Das Wissen über Aluminium ist im letzten Jahrzehnt - dank des gestiegenen Interesses der Automobil- und Luftfahrtindustrie an diesem Leichtbauwerkstoff - enorm gewachsen. Neue Legierungen und differenziertere Behandlungsprozesse erweitern das Verarbeitungs- und Anwendungsspektrum.

Werkstoffgerechte Konstruktion und wirtschaftliche Verarbeitung setzen gründliche Kenntnisse der besonderen Gebrauchseigenschaften voraus. Ziel des Buches ist es, detaillierte Zusammenhänge zwischen Werkstoffwahl, Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften zu vermitteln, um das erweiterte Anwendungspotenzial innovativ nutzen zu können.

Die nach fast 10 Jahren erscheinende, völlig neubearbeitete 2. Auflage enthält aktuelle Informationen über Legierungsentwicklungen, Werkstoffdaten und Normen. Das Werk eignet sich wegen seiner Stoff- und Datenfülle sowie zahlreicher Literaturquellen gleichermaßen als Lehrbuch und Nachschlagewerk für Ingenieure in der Forschung, Entwicklung und industriellen Praxis.

Professor Dr.-Ing. Friedrich Ostermann studierte Maschinenbau/Fertigungstechnik an der RWTH Aachen und war Postgraduate am Department of Engineering der University of Cincinnati, Ohio. 1966 promovierte er an der RWTH Aachen, Fakultät Maschinenbau. 1961 bis 1970 forschte er auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrtwerkstoffe am Air Force Materials Laboratory, Dayton, Ohio. Nach einem Sabbatical am Massachusetts Institute of Technology bei Prof. N.J. Grant war er 1971 bis 1987 bei der Vereinigte Aluminium-Werke AG in Bonn in der Werkstoffforschung und Anwendungsentwicklung tätig. Von 1988 bis 1994 war Professor Ostermann Mitglied des Vorstands der Aluminium-Zentrale e.V. in Düsseldorf. Seit 1993 lehrt er an der Universität Paderborn, Fakultät Maschinenbau, das Fach 'Leichtbauwerkstoffe'. Für sein Engagement in der Lehre und Forschungsförderung verlieh ihm die Universität Paderborn eine Honorarprofessur. Sein Büro Aluminium-Technologie-Service, Meckenheim, unterstützt Unternehmen bei der Aluminiumanwendung.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort zur 2. Auflage	5
Inhalt	8
Tabellenverzeichnis	15
1 Einführung	19
1.1 Der Wettbewerb der Werkstoffe in den Märkten	19
1.2 Innovationsgrundlagen	21
2 Märkte und Anwendungen	27
2.1 Aluminium im Automobilbau	28
2.2 Aluminium im Nutzfahrzeugbau	59
2.3 Aluminium im Schienenfahrzeugbau	64
2.4 Aluminium im Schiffbau	76
2.5 Aluminium im Flugzeugbau	79
2.6 Architektur und Ingenieurbau	85
2.7 Sonstige Anwendungsmärkte	90
3 Legierungsaufbau, Wärmebehandlung, Normen	96
3.1 Gefügebausteine der Aluminiumwerkstoffe	97
3.2 Aufbau und Wärmebehandlung der Knetwerkstoffe	129
3.3 Legierungsaufbau und Wärmebehandlung von Gußlegierungen	202
3.4 Einführung in die Normen über Aluminiumlegierungen	226
4 Physikalische Eigenschaften	238
4.1 Physikalischen Eigenschaften des Aluminiums	238
4.2 Physikalische Eigenschaften von Aluminiumoxid	242
5 Korrosionsverhalten von Aluminium	244
5.1 Allgemeine Grundlagen	244
5.2 Oxidschicht und Korrosionsmechanismus des Aluminiums	249
5.3 Einfluß der Legierungselemente	259
5.4 Erscheinungsformen der Korrosion bei Aluminium und seinen Legierungen	263
5.5 Beispiele für korrosionsgerechtes Konstruieren	289
6 Mechanische Eigenschaften	296
6.1 Statische mechanische Kennwerte	297
