Was ist 5456-Aluminium?
5456 ist eine Knetlegierung aus Aluminium und Magnesium der 5xxx-Serie, bei der 4,7–5,5% Magnesium die Ausscheidungshärtung ersetzt, die sonst durch Wärmebehandlung erfolgen würde. Sie ist nicht aushärtbar, sodass jeder zusätzliche Megapascal aus Kaltverfestigung und Legierungsgehalt stammt und nicht aus einem Abschreck- und Auslagerungszyklus. Mangan erhöht die Zähigkeit und Chrom kontrolliert die Kornstruktur, was zusammen 5456 die höchste Festigkeit im Lieferzustand unter den üblicherweise vorrätigen 5xxx-Legierungen verleiht.
Dieser Magnesiumgehalt ist auch die Quelle der einzigen ernsthaften Einschränkung der Legierung. Oberhalb von etwa 3% Magnesium scheidet eine Al-Mg-Legierung, die über längere Zeiträume bei über etwa 65 °C gehalten wird, eine Beta-Phase entlang der Korngrenzen aus, und dieses Netzwerk ist anodisch gegenüber der umgebenden Matrix. Die Korrosion wandert dann entlang der Korngrenzen statt über die Oberfläche, weshalb hochmagnesiumhaltige Sorten eine spezifische Zustandsform — nicht nur eine spezifische Legierung — benötigen, um für den Marineservice als akzeptabel zu gelten.
5456 Chemische Zusammensetzung
Die unten aufgeführten Grenzwerte entsprechen ASTM B209 für Blech und Platte. Der Titanwert unterscheidet sich zwischen benachbarten Sorten: 5456 erlaubt max. 0,20, während 5056 nur max. 0,15 erlaubt, sodass die beiden nicht voneinander übernommen werden dürfen.
| Element | Zusammensetzung (% nach Gewicht) |
|---|---|
| Silizium (Si) | 0,25 max |
| Eisen (Fe) | 0,40 max. |
| Kupfer (Cu) | 0,10 max |
| Mangan (Mn) | 0.50–1.00 |
| Magnesium (Mg) | 4.7–5.5 |
| Chrom (Cr) | 0.05–0.20 |
| Zink (Zn) | 0,25 max |
| Titan (Ti) | 0,20 max. |
| Andere, jeweils | 0,05 max |
| Sonstige, insgesamt | 0,15 max |
| Aluminium (Al) | Bilanz |
Zwei Einträge verdienen Aufmerksamkeit auf einer Bestellung. Magnesium auf diesem Niveau ist das, was die Festigkeit liefert, die 5456 über 5083 stellt, sodass ein Zertifikat, das Magnesium nahe dem unteren Ende des Bereichs zeigt, die Frage aufwerfen sollte, wie viel des Festigkeitsvorteils erhalten bleibt. Kupfer ist auf 0,10% begrenzt, weil Kupfer direkt gegen die Meerwasserkorrosionsleistung wirkt.
5456 Mechanische Eigenschaften nach Zustand
Die unten aufgeführten typischen Werte stammen aus ASM- und Aluminum Association-Daten für Walzprodukte. Sie sind nützlich für Vergleiche und frühe Konstruktionsarbeiten, aber garantierte Werte folgen der anwendbaren Spezifikation und Dicke, und das Mühlenprüfzeugnis bestimmt, was tatsächlich geliefert wurde.
