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Werkstofftechnik 2 - Legierungen

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Werkstofftechnik 2

Legierungen

Unter Legierungen versteht der Werkstofftechniker einen metallischen Werkstoff,  der mindestens aus zwei Elementen besteht. Diese Elemente besitzen den für Metall typischen kristallinen Aufbau.

Metallische Legierung
Metallische Legierung

Welche Eigenschaften eine Legierung mit sich bringt ist von drei Faktoren abhängig:

  • Anzahl der Legierungselemente,
  • Massenanteil der Legierungselement
  • und die Temperatur der Erzeugung.

Letztere ist immer sehr hoch zu wählen, weshalb die Herstellung technischer Legierungen beinahe immer im Schmelzzustand erfolgt. Dadurch ist eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der Legierungselemente gewährleistet. Auf die Reinmetallzusätze wird verzichtet, da somit die Wirtschaftlichkeit erhöht, die Empfindlichkeit gegen Oxidation reduziert und die Herstellbarkeit erleichtert wird. Man verwendet anstelle dessen Vorlegierungen, deren Legierungszusatz bereits an das Basismetall gebunden sind. 

Beispiel

Beispiel

Ferrolegierungen für Stahl, wie Ferrochrom oder Ferrotitan werden nach diesem Prinzip gewonnen. Somit kann auch eine Reduktion der Eisenkomponente verzichtet werden. Aus diesem Grund besitzen Ferrolegierungen auch oft einen Eisenanteil von weniger als 50 %. 

Stellt sich nun noch die Frage, wann welches Legierungselement dem Arbeitsvorgang zugeführt werden soll?

  • So sollten Elemente, die den Sauerstoff als Reaktionspartner sehr zugeneigt sind, erst nach einer eventuellen Oxidation und unter reduzierenden Bedingungen zugeführt werden, da sie ansonsten verloren gehen. 
  • Nicht mit Sauerstoff reaktive Element werden oft mit legiertem Schrott eingebracht, wodurch auch kurz vor dem Abstich noch eine Anpassung der Legierungszusammensetzung erfolgen kann. 

Diese beiden Bedingungen sollen nochmals verdeutlichen, dass Legierungen nicht einfach erzeugt werden können, sondern einer genauen Zusammensetzung und Kontrolle unterliegen, damit am Ende das gewünschte Ergebnis entsteht.