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[[Datei:Duraluminiumstruktur eines Zeppelin.jpg|mini|Genietete und verspannte Duraluminiumstruktur]]

'''Duralumin(ium)''', kurz Dural, ist eine [[Aluminiumlegierung]], die besonders im Vergleich mit Reinaluminium durch die erzielte hohe [[Festigkeit]] und [[Härte]] ein neues Zeitalter für [[Aluminium]] eröffnete.

== Entwicklung ==
1906 entwickelte [[Alfred Wilm]] im Rahmen von Untersuchungen zur Festigkeitssteigerung von Aluminiumlegierungen die erste ausschließliche [[Knetlegierung]]. Seine Entdeckung war, die Härte der Legierung dadurch zu steigern, dass man die in der Stahlherstellung gebräuchlichen Verfahren zur Festigkeitssteigerung auf eine Aluminiumlegierung übertrug. Es wurde zufällig festgestellt, dass Legierungsproben, die man nach dem Abschrecken noch einige Tage liegen ließ, tatsächlich eine erhöhte Festigkeit aufwiesen. Das zugrundeliegende Prinzip bezeichnet man als [[Ausscheidungshärtung]].

Das neue Material wurde ab 1909 von den [[Dürener Metallwerke]]n hergestellt und der Name Duralumin nebst einigen ähnlichen (DURAL) als eingetragene [[Warenzeichen]] geschützt. Wilms Legierung aus Aluminium, 3,5 bis 5,5 Prozent [[Kupfer]], 0,5 bis 0,8 Prozent [[Magnesium]] und 0,6 Prozent [[Mangan]] sowie bis zu 1 Prozent [[Silizium]] und 1,2 Prozent [[Eisen]] wurde auch zum Patent angemeldet. Der Name wurde abgeleitet vom [[Lateinische Sprache|lateinischen]] ''durus'' für „hart“ (oder besser: „ausdauernd“ im Sinne von beständig, widerstandsfähig), wobei in der Literatur gelegentlich auch ein Zusammenhang zum Arbeitsort [[Düren]] beschrieben wird, sowie vom Hauptbestandteil der Legierung [[Aluminium]]. Inzwischen gibt es zahlreiche vergleichbare Legierungen, die den Herstellernamen in die Legierungsbezeichnung eingefügt haben.

== Materialeigenschaften ==
Duraluminium gehört zu den Aluminiumlegierungen der Gruppe [[AlCuMg]] ([[Werkstoffnummer]] 2000 bis 2999) und wird vor allem kaltausgehärtet verwendet. Es ist nicht sehr korrosionsbeständig, nur bedingt anodisierbar und schweißbar.<ref>J. Gobrecht: ''Werkstofftechnik – Metalle''. ISBN 978-3-486-57903-1.</ref> Heute wird der Name Duraluminium vorwiegend zu lexikalischer Definition verwendet. Ähnliche Legierungen werden indessen weiterhin in der [[Luftfahrt]] verwendet.

Gegenüber reinem Aluminium hat Duraluminium eine geringfügig größere Dichte. Die [[Zugfestigkeit]] beträgt jedoch zwischen 180 und 450 N/mm² (laut anderer Quelle bis zu 800 N/mm²<ref name="nasser" />) und damit bis zu dem zehnfachen von reinem Aluminium, das nur etwa 80 N/mm² aufweist.<ref name="LexLuft">Niels Klußmann, Arnim Malik: ''Lexikon der Luftfahrt''. ISBN 978-3-540-49095-1.</ref> Auch die technisch sehr wichtige [[Dehngrenze]] liegt bei über 250 N/mm² gegenüber 30 N/mm² bei reinem Aluminium.<ref name="LexLuft" /> Ähnlich verhält es sich bei der [[Brinellhärte]], wo ein HB-Wert von etwa 125 gegenüber 22 bei Reinaluminium erreicht wird.<ref name="LexLuft" /> Die Bruchdehnung wird mit 22 Prozent als dreifach höherer Wert gegenüber 7 Prozent bei Reinaluminium angegeben. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass Duraluminium durch [[Alterung (Chemie)|Alterung]] an seiner Festigkeit nichts einbüßt.<ref name="nasser" />