| Temperament | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) | Typische Härte (HB) |
|---|---|---|---|---|
| O (geglüht) | 310 | 159 | 24 | — |
| H111 | 310 | 180 | 14 | — |
| H112 | 310 | 166 | 22 | — |
| H116 / H321 | 350 | 255 | 12 | 90 |
Für alles, was durch ASTM B928 geregelt ist, ist das Code-Minimum die verbindliche Zahl, nicht der typische Wert:
| Temperament | Dickenbereich | Zugfestigkeit, min (MPa) | Streckgrenze, min (MPa) | Dehnung, min (%) |
|---|---|---|---|---|
| 5456-H116 / H321 | 3–40 mm | 315 | 230 | 10 |
| 5083-H116 / H321 | 3–50 mm | 275 | 215 | 10 |
| 5086-H116 / H321 | 3–50 mm | 240 | 195 | 10 |
Die Zeile, die hier am wichtigsten ist, ist die erste. Im Vergleich zu 5083-H116 liefert 5456-H116 etwa 40 MPa mehr Zugfestigkeit und etwa 15 MPa mehr Streckgrenze bei gleichem Code-Minimum, was den gesamten kommerziellen Grund für die Wahl gegenüber dem weitaus häufiger vorrätigen 5083 darstellt.
Warum H116 und H321 existieren: Die 65°C-Sensibilisierungsgrenze
Sensibilisierung ist der Versagensmodus, der bestimmt, wie 5456 spezifiziert werden darf. Oberhalb von etwa 3% Magnesium treibt längere Exposition im Bereich von 65 °C und darüber gelöstes Magnesium aus der festen Lösung in Beta-Phasen-Partikel entlang der Korngrenzen. Sobald diese Partikel ein zusammenhängendes Netzwerk bilden, wird die Legierung anfällig für interkristalline Korrosion, Schichtkorrosion und Spannungsrisskorrosion — all dies schreitet intern fort und wird bei Sichtprüfung leicht übersehen.
5456 kann hiervon nicht durch Wärmebehandlung ausgenommen werden. Es ist eine nicht aushärtbare Legierung, und es gibt keinen Auslagerungszyklus, der ein etabliertes Korngrenzennetzwerk auflöst. Sobald eine Sensibilisierung eingetreten ist, ist der Zustand dauerhaft.
H116 und H321 existieren speziell, um diesen Mechanismus zu verzögern. Beide sind kaltverfestigte Zustände, die eine stabilisierende Wärmebehandlung erhalten, welche etwaige Beta-Phasen-Partikel in eine feine, dispergierte Verteilung innerhalb der Körner treibt statt in einen kontinuierlichen Film zwischen ihnen. ASTM B928 verifiziert dann das Ergebnis: H116- und H321-Platten müssen einen Schichtkorrosionstest mit einer Bewertung nicht schlechter als PB und eine interkristalline Korrosions-Masseverlustgrenze von 15 mg/cm² bestehen.
| Zustand | Praktisch bedeutet das | Typische Angebotssprache |
|---|---|---|
| H116 | Kaltverfestigt, stabilisiert zur Erfüllung der B928-Schicht- und Interkristallinitätsgrenzen | Spezifiziert, wo Klassifikationsgesellschaftsgenehmigung erforderlich ist |
| H321 | Kaltverfestigt und stabilisiert mit einem kontrollierten Kaltverformungsschritt | Spezifiziert für geschweißte Struktur mit definierten mechanischen Mindestwerten |
| H112 | Leicht kaltverfestigt aus dem Walzprozess, keine Korrosionsqualifikation | Akzeptabel für allgemeine Struktur, nicht für Meerwasserkontakt allein |
| O | Vollständig geglüht, maximale Umformbarkeit | Verwendet für starke Umformung, üblicherweise gefolgt von Schweißen |
Die praktische Regel ist einfach: Wenn das Teil Meerwasser ausgesetzt ist und jahrelang an Ort und Stelle bleibt, muss die Zustandszeile H116 oder H321 lauten. Ein Angebot, das H112 für dasselbe Teil anbietet, ist billiger, weil es keine Korrosionsqualifikation trägt, nicht weil das Metall anders wäre.
