Andere Nichteisen-metalllegierungen

Andere Nichteisenmetalllegierungen

Obwohl sich die Materialwissenschaft in der Praxis häufig auf Stähle sowie Aluminium– und Kupferlegierungen konzentriert, beruhen zahlreiche zentrale Anwendungen auf deutlich spezielleren Nichteisenmetalllegierungen. Mit ihnen lassen sich Reibpaarungen auslegen, bei denen der Verschleiß gezielt begrenzt und steuerbar bleibt. Sie ermöglichen stabile, langlebige Lötverbindungen, dienen als Grundlage für Sicherheitselemente, die über definierte Schmelzvorgänge auslösen, und liefern je nach System entweder eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit oder ein außergewöhnlich günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht.

Diese Studie betrachtet sechs Werkstoffgruppen: Lagerlegierungen, Lötlegierungen, niedrigschmelzende Legierungen, Zink und seine Legierungen, Titan und seine Legierungen sowie Edelmetalllegierungen. Die Tabelle verdeutlicht, wie sich Zusammensetzung und Mikrostruktur gezielt an konkrete Einsatzanforderungen anpassen lassen. Dabei reicht das Spektrum von Schmierfähigkeit und kontrolliertem Einlaufverhalten bis hin zu chemischer Beständigkeit und dem Erhalt der Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.

Dieser Artikel stützt sich auf das Lehrbuch „Metaloznawstwo” von Professor Stanisław Rudnik. Der Inhalt bietet eine orientierende Gesamtsicht und ersetzt keine vertiefte Auseinandersetzung mit der Fachliteratur. Wenn Sie das Thema detailliert bearbeiten möchten, empfiehlt sich die Lektüre der entsprechenden Quellen.

Lagerlegierungen

Lagerlegierungen werden für Lagerschalen in Gleitlagern eingesetzt. In dieser Bauart liegt die Oberfläche der Lagerschale unmittelbar am Wellenzapfen an. Entsprechend muss das Lagerschalenmaterial einen niedrigen Reibungskoeffizienten sicherstellen, den Verschleiß beider Reibpartner begrenzen und zugleich hohe Flächenpressungen zuverlässig aufnehmen. Entscheidend ist außerdem, dass die Lagerschale weicher ist als der Zapfen. So entstehen mögliche Beschädigungen bevorzugt an dem Bauteil, das sich einfacher und kostengünstiger ersetzen lässt, und nicht an der Welle. Auch die Abriebfestigkeit spielt eine zentrale Rolle: Die Lagerschale soll ausreichend plastisch sein, um mikroskopische Unebenheiten des Zapfens auszugleichen. Gleichzeitig darf sie nicht so weich werden, dass sie bei Betriebstemperatur an der Zapfenoberfläche haftet und dadurch Schaden nimmt.

Im praktischen Einsatz kommen weitere Anforderungen hinzu, die aus Fertigung und Betrieb resultieren. Idealerweise lässt sich die Legierung gut schmelzen, damit sich Lagerschalen wirtschaftlich gießen lassen. Der Schmelzpunkt darf jedoch nicht so niedrig liegen, dass die Lagerschale bei betrieblicher Erwärmung erweicht und ihre Funktion verliert. Ebenso wichtig sind eine sichere Haftung der Legierung auf dem Trägermaterial der Lagerschale, ausreichende Wärmeleitfähigkeit zur Ableitung der Reibungswärme, Korrosionsbeständigkeit und ein möglichst geringer Werkstoffpreis.

Besonders günstige Eigenschaften zeigen Legierungen mit einer klaren Aufgabenverteilung in der Mikrostruktur. In einer vergleichsweise weichen, duktilen Matrix sind harte Einschlüsse in geeigneter Größe und Menge gleichmäßig verteilt. Die Matrix unterstützt den Formausgleich zum Zapfen, ohne starken Abrieb zu verursachen. Die harten Phasen senken die Neigung der Matrix zum Anhaften und begünstigen die Ausbildung feinster Kapillarräume, in denen ein dünner Schmierfilm verbleiben kann. Dadurch arbeitet die Reibstelle stabiler, und tragfähige Schmierbedingungen lassen sich auch bei kurzzeitigen Überlastungen eher aufrechterhalten.

