0,092

0,000 ± 0,029

0,033 ± 0,003

0,017 ± 0,001

0,150 ± 0,002

Probe 4

96,36 ± 0,061

2,711 ± 0,057

0,004 ± 0,029

0,033 ± 0,003

0,017 ± 0,001

0,150 ± 0,002

 

 

 

Fe (%)

Ni (%)

Cu (%)

Zn (%)

Sn (%)

Pb (%)

Probe 1

0,428 ± 0,004

0,027 ± 0,001

0,050 ± 0,001

0,095 ± 0,000

0,015 ± 0,001

0,015 ± 0,001

Probe 2

0,184 ± 0,002

0,026 ± 0,000

0,001 ± 0,000

0,002 ± 0,000

0,010 ± 0,002

0,002 ± 0,000

Probe 3

0,432 ± 0,004

0,027 ± 0,001

0,051 ± 0,001

0,094 ± 0,000

0,014 ± 0,001

0,015 ± 0,000

Probe 4

0,418 ± 0,003

0,027 ± 0,000

0,050 ± 0,001

0,094 ± 0,001

0,015 ± 0,001

0,015 ± 0,000

Tab. 1: Analyse von vier Proben. Probe 2 hebt sich deutlich von den Proben 1, 3 und 4 ab. Für die meisten Elemente können auch kleine Spuren im Bereich von 100 ppm detektiert werden.

Eine Schwierigkeit bei der Analyse von Aluminium ist, dass Fluoreszenz-Strahlung leichter Elemente wie Magnesium, Aluminium und Silizium in Luft absorbiert wird. Die Lösung ist das FISCHERSCOPE® X-RAY XUV® 773 mit einer Vakuumkammer. Die WinFTM® Software ermöglicht zudem die Programmierung verschiedener Messeinstellungen innerhalb eines Messzyklus‘. Um z. B. leichte Elemente genau zu erfassen, wird eine andere Einstellung als für schwerere Elemente benötigt. Mit der sogenannten Mehrfachanregung kann die WinFTM® Informationen sammeln, die mit beiden Einstellungen gewonnen werden und analysiert so alle Legierungsbestandteile in einer einzigen Messung.

Das FISCHERSCOPE® X-RAY XUV® 773 kann für präzise und zuverlässige Materialanalysen von Aluminiumlegierungen verwendet werden und hilft somit, schon kleine Abweichungen in der Zusammensetzung zu erkennen, welche das Material unbrauchbar machen könnten. Kontaktieren Sie Ihren lokalen Fischer-Vertreter für weitere Informationen.

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