5456 Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Typischer Wert |
|---|---|
| Dichte | 2,66 g/cm³ |
| Schmelzbereich | 570–638 °C |
| Wärmeleitfähigkeit | 117–127 W/m·K |
| Elektrische Leitfähigkeit | 28,5–29,5% IACS |
| Elastischer Modul | 69–74 GPa |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 23.9 × 10-⁶ /°C |
| Magnetische Reaktion | Nichtmagnetisch |
Diese beiden Leitfähigkeitswerte sind niedriger, als die meisten Konstrukteure erwarten, und sie folgen direkt aus dem Magnesiumgehalt. Jedes Prozent Magnesium in fester Lösung streut Elektronen und Phononen, sodass 5456 bei etwa 29% IACS und 120 W/m·K deutlich unter 5052 bei etwa 35% IACS und 138 W/m·K liegt. Jede Anwendung, die das Teil als Leiter oder Wärmeverteiler nutzt, arbeitet gegen die Chemie.
Korrosionsbeständigkeit und Marineservice
In Meerwasser und Meeresatmosphären schneidet 5456 gut ab — vorausgesetzt, der Zustand trägt seine Korrosionsqualifikation. Der sich spontan bildende Oxidfilm wird durch den Magnesium- und Chromgehalt stabilisiert, was den Chloridangriff verlangsamt und Lochfraß flach hält. In der Praxis übersetzt sich dies in geringeren Trockendock-Wartungsaufwand im Vergleich zu lackiertem Stahl und eine lange Betriebsbilanz bei Rumpfbeplattung.
Drei Bedingungen ändern dieses Bild:
- Anhaltende Temperatur über etwa 65 °C. Maschinenraumstrukturen, beheizte Tanks und abgasnahe Armaturen sind die klassischen Ausfälle. Entweder das Teil von der Wärmequelle entfernen oder auf 5454 umsteigen, dessen niedrigerer Magnesiumgehalt es außerhalb des Sensibilisierungsbereichs hält.
- Dicke Querschnitte unter anhaltender Zugspannung. Dicke Platten halten nach dem Schweißen mehr Rückhaltespannung, und SCC benötigt sowohl einen anfälligen Pfad als auch Spannung. Dickere Querschnitte bei 5456 verdienen eine ausdrückliche ingenieurtechnische Überprüfung.
- Kontakt mit unterschiedlichen Metallen. Aluminium ist anodisch gegenüber Kupfer, Messing und Edelstahl. Isolierung und Drainage müssen eingeplant werden, nicht im Betrieb entdeckt werden.
Arbeiten mit 5456: Umformen, Schweißen und Bearbeiten
Schweißen. 5456 lässt sich gut durch MIG und TIG schweißen, aber die Konstruktion darf nicht mit den Eigenschaften des Grundwerkstoffs rechnen. Da die Legierung nicht aushärtbar ist, wird die wärmebeeinflusste Zone in Richtung des O-Zustands geglüht und verbleibt dort — keine Nachbehandlung nach dem Schweißen stellt sie wieder her. Die Schweißguteigenschaften einer ER5556-Abscheidung auf 5083 oder 5456 Grundplatte liegen bei etwa 280–310 MPa Zugfestigkeit und 130–165 MPa Streckgrenze, gegenüber 255 MPa Streckgrenze für H116 Grundwerkstoff. Das ist ein Rückgang der Streckgrenze von etwa 35–45% in der Nähe der Naht, und AWS D1.2 zulässige Spannungen berücksichtigen dies bereits, daher sollte man auf den geglühten HAZ-Wert auslegen und nicht auf den gekauften Zustand.
| Füllstoff | Magnesiumgehalt | Wann es passt | Worauf zu achten ist |
|---|---|---|---|
| ER5556 | ~5.0% | Standard für 5456 — entspricht der Grundlegierung und bietet die beste Korrosionsleistung | Begrenzte Verfügbarkeit außerhalb mariner Lieferketten |
| ER5183 | ~4.8% | Wo maximale Festigkeit im geschweißten Zustand an der Naht entscheidend ist | Gegen das genehmigte Verfahren abgleichen |
| ER5356 | ~4.5% | Allgemeine 5xxx-Fertigung, weit verbreitet auf Lager | Nicht bevorzugt für Dauerbetrieb über etwa 65 °C |
| ER4043 | Siliziumhaltig | Bei 5456 vermeiden | Silizium verbindet sich mit Magnesium zu sprödem Mg₂Si und die Schweißnaht anodisiert schwarz |
Umformen. Die Umformbarkeit folgt dem Zustand. O und H111 eignen sich für starkes Biegen und Tiefziehen; H116 und H321 nehmen mäßige Umformung an, aber Biegeradien müssen im Vergleich zu dem, was eine an 5052 gewöhnte Werkstatt erwartet, aufgeweitet werden. Kaltumformen von H321-Platte bis zur Verfestigung und anschließender Einsatz lädt sowohl zu Rissen als auch zu höheren Eigenspannungen ein, was direkt in den oben genannten SCC-Mechanismus mündet.