Als kostengünstiges Lagermaterial wird häufig graues, perlitisches Gusseisen eingesetzt. Es verträgt hohe Druckbelastungen, ist wegen seines vergleichsweise hohen Abriebs jedoch für Hochgeschwindigkeitsmotoren nur bedingt geeignet. Der enthaltene Graphit wirkt sich vorteilhaft aus: Fein verteilter Graphit bildet zusammen mit Fett eine dünne Schicht an der Oberfläche und reduziert damit den Verschleiß. Für Anwendungen mit höheren Anforderungen kommen in der Regel weichere, leicht schmelzbare Legierungen auf Zinn- oder Bleibasis zum Einsatz.

Als besonders leistungsfähige Lagerlegierungen gelten Zinn-Antimon-Kupfer-Legierungen, die unter der Bezeichnung Babbitt bekannt sind. Kupfer und Antimon erhöhen die Festigkeit, allerdings auf Kosten der Plastizität. Deshalb ist eine ausgewogene Zusammensetzung entscheidend. Bei einem typischen Kupfergehalt von 3–6 % wird die höchste Festigkeit bei etwa 9–10 % Sb erreicht. Als besonders günstig gelten Zusammensetzungen mit höchstens 10–12 % Sb und 6–7 % Cu. Beispiele aus dieser Gruppe sind SnSb8Cu3 und SnSb11Cu6. Als Matrix liegt eine Lösung aus Antimon und Kupfer in Zinn vor. Sie bleibt weich und duktil, ist jedoch härter als reines Zinn. In diese Matrix sind kubische Kristalle der SnSb-Verbindung eingebettet, ergänzt durch Cu6Sn5-Kristalle, die stern- oder nadelförmig auftreten. Die harten Phasen übernehmen die Lastabtragung und stabilisieren die Reibverhältnisse. Da Babbitt-Legierungen kostenintensiv sind, werden sie vor allem dort eingesetzt, wo Lager unter hohen Belastungen und hohen Drehzahlen arbeiten.

Eine wirtschaftlichere Alternative bieten Zinn-Blei-Antimon-Legierungen, bei denen ein Teil des Zinns durch Blei ersetzt ist. Die weiche Matrix besteht hier aus einem dreifachen Eutektikum mit hohem Bleianteil, während weiterhin kubische SnSb-Kristalle in der Struktur vorliegen. Um Entmischungen zu verringern, die durch Dichteunterschiede der Bestandteile begünstigt werden, wird in der Praxis häufig Kupfer zugesetzt. Das Kupfer bildet dann harte, nadelförmige Cu2Sb-Verbindungen. Ein typisches Beispiel ist PbSn16Sb16Cu2. Diese Legierung ist preisgünstiger als Babbitt, wird jedoch meist unter weniger anspruchsvollen Betriebsbedingungen eingesetzt, also bei niedrigeren Belastungen und geringeren Geschwindigkeiten.

Eine dritte Werkstoffgruppe bilden Bleilegierungen mit Alkalimetallen wie Calcium, Barium oder Strontium. Diese Elemente reagieren mit Blei zu harten Verbindungen, etwa Pb3Ca oder Pb3Ba, die in einer weichen Matrix aus nahezu reinem Blei verteilt sind. Teilweise wird eine geringe Natriumzugabe verwendet, um die Härte weiter anzuheben. Der wesentliche Vorteil liegt im niedrigen Preis bei insgesamt guter Gebrauchstauglichkeit, was besonders im Eisenbahnbereich zu einer breiten Anwendung geführt hat. Einschränkungen ergeben sich aus der begrenzten Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie aus dem Ausbrennen von Legierungsbestandteilen beim Umschmelzen. Für Lager, die unter besonders hohen Drücken und Drehzahlen betrieben werden, kommen auch Zinnbronzen oder Bleibronzen zum Einsatz.

Babbitt-Lagerlegierungsblöcke
Babbitt-Legierungsstangen (Zinnlegierung), die unter anderem für Gleitlagerschalen verwendet werden.

Lötlegierungen

Beim Löten werden Metalle mithilfe eines Zusatzmetalls, dem Lötzinn, verbunden. Das Lötzinn schmilzt, fließt in die Fuge und füllt sie aus. Sein Schmelzpunkt liegt unter dem der Grundmetalle, sodass diese nicht mit schmelzen. Ein gutes Lot benetzt die Lötflächen vollständig, löst sich nur leicht in den Grundmetallen, fließt im flüssigen Zustand gut und erstarrt in einem möglichst geringen Temperaturbereich; nur so entsteht eine homogene, dichte Verbindung.

