Metallische Werkstoffe und Legierungen

Metallische Werkstoffe und Legierungen: das Wichtigste

Der wichtigste Gebrauchswerkstoff unter den Metallen ist Stahl. Bei Kohlenstoffstählen bestimmt der Kohlenstoffgehalt das Verhältnis von Härte und Duktilität, und Bezeichnungen wie S45C (japanische Norm JIS) geben den Kohlenstoffgehalt an. Nichtrostende Stähle mit mindestens etwa 11 % Cr werden nach ihrem Gefüge in austenitische, ferritische und martensitische Stähle eingeteilt, die sich im Magnetismus und darin unterscheiden, ob sie beim Abschrecken härten. Bei den Nichteisenmetallen sollten Sie die leichten Aluminiumlegierungen, die Titanlegierungen mit hervorragender spezifischer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und die gut umformbaren Kupferlegierungen nach Legierungssystem und Bezeichnung ordnen.

Grundprinzip der Festigkeitssteigerung von Metallen ist es, die Bewegung von Versetzungen zu behindern. Typisch sind die Mischkristallverfestigung durch interstitiell oder substitutionell gelöste Fremdatome und die Kaltverfestigung, bei der die Versetzungsdichte durch Kaltumformung steigt; wird ein kaltverfestigtes Metall erwärmt, durchläuft es nacheinander Erholung, Rekristallisation und Kornwachstum. Warm- und Kaltumformung werden durch die Rekristallisationstemperatur voneinander abgegrenzt. In Gussstücken bilden sich von der Formwand aus nacheinander eine feinkörnige Randzone, Stängelkristalle und globulitische Kristalle, und die Erstarrungszeit lässt sich mit der Chvorinov-Regel abschätzen.