Zerspanung. 5456 lässt sich akzeptabel zerspanen, ist aber gummiartiger als die aushärtbaren Legierungen, daher sind Späneabfuhr und scharfes Werkzeug wichtiger als Spindelleistung. Die Spanlenkung verbessert sich mit größeren Spanwinkeln und positiver Schneidengeometrie.
Oberflächenbehandlung. Wie alle 5xxx-Legierungen anodisiert 5456 zu einem gedämpften Grau statt zu einer glänzenden Oberfläche, und es lässt sich farblich nicht an eine 6063-Extrusion angleichen. Wenn das Aussehen ein Kriterium ist, sollte diese Anforderung vor der Auftragserteilung spezifiziert werden, anstatt sie bei der Montage zu entdecken.
5456 vs. 5083 vs. 5086 vs. 5052: Wie man wählt
| Legierung und Zustand | Zugfestigkeit, min. (MPa) | Streckgrenze, min. (MPa) | Magnesium (%) | Wo es überzeugt |
|---|---|---|---|---|
| 5456-H116 | 315 | 230 | 4.7–5.5 | Höchste Festigkeit der Gruppe bei Meerwasserkontakt |
| 5083-H116 | 275 | 215 | 4.0–4.9 | Breiteste Verfügbarkeit, am besten dokumentierte marine Einsatzgeschichte |
| 5086-H116 | 240 | 195 | 3.5–4.5 | Gute marine Leistung bei niedrigeren Kosten und besserer Umformbarkeit |
| 5052-H32 | 215 | 160 | 2.2–2.8 | Umformintensive Blecharbeiten, keine Sensibilisierungsgrenze |
Liest man die Magnesiumspalte von oben nach unten, erklärt das fast alles über das Verhalten dieser vier. Mehr Magnesium erkauft Festigkeit und kostet Temperaturfähigkeit: Die beiden magnesiumreichen Sorten tragen die 65 °C-Beschränkung, während 5052 mit 2,2–2,8% sie nicht hat. Die Verfügbarkeit verläuft umgekehrt — 5083 ist fast überall auf Lager, und 5456 ist bei vielen Service-Centern eine Sonderbestellung, was sich sowohl im Preis als auch in der Lieferzeit widerspiegelt.
Go/No-Go: Wann 5456 spezifiziert werden sollte
Die folgenden Einträge beantworten, ob die Legierung verwendet werden sollte. Anwendungen werden im nächsten Abschnitt separat behandelt — dieser Abschnitt behandelt die Entscheidung, jener die Einsatzorte.