Je nach Schmelzpunkt unterscheidet man Weichlote (bis 450 °C) und Hartlote (über 450 °C). Weichlote sind duktiler, aber weniger hart und zugfest (etwa 50–70 MPa). Sie halten hohe Belastungen meist nicht aus, dichten dafür aber gut ab. Am häufigsten kommen Zinn-Blei-Lote zum Einsatz; dabei dient die eutektische Zusammensetzung von 61,9 % Sn mit einem Schmelzpunkt von 183 °C als wichtiger Bezugspunkt.

Sie entsprechen der Norm PN-76/M-69400. Ein individuelles Lot erkennt man an den Buchstaben LC, gefolgt von einer Zahl, die den durchschnittlichen Zinnanteil in Prozent angibt. Varianten mit Antimonzusatz tragen am Ende ein „A“; so enthält LC30A etwa 30 % Sn, 68 % Pb und 2 % Sb. LC60 mit 60 % Sn und 40 % Pb besitzt eine eutektische Zusammensetzung, schmilzt daher besonders leicht und zeigt einen engen Erstarrungsbereich von rund 7 °C. Ein höherer Bleigehalt weitet den Erstarrungsbereich; bei 20 % Sn und 80 % Pb übersteigt er 100 °C. Dadurch entstehen leichter Poren, und Dichtheit sowie Festigkeit leiden. Bei Raumtemperatur steigen Härte und Festigkeit der Legierungen mit zunehmendem Zinnanteil; die Bestwerte liegen bei etwa 50 bis 80 % Sn. Varianten mit nur 5 bis 10 % Sn sind selten und zeigen deutlich schlechtere Eigenschaften.

Hartlote hingegen schmelzen erst bei deutlich höheren Temperaturen zwischen 400 °C und 2000 °C und kommen dort zum Einsatz, wo eine hohe Festigkeit erforderlich ist. Die Festigkeit solcher Verbindungen liegt zwischen 200 und 700 MPa. In der Praxis unterscheidet man drei Hauptgruppen: Lote auf Kupferbasis, Lote auf Silberbasis und Speziallote. Kupfer eignet sich gut zum Löten von Stahl, Gusseisen und Kupferlegierungen. Wegen seines hohen Schmelzpunkts von 1100 bis 1200 °C steigt jedoch der Energieverbrauch, und thermisch bedingte Strukturveränderungen können die Eigenschaften der Bauteile verschlechtern. Deshalb kommen neben reinem Kupfer häufig seine Legierungen zum Einsatz. Silberlegierungen – unter anderem geregelt in PN-80/M-69411 – spielen zum Beispiel in der Elektrotechnik eine wichtige Rolle. Besonders verbreitet sind Ag-Cu-Zn-Legierungen; sie bieten gute mechanische Werte, widerstehen Korrosion und verbinden Stahl, Kupferlegierungen, Edelmetalle sowie gesinterte Karbide. Zu den Spezialloten zählen Gold- und Platinlote für Schmuck und Zahnmedizin, Aluminiumbasislote für Leichtmetalle sowie Magnesiumlote für Magnesiumlegierungen.

Sn-Pb 6040 Lötzinnspule
Sn-Pb 60/40-Lötzinnspule – ein beliebtes Weichlot, das in der Montage und Elektronik verwendet wird

Niedrigschmelzende Legierungen

Niedrigschmelzende Legierungen sind Mischungen, die schon bei weniger als 232 °C flüssig werden – also unter dem Schmelzpunkt von Zinn. Sie bestehen vor allem aus Blei, Zinn und Wismut sowie, in kleineren Mengen, aus Cadmium, Antimon, Zink, Indium und weiteren Zusatzstoffen. Durch gezielte Auswahl der Anteile entstehen Eutektika mit möglichst niedrigem Schmelzpunkt, sodass sich dieser Parameter präzise einstellen lässt.

Ein anschauliches Beispiel für diesen Effekt liefert das Sn-Pb-Cd-Bi-In-System; seine eutektische Legierung schmilzt bereits bei rund 47 °C. In der Praxis listet die Norm PN-71/H-87203 die in unserem Land eingesetzten niedrigschmelzenden Legierungen. Besonders auffällig ist dabei die Wood-Legierung BiPb25Sn12Cd12 mit 25 % Pb, 12 % Sn, 12 % Cd und 51 % Bi; sie schmilzt schon bei rund 70 °C.

Dank dieser Eigenschaften kommen sie in Sicherungselementen und Sicherheitseinsätzen, in Komponenten von Feuer- und Alarmsystemen, im Präzisionsguss sowie in medizinischen und orthopädischen Geräten zum Einsatz, weil niedrige Prozesstemperaturen oft über Sicherheit und Präzision entscheiden.

