Aluminium ist ein Nichteisenmetall. An der Luft und in Wasser verbindet es sich mit Sauerstoff und bildet eine Oxidationsschicht. Diese ist gut korrosionsbeständig und stellt eine natürliche Schutzschicht für den Werkstoff dar. Die Dichte von Aluminium liegt mit rund 2,7 kg/dm³ weit unter der Dichte von Eisen/ Stählen mit rund 7,7 kg/dm³. Auch haben Stähle eine deutlich höhere Festigkeit als (Rein-)Aluminium. Jedoch lässt sich diese, sowie weitere mechanische Eigenschaften von Aluminium, durch die Zugabe von Legierungselementen wesentlich beeinflussen.

Aluminiumlegierungen lassen sich in aushärtbare und nicht aushärtbare Legierungen unterteilen. Während bei nicht aushärtbaren Legierungen Härte- und Festigkeitssteigerung durch Mischkristallbildung erreicht werden, müssen aushärtbare Legierungen wärmebehandelt werden. Hierbei lassen sich Festigkeitswerte erreichen, die denen der Stähle/ Eisen nahe kommen.

Im Aluminiumkristall befinden sich Legierungselemente [LE] zunächst an den Korngrenzen (siehe Punkt 1 Abb. 1). Während des Lösungsglühens unter ~ 500°C (+/- 20°C) entsteht ein Mischkristall, in dem sich alle Legierungselemente homogen lösen (Punkt 2 Abb. 1). Wird die Legierung in diesem Zustand rasch abgekühlt, so können die LE nicht aus dem Gitter diffundieren und verspannen das Gitter. Diese Spannungen sind jedoch so gering, dass hierdurch keine wesentlichen Härtesteigerungen erzielt werden können.

Aus diesem Grund werden Aluminiumlegierungen in einem weiteren Schritt ausgehärtet (auch: ausgelagert). Eingelagerte Legierungselemente erhalten durch die nachgestellte Wärmebehandlung Energie in Form von Wärme und können dadurch innerhalb des Kornes diffundieren (Punkt 3 Abb. 1). Wie in Punkt 4 Abb. 1 dargestellt, wachsen diese Bereiche mit fortschreitender Auslagerungsdauer. Müssen nun Versetzungen durch den Werkstoff wandern, so stellen diese Ausscheidungen Hindernisse dar und bewirken dadurch Härte- und Festigkeitssteigerungen (=Ausscheidungshärten).

Studierende erhalten im Rahmen des Praktikums die Möglichkeit, den Aushärtungsprozess einer ausgewählten Aluminiumlegierung selbstständig herbeizuführen und zu dokumentieren. Sie erstellen unterschiedliche Härteverlaufskurven für unterschiedliche Auslagerungstemperaturen und lernen, aus welchem Grund Werkstoffe überlagert werden können.