Go — 5456 passt, wenn:
- Die Konstruktion mehr Festigkeit benötigt als 5083-H116 bietet und die Dicke nicht erhöht werden kann, um dies auszugleichen
- Die Struktur geschweißt ist, in Meerwasserkontakt bleibt und die Spezifikation H116 oder H321 mit B928-Prüfergebnissen verlangen kann
- Schlagfestigkeit und Zähigkeit bei niedriger Temperatur wichtig sind, einschließlich kryogener und Offshore-Anwendungen
- Das thermische Wachstum bei dynamischer Belastung anhand eines dokumentierten Ausdehnungskoeffizienten vorhersehbar bleiben muss
No-Go — wählen Sie etwas anderes, wenn:
- Die kontinuierliche Metalltemperatur etwa 65 °C überschreiten kann — wechseln Sie stattdessen zu 5454
- Lieferzeit und Lagerverfügbarkeit die Entscheidung dominieren — 5083 ist die sicherere Lieferkette
- Das Teil eine glänzende oder farblich angeglichene anodisierte Oberfläche benötigt — verwenden Sie 6xxx
- Umformung gegenüber Festigkeit dominiert — 5052 oder 5086 kosten weniger und lassen sich leichter umformen
- Das Projekt Festigkeit erfordert, die nur eine Wärmebehandlung liefert — wechseln Sie zu einer aushärtbaren Serie
Wo 5456 verwendet wird
Marine- und Schiffbau. Rumpfbeplattung, Decks, Schotten und Aufbauten auf Patrouillenbooten, Arbeitsschiffen und Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen sind die Kernanwendungsgruppe. 5456 verdient seinen Platz, wo Gewichtsreduzierung den Aufpreis wert ist, da der Festigkeitsvorsprung gegenüber 5083 es einem Rumpfkonstrukteur ermöglicht, Dicke zu reduzieren statt hinzuzufügen.
Verteidigungs- und Schutzstrukturen. Panzerplatten für Militärfahrzeuge, militärische Brückenkomponenten und explosionsbeständige Baugruppen verwenden 5456 für Energieabsorption in Kombination mit ballistischer Leistung. MIL-DTL-46027 ist eine Spezifikation, die diesen Bereich abdeckt, und sie trägt eigene Zustands- und Prüfanforderungen über die kommerziellen Normen hinaus.
Druckbehälter und schwere geschweißte Konstruktionen. 5456 erscheint in Lagertanks, Druckbehältern und großen Transportrahmen, wo die Integrität der Schweißverbindung die Konstruktion bestimmt. Der Nahtwirkungsgrad muss stets aus den geglühten HAZ-Eigenschaften berechnet werden, nicht aus den H116-Grundwerkstoffwerten.
Kryogene und Offshore-Anwendungen. Anders als Kohlenstoffstahl erleiden 5xxx-Legierungen keinen Übergang von duktil zu spröde bei fallender Temperatur, und sowohl Festigkeit als auch Dehnung verbessern sich. Das macht 5456 nutzbar für kryogene Tanks und für Offshore-Strukturen in kalten Klimazonen.
Vor- und Nachteile im Überblick
| Abmessung | Vorteil | Begrenzung |
|---|---|---|
| Stärke | Höchste Festigkeit im gefertigten Zustand der gängigen 5xxx-Legierungen | No heat-treat route exists to raise it further |
| Korrosion | Excellent seawater performance with H116/H321 qualification | Requires that temper; H112 carries no corrosion qualification |
| Temperatur | Stable in cold service, including cryogenic | Unusable above roughly 65 °C because of sensitization |
| Schweißeignung | Welds cleanly by MIG and TIG with matching filler | HAZ anneals to O condition with ~35–45% yield loss, permanent |
| Verfügbarkeit | Supplied by marine-focused mills and stockists | Thinner supply chain and longer lead times than 5083 |
| Kosten | Justifies itself where strength removes thickness | Higher per-kilo price and often a customs temper requirement |
| Verformbarkeit | Workable in O and H111 | H116/H321 need wide bend radii and careful cold work |
| Erscheinungsbild | Acceptable with paint or coating | Anodizes grey, will not bright-match 6063 |
Sourcing 5456: What to Specify
A 5456 enquiry that carries the following items will come back priced correctly the first time. One that does not will return a cheaper quote for material that will not pass inspection:
| Specification Item | What to State | Why It Changes the Quote |
|---|---|---|
| Temperament | H116 or H321 for anything touching seawater | Corrosion-tested plate costs more than H112 |
| Standard | ASTM B928 for marine, B209 for general product form | Each carries different test requirements |
| Thickness range | Relevant ranges change mechanical minimums | Minimums drop as thickness increases |
| Exfoliation / IGC test | Required if the part is contact seawater | B928 requires ≤PB and ≤15 mg/cm² |
| certificates | MTC required; SGS testing if specified by the project | Traceability is part of the deliverable |
| Form and size | Plate, sheet, bar, tube, or profile with dimensions | Determines mill routing and lead time |
Linsy supplies 5456 in plate, sheet, bar, tube, and extruded profiles, most commonly in O, H111, H112, H116, and H321 temper. Typical plate-range supply runs from 6 mm up to 120 mm thick, with sheet and coil down to about 0.5 mm; other sizes can be discussed against the order specification. Every shipment leaves with a mill test certificate documenting composition and mechanical properties, and third-party SGS reports — including chemical, mechanical, ultrasonic, and dimensional — can be arranged on request. Production runs under ISO 9001, ISO 14001, and ISO 45001 systems.
