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Duraluminiumstruktur_eines_Zeppelin.jpg Duraluminium, vorher Duralumin genannt, (auch kurz Dural) ist eine Aluminium-Legierung, die vor allem durch ihre Anwendung in der Luftfahrt bekannt ist.
Entwicklung
Es wurde 1906 von Dr. Alfred Wilm in seinem Laboratorium entwickelt. Der Name stammt aus dem Lateinischen (durus=hart). Seine Legierung Al+3,5-5,5%Cu+Mg,Mn wurde zum Patent angemeldet. Er bedeutet also "hartes Aluminium". Die Besonderheit des Duraluminium ist die erstmalige Anwendung der Ausscheidungshärtung bei Aluminiumlegierungen. Die Entdeckung der Härtbarkeit von bestimmten Aluminiumlegierungen erfolgte dabei eher zufällig. Alfred Wilm versuchte, in der Stahlherstellung gebräuchliche Verfahren auf Aluminiumlegierungen anzuwenden. Erst als er die Aluminiumproben einige Tage liegen ließ und danach Versuche anstellte, zeigte sich das erhoffte Resultat. Das Material wurde daraufhin ab 1909 von den Dürener Metallwerken erstmals hergestellt.
Anwendung
Bereits 1911 fand es großtechnische Anwendung für das Traggerüst des britischen Luftschiffs HMA No. 1 "Mayfly". Ab 1914 wurde Duraluminium auch für den deutschen Zeppelinbau (erstmals LZ 26 / Z XII) eingesetzt. 1929 wurde ein Ganzmetall-Luftschiff, das amerikanische ZMC-2, vollständig, das heißt inklusive einer Blech-Gashülle aus Duraluminium gefertigt.
Eigenschaften/Herstellung/Verarbeitung
Duraluminium besteht aus etwa 93 bis 95 Prozent reinem Aluminium mit Zusätzen 3,5-5,5 Prozent Kupfer, sowie geringen Beigaben von Magnesium, Mangan und Silizium. Die Legierung wird auch heute noch fast unverändert in der Luftfahrt verwendet, weil noch leichtere Magnesiumlegierungen immer noch Korrosionsprobleme zeigen.
Gegenüber reinem Aluminium hat Duraluminium nur eine geringfügig größere Dichte (2,7 g/cm³ zu etwa 2,75g/cm³ bis 2,87 g/cm³). Die Zugfestigkeit beträgt jedoch 850 N/mm² (85 kp/mm²) und damit etwa dem 11-fachen von reinem Aluminium, das nur etwa 80 N/mm² (8 kp/mm²) aufweist. Auch die technisch so wichtige Streckgrenze liegt bei über 250 N/mm² (25 kg/mm²) gegenüber 30 N/mm² 3 kp/mm² bei reinem Aluminium. Ähnlich verhält es sich bei der Brinellhärte, wo ein Wert von etwa 800N/mm² (80 kp/mm²) gegenüber 220 N/mm² (22 kp/mm²) erreicht wird. Ein weiterer wichtiger Punkt war, dass Duraluminium durch Alterung an seiner Festigkeit nichts einbüßte.
Diese außergewöhnlichen Parameter haben ihre Grundlage darin, dass der Kupferanteil bei 500°C, also in der Schmelze, vom Aluminium vollständig aufgelöst werden kann. Bei Raumtemperatur beträgt dieser Anteil nur 0,5%. Das außerordentlich harte CuAl2 bildet sich nur langsam. Diese intermetallische Verbindung sorgt aber letztlich dafür, dass sich Gefügeänderungen in der Legierung kaum ausbreiten können.
Durch das Aushärten erreicht Duraluminium also fast die Festigkeit von Stahl. Dadurch erst wurde der Ersatz von Stahl durch eine Aluminiumlegierung in der Luftfahrt überhaupt sinnvoll. Frühere in der Luftfahrt eingesetzte Legierungen (wie die Zink-Aluminium-Legierungen) waren korrosionsanfällig und erreichten bei weitem nicht die Werkstoffparameter wie Duraluminium. Neben den Luftschiffbauern wurde auch Hugo Junkers angeregt, Duraluminium bei der Junkers J7 einzusetzen. Mit dem Ganzmetalleindecker Junkers F 13 gelang der Einzug des Materials in die zivile Luftfahrt.
Duraluminium ist ein eingetragenes Warenzeichen der Dürener Metallwerke. Avional, Hiduminium und andere Namen sind ähnliche Legierungen, die ebenfalls Verwendung in der Luftfahrt fanden.
Weitere Informationen siehe auch Stichwort Aluminium
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"Duraluminium"