Zink und seine Legierungen

Zink ist ein bläulich-weiß glänzendes Metall mit einer Dichte von rund 70 kN/m³. Es schmilzt schon bei 419,4 °C und siedet bei 907 °C. Mit einer Zugfestigkeit von rund 150 MPa hält es mittelmäßige Kräfte aus, dehnt sich jedoch um etwa 50 % und bricht dabei bei Raumtemperatur eher spröde. Erst wenn es auf 100 bis 150 °C erwärmt wird, lässt es sich formen, zu dünnen Blechen walzen und zu Draht ziehen.

In trockener Umgebung bleibt es beständig. Liegen jedoch Wasserdampf und Kohlendioxid vor, entsteht eine weiße Schicht aus alkalischem Zinkkarbonat, die als Schutzschicht wirkt und weitere Korrosion verhindert. In verdünnten Säuren und Laugen löst sich das Metall problemlos. Seine wichtigste industrielle Anwendung findet Zink beim Schutz von Stahl durch Zinkbeschichtungen, der sogenannten Verzinkung. Selbst bei lokalen Undichtigkeiten wirkt es dabei als Schutzanode. Da Zink ein niedrigeres elektrochemisches Potenzial als Eisen besitzt, opfert es sich und schützt den Stahl vor Korrosion.

Daneben dient Zink als Halbzeug, etwa im Bauwesen, und geht in zahlreiche Metalllegierungen ein. In manchen Legierungen macht Zink sogar den Hauptanteil aus; besonders ZnAl-Legierungen mit Aluminium, Kupfer und Magnesium sind verbreitet. Je nach Verwendungszweck unterscheidet man Guss- und Knetlegierungen. Neben Zink enthalten sie bis zu 30 % Aluminium (Al), bis zu 6 % Kupfer (Cu) und nur wenig Magnesium (Mg). Die unterschiedlichen Sorten entstehen je nach Verwendungszweck und Herstellungsmethode.

Knetlegierungen liefern mit etwa 280 bis 320 MPa eine höhere Festigkeit und punkten zugleich mit besserer Plastizität von rund 5 Prozent. Gusslegierungen erreichen 150 bis 300 MPa, bleiben aber mit A5 von etwa 1 % sehr spröde – typisch für Druckgussteile. Trotz ihrer geringen Plastizität kommen Zinkgusslegierungen häufig in der Maschinenindustrie zum Einsatz, etwa für Karosserien, Rahmen und Abdeckungen, in der Automobilindustrie, zum Beispiel für Vergaser, Hebel und Türgriffe, sowie in der Elektrotechnik, beispielsweise für Gerätegehäuse. Plastisch verformbare Legierungen ersetzen teurere Kupferlegierungen, wenn Wirtschaftlichkeit und einfache Verarbeitung im Vordergrund stehen.

Feuerverzinkte Stahloberfläche
Feuerverzinkte Stahloberfläche mit sichtbarer Zinkbeschichtung und Kristallisationsmuster („Spangle“).

Titan und seine Legierungen

Titan zählt zu den häufigsten Elementen der Erdkruste, seine industrielle Großproduktion startete jedoch erst 1948. Das silberweiße Metall ähnelt Edelstahl und bringt es auf ein spezifisches Gewicht von rund 44,1 kN/m³ – kaum mehr als die Hälfte von Eisen. Dieses günstige Verhältnis von Festigkeit zu Dichte zahlt sich überall dort aus, wo jedes Gramm zählt.

Dabei tritt es in zwei allotropen Formen auf: Tiα liegt bei niedrigen Temperaturen vor und besitzt ein kompaktes hexagonales Gitter, Tiβ ist bei höheren Temperaturen stabil und zeigt ein räumlich zentriertes kubisches Gitter. Der allotrope Übergang erfolgt bei 882 °C. Seine Korrosionsbeständigkeit steht der von austenitischen Chrom-Nickel-Stählen kaum nach. Bei Temperaturen bis etwa 500 °C ist Titan praktisch unempfindlich gegenüber Luft; erst bei höheren Temperaturen bildet sich auf seiner Oberfläche eine dünne, gut haftende Schicht aus Oxiden und Nitriden, die das Metall vor den Einflüssen von Sauerstoff und Stickstoff schützt, solange die Temperatur etwa 560 °C nicht überschreitet. Darüber hinaus steigt seine chemische Aktivität deutlich an.