Custom sizes for non-stock items typically run 10–60 days depending on alloy, dimensions, processing, and order complexity, and low-MOQ custom production is available. In-house support covers CNC machining, MIG and TIG welding, laser cutting, and surface finishing including anodizing and polishing.
Schlussfolgerung
5456 buys roughly 40 MPa of additional strength over 5083-H116 at the same code minimum, and it charges for that with two hard conditions: the temper must be H116 or H321 for anything touching seawater, and the structure must stay below about 65 °C or move to 5454. Those two rules are where 5456 projects go wrong, and neither appears in a datasheet handed over at quotation stage.
Linsy Aluminum works with exactly that boundary. We supply 5456 across plate, sheet, bar, tube, and profiles in O, H111, H112, H116, and H321, with the mill test certificate issued for every order and optional SGS reports where a project requires third-party verification. If there is any doubt about whether the service temperature or the temper is right for a design, send the drawing and the operating conditions — we will confirm which specification actually needs to appear on the purchase order before it is placed.
Häufig gestellte Fragen
Is 5456 stronger than 5083?
Yes, by a useful margin at the code minimum. ASTM B928 sets 5456-H116 at 315 MPa tensile and 230 MPa yield against 275 MPa and 215 MPa for 5083-H116, so the difference is about 40 MPa tensile and 15 MPa yield in the same thickness range. The trade-off is supply: 5083 is stocked far more widely, and its marine service record is documented across more vessels.
Why is 65 °C the stated limit for 5456?
Above about 3% magnesium, extended exposure around 65 °C and above pulls dissolved magnesium out of solution and precipitates beta phase along grain boundaries. That creates an anodic path between grains, opening the door to intergranular corrosion, exfoliation, and stress corrosion cracking. Because 5456 cannot be heat treated, the condition cannot be reversed once it develops. Parts near engines, heated tanks, or exhaust runs are the usual offenders, and 5454 is the standard substitute in those zones.
Which temper should be specified for a seawater-facing hull plate?
H116 or H321, stated with ASTM B928. Both receive a stabilising treatment that disperses beta-phase particles inside the grains rather than letting them form a continuous film at the boundaries, and B928 verifies the outcome with an exfoliation test at PB or better and an intergranular mass-loss limit of 15 mg/cm². H112 sits outside that qualification and is not a substitute in saltwater contact.
What happens to strength after welding 5456?
The heat-affected zone anneals back toward the O condition and stays there, since no post-weld heat treatment restores strain hardening. An ER5556 deposit on 5456 base plate typically gives 280–310 MPa tensile and 130–165 MPa yield, against about 255 MPa yield for H116 parent metal — a 35–45% reduction near the weld. AWS D1.2 allowable stresses already assume this, so joints must be designed to annealed HAZ values rather than the specified temper.
Can 5456 be anodized?
Yes, but it does not produce the finish most people expect. Like all 5xxx alloys it anodizes to a muted grey rather than a bright surface, and it will not colour-match a 6063 extrusion. Where appearance matters, that needs to be agreed before ordering, or captured through paint and coating instead.