6.2 Fließkurve, Verfestigung, Anisotropie, Verformbarkeit	303
6.3 Bruchvorgang und Bruchverhalten	315
6.4 Schwingfestigkeitsverhalten von Aluminium-werkstoffen	335
6.5 Einfluß hoher Dehngeschwindigkeit	385
6.6 Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturen	393
6.7 Einfluß des Spannungszustands	405
7 Gießverfahren	416
7.1 Stranggießverfahren	416
7.2 Formgießverfahren	419
7.3 Vergleich der Formgießverfahren	436
8 Walzen	439
8.1 Walzprozeß	439
8.2 Qualitätsmerkmale von Warm- und Kaltwalzblechen	441
8.3 Oberflächenbeschichtete Walzfabrikate	446
8.4 Verbundhalbzeuge	448
9 Strangpressen	451
9.1 Strangpreßverfahren	452
9.2 Grundformen von Profilen und Werkzeugen	455
9.3 Strangpreßbarkeit von Aluminiumlegierungen	456
9.4 Prozeßkette im Strangpreßwerk	460
9.5 Strangpreßgerechte Profil- und Werkzeuggestaltung	462
9.6 Gestalten von Strangpreßprofilen	466
9.7 Sonderverfahren des Strangpressens von Aluminium	471
10 Schmieden von Aluminium	474
10.1 Prozeß des Gesenkschmiedens	475
10.2 Schmiedegesenke	477
10.3 Stofffluß und Faserverlauf	479
10.4 Schmiedelegierungen, Vormaterial, Gefüge und Arbeitsablauf	482
10.5 Gestalten von Schmiedeteilen	488
11 Kaltfließpressen von Aluminium	490
11.1 Charakteristische Merkmale von Kaltfließpreßteilen	490
11.2 Aluminium für technische Fließpreßteile	492
11.3 Fließpreßverfahren	499
12 Aluminiumblechumformung	505
12.1 Werkstoffeigenschaften für die Blechumformung	506
12.2 Tribologisches Verhalten	530
12.3 Scherschneiden	539
13 Sondergebiete der Umformtechnik	549
13.1 Weiterverarbeitung von Profilen und Rohren	549
13.2 Halbwarmumformen	561
13.3 Superplastische Umformung	563
14 Spanende Formgebung von Aluminium	569
14.1 Spanbildung	570
14.2 Spanformen bei Aluminiumwerkstoffen	573
14.3 Aluminiumwerkstoffe für Zerspanungszwecke	575
14.4 Zerspanbarkeit	578
14.5 Werkzeugverschleiß	579
14.6 Schneidwerkstoffe für die Aluminiumzerspanung	582
14.7 Kühlschmierstoffe	584
14.8 Oberflächen spanend bearbeiteter Al-Werkstoffe	586
14.9 Funkenerosive Bearbeitung	587
15 Oberflächenbehandlung	590
15.1 Reinigungsprozeß	592
15.2 Vorbehandlung	595
15.3 Beschichtungen	596
16 Schmelzschweißen von Aluminium	604
16.1 Schweißeignung der Aluminiumwerkstoffe	605
16.2 Eigenschaften von Aluminiumschweißverbindungen	615
16.3 Schmelzschweißverfahren für Aluminium	620
16.4 Schweißimperfektionen	634
17 Widerstandsschweißen	637
17.1 Widerstandspunktschweißen (WPS)	637
17.2 Buckelschweißen	648
18 Mechanisches Fügen	651
18.1 Merkmale mechanischer Fügetechniken	651
18.2 Durchsetzfügen	654
18.3 Nieten	658
18.4 Schraubverbindungen	664
18.5 Festigkeitseigenschaften mechanisch gefügter Verbindungen	667
19 Sonderverfahren der Fügetechnik	671
19.1 Rührreibschweißen (Friction Stir Welding / FSW)	671
19.2 Reibschweißen	676
19.3 Explosivschweißen	680
19.4 Hartlöten	681
20 Einführung in das Konstruieren mit Aluminium	688
20.1 Gestaltungsgrundsätze	688
20.2 Elastizitätsmodul und Leichtbau	691
20.3 Schweißkonstruktionen	697
21 Sonderwerkstoffe	727
21.1 Aluminiumpulvermetallurgie	727
21.2 Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe	735
21.3 Aluminiumschaumwerkstoffe	741
22 Gewinnung, Recycling, Ökologie	746
22.1 Primäraluminium	746
22.2 Sekundäraluminium	751
22.3 Versorgungslage in Deutschland	754
22.4 Ökologische Betrachtungen	755
Anhang	761
Literatur	829
Sachverzeichnis	879