Friederike Feikus
Martha Indriyati
Leonhard Heusler
Hydro Aluminium Deutschland GmbH

Bei der Herstellung von Aluminium fallen zahlreiche CO₂-Emissionen an. Der weltweite Durchschnitt von Primäraluminium hat ein CO₂-Äquivalent von 16,7 kg CO2/kg Aluminium. Für den Großteil des Produktportfolios an Primärlegierungen bietet Hydro „Reduxa 4.0“ an, d.h. der primäre Aluminiumanteil hat ein CO₂-Äquivalent von 4,0 kg CO₂/kg Al. Bereits heute kann Hydro Vorreitermengen an „Reduxa 3.0" (CO₂-Äquivalent = 3 kg CO₂/kg Al) herstellen, bei denen der CO₂-Fußabdruck durch den Einsatz von Post-Consumer Scrap (PCS) reduziert wird. Hydro hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 CO₂-freies Aluminium herzustellen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden drei parallele Wege verfolgt: Erstens das Recycling und die Verwendung von Post-Consumer Scrap (PCS), zweitens die Dekarbonisierung der Aluminiumelektrolyse durch „Carbon Capture and Storage“ (CCS) und „Direct Air Capture“ (DAC) sowie drittens das HalZero-Verfahren.
Derzeit ist die Verwendung von PCS in "primären" Gusslegierungen hauptsächlich durch Einschränkungen in den Kundenspezifikationen für Fe, Cu und Zn begrenzt. Von diesen Elementen ist bekannt, dass sie die mechanischen Eigenschaften als auch die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen. Hydro hat daher untersucht, wie sich der PCS-Anteil und höhere Gehalte an Fe, Cu und Zn auf die mechanischen Eigenschaften und den Korrosionswiderstand auswirken.
In dieser Arbeit wird der Einfluss von Fe (bis zu 0,4 Gew.-%), Cu (bis zu 0,2 Gew.-%) und Zn (bis zu 0,15 Gew.-%) auf die Zug- und VDA-Biegeeigenschaften von typischen AlSi10Mg0,3FeMn HPDC-Legierungen untersucht. Darüber hinaus wird der Einfluss der Elemente auf die Mikrostruktur analysiert und ihr Effekt auf die Korrosionseigenschaften aufgezeigt. Die Legierungen werden auf einer Bühler SC 42D Druckgießmaschine in eine "U"-förmige Struktur mit einer Wandstärke von 2,5 mm gegossen. Die Eigenschaften werden sowohl im Gusszustand als auch im wärmebehandelten T6-Zustand untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein steigender Fe-, Cu- und Zn-Gehalt einen stärkeren Einfluss auf die Zug- und Biegeeigenschaften im T6-Zustand als im Gusszustand hatte. Diese Arbeit liefert einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung optimaler Legierungen auf der Grundlage von PCS.