Die Grundlage für die Härtung gegenüber Reinaluminium liegt darin, dass nach schneller Abkühlung der Legierung nach einiger Zeit eine bei der Abschreckung zunächst unterdrückte Ausscheidung einer Zweitphase (der [[Intermetallische Verbindung|intermetallischen Verbindung]] CuAl2) im Grundgefüge der Legierung stattfindet, ein Vorgang, der eine deutliche Festigkeitssteigerung zur Folge hat. Diese Ausscheidung der festigkeitssteigernden Zweitphase kann bei sowohl Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen erfolgen („Kaltauslagern“ – „Warmauslagern“) und erreicht ihr Optimum nach zwei Tagen.

Das Härten von Aluminiumlegierungen hat ansonsten nichts mit den bei der Stahlhärtung stattfindenden Prozessen zu tun. Dort ''sinkt'' die Festigkeit nach einer Wiedererwärmung des abgeschreckten Stahls, bei den Al-Legierungen steigt sie an.<ref name="nasser">Nasser Kanani: ''Werkstoffkunde für Oberflächentechniker und Galvaniseure''. ISBN 978-3-446-40741-1.</ref>

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+ Vergleichstabelle Materialwerte
|-
! Material !! [[Dichte]] in kg/dm³ !! [[E-Modul]] in N/mm² !! [[Zugfestigkeit]] in N/mm² !! [[Bruchdehnung]] in % !! [[Brinellhärte]] HB
|-
|style="text-align:left"| Dural AlCu4Mg1
| 2,75–2,87 || {{0}}73.000 || {{0}}420–{{0}}500 || < 22 || 115–135
|-
|style="text-align:left"| Reinaluminium Al99,5
| {{0|0,00–}}2,7{{0}} || {{0}}70.000 || {{0|00}}75–{{0}}110 || < {{0}}7 || {{0}}22–{{0}}35
|-
|style="text-align:left"| Unlegierter Stahl (S355)
| {{0|0,00–}}7,9{{0}} || 200.000 || {{0|0000-0}}510 || {{0|< }}19 || 120–140
|-
|style="text-align:left"| Chrom-Nickel-Stahl
| {{0|0,00–}}7,9{{0}} || 200.000 || {{0}}500–{{0}}750 || {{0|< }}40 || 130–190
|-
|style="text-align:left"| 54SiCr6<ref name="dew">[https://www.dew-stahl.com/fileadmin/files/dew-stahl.com/documents/Publikationen/Werkstoffdatenblaetter/Baustahl/1.7102_de.pdf 1.7102. 54SiCr6. Cr-Si-legierter Federstahl] (PDF; 1,1 MB).</ref> ([[Federstahl]]) || {{0|0,00–}}7,46 || 210.000 || 1450–1750 || {{0|<0 }}6 || 230–280
|}

Durch das Aushärten erreicht Duraluminium also fast die Festigkeit weicher [[Stahl|Stähle]]. Der gegenüber Reinaluminium höheren Anfälligkeit für [[Korrosion]] begegnet man durch eine [[Plattieren|Plattierung]] mit Reinaluminium, [[Eloxieren]] oder [[Lackierung]].<ref>Wolfgang Bergmann: ''Werkstofftechnik'', Teil 2. ISBN 978-3-446-41711-3.</ref>