Die mechanischen Eigenschaften hängen stark von der Reinheit ab. Sehr reines Titan zeigt extreme Duktilität und ähnelt darin reinem Eisen: Rm ca. 250–300 MPa, R0,2 ca. 100–150 MPa, A10 ca. 50 % und Z ca. 70 %. Zugaben erhöhen zwar die Festigkeit, mindern jedoch die Duktilität. In der Praxis wählt man daher je nach Anforderung die passende Reinheit und Legierungsklasse. Dank ihrer Korrosionsbeständigkeit und hohen Gewichtsfestigkeit kommen Titan und seine Legierungen in Fahrzeugen, Flugzeugen, im Schiffbau und in chemischen Anlagen zum Einsatz, wobei der hohe Preis nach wie vor ein Hindernis bleibt.

In Legierungen, die beide allotropen Varianten nutzen, entstehen feste Lösungen von α- und β-Titan. Weil die β-Phase bei hohen Temperaturen stabil bleibt und die α-Phase bei niedrigen, lässt sich durch gezielte Wärmebehandlung gezielt mit diesen Phasenumwandlungen arbeiten. Der Umwandlungsmechanismus von β zu α hängt von der Temperatur ab: Bei höheren Temperaturen verläuft er diffusiv und erzeugt eine körnige Struktur. Bei starker Unterkühlung hingegen, wenn die Atome nur wenig beweglich sind, tritt eine nicht-diffusive martensitische Umwandlung auf, die eine nadelartige, oft als α′ bezeichnete Struktur bildet.

In der Praxis teilt man Titanlegierungen in einphasige α-, einphasige β- und zweiphasige α+β-Typen ein. Zu den α-Legierungen zählen Titan-Aluminium-Legierungen; Aluminium stabilisiert als einziger Zusatzstoff die α-Phase und steigert zugleich Festigkeit und spezifisches Gewicht der Legierung. Reine β-Legierungen sind eher selten. Zweiphasige α+β-Legierungen hingegen enthalten Additive wie Vanadium, Molybdän, Zinn, Eisen, Chrom oder Magnesium, die die β-Phase stabilisieren. Sie sind meist fester als einphasige Varianten, lassen sich gut verformen und sprechen gut auf Wärmebehandlung an. Ihre typische Zugfestigkeit liegt bei 900 bis 1200 MPa, und ihr Verhältnis von Festigkeit zu Dichte ist im Temperaturbereich bis 500 °C oft günstiger als bei Stahl.

Obwohl die martensitische Umwandlung eine klassische Härtung nahelegt, kommt diese in der Praxis selten zum Einsatz, da ihr Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften oft vernachlässigbar ist. Bei α+β-Zweiphasenlegierungen umfasst die Wärmebehandlung in der Regel Übersättigung und Alterung: Zuerst wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der die β-Phase stabil ist. Dann folgt eine schnelle Abkühlung, um diese Struktur zu erhalten. Während der anschließenden Alterung zerfällt ein Teil der β-Phase zu einer α+β-Mischung, wodurch sich Festigkeit und Plastizität gezielt einstellen lassen.

Hochreiner Titankristallstab (Iodidverfahren)
Hochreiner Titankristallstab (Iodidverfahren) – ein Beispiel für ein Ausgangsmaterial für Titanlegierungen

Edelmetalllegierungen

Zu den Edelmetallen zählen Gold, Silber, Platin und ihre Legierungen. Sie rosten weder an der frischen Luft noch im Wasser und halten auch viele Chemikalien problemlos stand. Gleichzeitig sind sie von Natur aus nicht sehr fest, aber plastisch sehr gut formbar. Deshalb setzt man sie in Bereichen, in denen Abrieb oder Verformung auftreten, zum Beispiel in Schmuck oder zahnmedizinischen Elementen, meist als Legierung und nicht als technisch reine Metalle ein.

Ihre mechanischen Kennwerte unterstreichen das: Reines Gold erreicht eine Zugfestigkeit von etwa 130 MPa, eine Streckgrenze von ungefähr 50 MPa und eine Härte von circa 20 HB; dazu kommen eine Reduktion von etwa 95 % und eine Dehnung von etwa 55 %. Silber bringt es auf eine R_m von rund 160 MPa und eine Härte von etwa 25 HB; dazu kommt eine sehr hohe Plastizität (Z etwa 95 %, A₁₀ etwa 60 %). Platin bringt es auf eine R_m von rund 150 MPa und eine Härte von etwa 50 HB, ebenfalls bei hoher Plastizität (Z etwa 90 %, A10 etwa 50 %).