== Anwendungen ==

Durch die verbesserten Materialeigenschaften wurde der Ersatz von Stahl durch eine Aluminiumlegierung in der Luftfahrt und Waffentechnik überhaupt erst sinnvoll. Frühere Legierungen wie die Zink-[[Aluminiumlegierung|Aluminium-Legierungen]] waren bedeutend anfälliger für [[Spannungskorrosion]] und erreichten bei weitem nicht die erforderliche Festigkeit.<ref name="Helmut Maier">{{Literatur |Autor=Helmut Maier |Titel=Rüstungsforschung im Nationalsozialismus Organisation, Mobilisierung und Entgrenzung der Technikwissenschaften |Verlag=Wallstein Verlag |ISBN=978-3-89244-497-8 |Jahr=2002 |Online={{Google Buch |BuchID=5T986LfxVYIC | Seite=378 }} |Seiten=378 }}</ref><ref name="Otto Brandt, H. Dubbel, W. Franz, R. Hänchen, O. Heinrich, Otto Kienzle, R. Kühnel, H. Lux, K. Meller, W. Mitan, W. Quack, E. Sachsenberg">{{Literatur |Autor=Otto Brandt, H. Dubbel, W. Franz, R. Hänchen, O. Heinrich, Otto Kienzle, R. Kühnel, H. Lux, K. Meller, W. Mitan, W. Quack, E. Sachsenberg |Titel=Taschenbuch für den Fabrikbetrieb |Verlag=Springer-Verlag |ISBN=978-3-642-99589-7 |Jahr=2013 |Online={{Google Buch |BuchID=Vdq0BgAAQBAJ | Seite=422 }} |Seiten=422 }}</ref>

Bereits 1911 fand Duraluminium eine großtechnische Anwendung für das Traggerüst des britischen [[Luftschiff]]s [[HMA No. 1|HMA No. 1 ''Mayfly'']].<ref name="FLIGHT, May 27, 1911"/> Ab 1914 wurde es auch für den Bau der deutschen [[Zeppelin]]-Luftschiffe (erstmals beim [[LZ 26|LZ 16 / Z XII]]) eingesetzt.<ref name= "_220"/> 1929 wurde ein Ganzmetall-Luftschiff – das amerikanische ''[[ZMC-2]]'' – gefertigt. Es bestand inklusive einer Blech-Gashülle vollständig aus Duraluminium.

Neben den Luftschiffbauern wurde auch [[Hugo Junkers]] angeregt, Duraluminium bei der [[Junkers J 7]] (1917) einzusetzen. Eines der ersten Passagierflugzeuge, die [[Junkers F 13]] (1919), war ein Vollmetall-[[Verkehrsflugzeug]], bei dem Duralumin als Werkstoff für das Chassis verwendet wurde.<ref name="Philipp Hassinger">{{Literatur |Autor=Philipp Hassinger |Titel=Zwischen Evolution und Revolution - Der Werkstoffwandel im Flugzeugbau |Verlag=KIT Scientific Publishing |ISBN=978-3-86644-998-5 |Jahr=2013 |Online={{Google Buch |BuchID=0XhYgnYeoHMC |Seite=145 }} |Seiten=145 }}</ref><ref name="Hans Otto Frøland, Mats Ingulstad, Jonas Scherner">{{Literatur |Autor=Hans Otto Frøland, Mats Ingulstad, Jonas Scherner |Titel=Industrial Collaboration in Nazi-Occupied Europe Norway in Context |Verlag=Springer |ISBN=978-1-137-53423-1 |Jahr=2016 |Online={{Google Buch |BuchID=fIMgDQAAQBAJ |Seite=43 }} |Seiten=43 }}</ref> Duraluminium zeigte sich auch gut geeignet für die damals neue [[Monocoque]]-Konstruktion von Flugzeugzellen. Im modernen Flugzeugbau ist Duraluminium heute als Werkstoff 2017, 2117 oder 2024 bekannt.<ref>Rambabu, P & Eswara Prasad, N & V. Kutumbarao, V & Wanhill, Russell. (2017). [https://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9789811021336-c2.pdf?SGWID=0-0-45-1595006-p180176077 Aluminium Alloys for Aerospace Applications.] 29-52. 10.1007/978-981-10-2134-3_2.</ref>

Der Einsatz im Kraftfahrzeugbau war anfangs durch den hohen Preis und die schwierigere Verarbeitung nur eingeschränkt möglich. Der Einsatz hochfester Aluminiumlegierungen im PKW-Bau hat aus Leichtbaugründen insbesondere seit den 2000er Jahren stark zugenommen, z. B. als Karosseriebeplankungsteile aus AlMgSi-Legierungen, als Strukturgussbauteile oder Versteifungsbleche aus AlMg-Legierungen. Kupferhaltige AlCuMg-Legierungen wie Duraluminium sind dagegen in Serienanwendungen aufgrund der geringen Korrosionsbeständigkeit unüblich.<ref>{{Literatur |Autor=Friedrich Ostermann |Titel=Anwendungstechnologie Aluminium, 3. Auflage |Verlag=Springer Verlag |Ort=Berlin |Datum=2014 |ISBN=978-3-662-43807-7 |Seiten=23 ff.}}</ref>

Beispiele für den Einsatz sind besonders Karosserieteile. Motorhauben und Kofferraumklappen sind inzwischen weitgehend durch dünnwandigen Präzisionsdruckguss ersetzt (EVACAL- und PORAL-Verfahren).<ref name="Friedrich Ostermann">{{Literatur |Autor=Friedrich Ostermann |Titel=Anwendungstechnologie Aluminium |Verlag=Springer-Verlag |ISBN=978-3-662-43807-7 |Jahr=2015 |Online={{Google Buch |BuchID=h-5ICAAAQBAJ |Seite=24 }} |Seiten=24 }}</ref>

== Literatur ==
* Paul Krais: ''Werkstoffe''. Band 2, A. Barth, Leipzig 1921, S. 517–518.
* {{RömppOnline|ID=RD-04-02789|Name=Duralumin|Abruf=2015-01-02}}
* A. von Zeerleder: ''Technologie der Leichtmetalle''. Rascher, Zürich 1947.
* Stephan Hasse. ''Gießerei-Lexikon''. 19. Auflage. Schiele und Schön, Berlin 2007, ISBN 978-3-7949-0753-3, siehe: ''Duraluminium''.

== Weblinks ==
{{Commons|Aluminium}}
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references>

<ref name= "_220">{{Internetquelle
| autor= [[Klaus Hentschel]]
| url= http://www.uni-stuttgart.de/hi/gnt/ausstellungen/zeppelin/1.2_duralumin.html#link4
| titel= Duralumin
| titelerg= Verwendung von Duralumin
| hrsg= [[Universität Stuttgart]], Historisches Institut, Abteilung für Geschichte der Naturwissenschaften und Technik
| werk= 220 Tonnen – leichter als Luft, Materialgeschichte der [[LZ 129|Hindenburg]] | seiten=
| datum= 2010 | archiv-url= | archiv-datum=
| zugriff= 2017-11-10 | sprache= | format=
| kommentar= Website zur Ausstellung im [[Zeppelin Museum|Zeppelinmuseum Friedrichshafen]]
| zitat= Ab 1914 (LZ 26) wurde Duralumin im Luftschiffbau benutzt. | offline=
}}</ref>

<ref name="FLIGHT, May 27, 1911">{{Internetquelle | autor=| url= https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1911/1911%20-%200459.html
| titel= The Naval Airship | titelerg=
| hrsg= [[Flight International|Flightglobal.com]]
| werk= FLIGHT, May 27, 1911
| seiten= 461–462
| datum= 1911-05-27 | archiv-url= | archiv-datum=
| zugriff= 2017-07-28
| sprache= en
| format= PDF | kommentar=
| zitat= THE NAVY AIRSHIP NO. 1.—The "Mayfly," built by Messrs. Vickers, Ltd., which was successfully launched at Barrow on Monday last. | offline=
}}</ref>

</references>

[[Kategorie:Aluminiumlegierung]]
[[Kategorie:Zeppelin]]

Duraluminium - Versionsgeschichte

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