Gold widersteht den meisten Säuren und Basen; deshalb nutzt man es für chemische und galvanische Vergoldungen, in Laborgeräten und in Legierungen für die Elektronik. Silber widersteht starken Basen, löst sich aber kaum in organischen Säuren. Dank seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit findet es Verwendung in Drähten, Bauteilen und Versilberungen. Platin zeigt eine hohe chemische Beständigkeit, löst sich aber in heißem Königswasser. In der chemischen Industrie profitiert man von seiner Korrosionsbeständigkeit und seinen katalytischen Eigenschaften, außerdem dient es zur Herstellung von Laborgeräten wie Gittern, Tiegeln und Verdampfern.

Gold und Silber kommen vor allem in der Schmuckherstellung und in der Zahnmedizin zum Einsatz, allerdings stets legiert, weil sie in reinem Zustand zu weich wären. Kupfer und Silber gelten dabei als wichtige Zusatzstoffe in Goldlegierungen. Schmilzt man Gold mit Silber, steigt die Härte nur wenig; fügt man hingegen Kupfer hinzu, wird die Legierung deutlich härter, allerdings mit dem Nachteil einer geringfügig schwächeren Korrosionsbeständigkeit. Daher kommen häufig Legierungen aus Gold, Silber und Kupfer zum Einsatz, weil sie Farbe, Härte und chemische Beständigkeit optimal verbinden. In Polen liegt die gesetzlich festgelegte Goldfeinheit bei 96 %, 75 % oder 58,3 %; historisch entsprach das 23, 18 oder 14 Karat (reines Gold hat 24 Karat). Legierungen der dritten Kategorie sind am härtesten und abriebfestesten, wirken wegen ihres hohen Kupferanteils jedoch deutlich rötlich.

Bei Silberlegierungen dominieren Kupfer und Zink. Gesetzlich festgelegt sind drei Silberfeinheiten: 94 %, 87,5 % und 80 % Ag. Die höchste Feinheit wird wegen ihrer geringen Härte kaum eingesetzt, während die beiden anderen Varianten in Kunst, Geschirr und Accessoires verbreitet sind. Technisch relevant ist auch der Einsatz von Silberlegierungen als Hartlote, weil sie gute mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit mit Benetzbarkeit verbinden. Platin und seine Legierungen kommen vor allem in der Industrie zum Einsatz. Besonders wichtig sind Pt-Ir-Legierungen mit etwa 265 HB bei 40 % Iridium; sie kommen in der Elektrotechnik, Elektrochemie, Medizin und Schmuckherstellung zum Einsatz. Platinlegierungen mit Rhodium dienen als Katalysatoren und, in Form von Drähten, zur Herstellung von Thermoelementen.

Andere Nichteisenmetalllegierungen – Zusammenfassung

Die vorgestellten Legierungsgruppen zeigen, dass es in der Technik nicht um die „maximale” Festigkeit eines Materials geht, sondern um eine Reihe gezielt ausgewählter Eigenschaften. Lagerlegierungen zum Beispiel sind auf Reibungs-, Schmier- und Einlaufeigenschaften optimiert, sodass die Struktur harter Einschlüsse in einer weichen Matrix entscheidend bleibt. Lötlegierungen wählt man so, dass sich Benetzung und Erstarrung der Verbindung gezielt steuern lassen. Weichlote sichern die Dichtheit, während Hartlote hochfeste Verbindungen ermöglichen.

Niedrigschmelzende Legierungen nutzen ihren niedrigen Schmelzpunkt als funktionales Merkmal in Sicherheitskomponenten und der Präzisionstechnik. Zink und seine Legierungen fungieren einerseits als Strukturwerkstoff, andererseits schützen sie Stahl wirksam vor Korrosion. Sie lassen sich zudem kostengünstig zu Druckgussteilen verarbeiten. Titan und seine Legierungen zeichnen sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit und ein vorteilhaftes Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit aus, besonders in wärmebehandelten α+β-Varianten. Edelmetalle und ihre Legierungen sind dagegen unverzichtbar, wenn chemische Beständigkeit, Leitfähigkeit oder kontrollierte Härte bei gleichbleibend hoher Plastizität gefragt sind.

Im Folgenden finden Sie einen Querschnittsüberblick über Nichteisenmetalle und ihre Legierungen mit Angaben zu Eigenschaften und Anwendungen (Material in englischer Sprache).

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