Legierungen-Wissenszentrum
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SEATHER ist ein Experte, der seinen Anwendern fundiertes Wissen über Legierungen und Edelstahlprodukte vermittelt.
Wir sind der Ansicht, dass diese hochwertigen Materialien für alle zugänglich sein sollten. Deshalb bemühen wir uns, unsere Nutzer über die Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten dieser Materialien aufzuklären.
Mit SEATHER erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Legierungen und Edelstählen sowie deren Eigenschaften, Besonderheiten, Anwendungsbereiche in verschiedenen Industrien und Vorteile.
Egal, ob Sie ein Profi in der Branche sind oder sich einfach nur für diese Legierungswerkstoffe interessieren, SEATHER ist eine großartige Ressource, um Ihr Wissen zu erweitern und über die neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet auf dem Laufenden zu bleiben.
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A
Aluminiumlegierungen sind metallische Werkstoffe, die hauptsächlich aus Aluminium bestehen und zusätzlich Elemente wie Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium oder Zink enthalten können. Die genaue Zusammensetzung und das jeweilige Mengenverhältnis dieser Elemente bestimmen die Legierungssorte. Gängige Sorten sind beispielsweise 1050, 1060, 1070, 1350 und 3003.
Die Aluminiumlegierung der Güteklasse 1060 ist eine auf Aluminium basierende Legierung aus der Familie der „handelsüblichen Reinstlegierungen“ (1000er- oder 1xxx-Serie).
Die Aluminiumlegierung 6063 ist eine mittelfeste Legierung, die häufig als Architekturlegierung bezeichnet wird. Sie wird üblicherweise für komplexe Strangpressprofile verwendet.
Es besitzt eine gute Oberflächengüte, hohe Korrosionsbeständigkeit, ist gut schweißbar und lässt sich leicht anodisieren. Am häufigsten ist es im Zustand T6 erhältlich; im Zustand T4 weist es eine gute Umformbarkeit auf.
Die Aluminiumlegierung 6063 wird häufig für Anwendungen wie Geländer, Rahmen, Ladeneinrichtungen, Bewässerungsrohre, Bauprodukte, Elektrotechnik, Schiffbau, Rohrleitungssysteme, Freizeitgeräte, Lagertanks, LKW-Rahmen und Anhänger verwendet.
B
Basiskupfer bezeichnet die Kupferschicht auf dem rohen Leiterplattengrundmaterial im Auslieferungszustand. Diese bildet die Ausgangsbasis für spätere Kupferstrukturen. Üblich ist es beispielsweise, bei Standard 35µm mit einer Basiskupferdicke von 18µm zu beginnen. Die fehlenden 17µm werden durch Durchkontaktierung und Verstärkung aufgebaut. Basiskupferdicken von 18µm, 35µm und 50µm sind bei starren Leiterplatten üblich. Bei dicken Kupferplatten werden teilweise noch höhere Basiskupferdicken verwendet. Bei flexiblen Leiterplatten sind 12µm, 18µm und 35µm üblich.
C
Im Gegensatz zu reinem Kupfer sind Kupferlegierungen komplexe Zusammensetzungen aus Metall mit einer Kupferbasis und Legierungselementen wie Nickel, Aluminium, Silizium, Zinn und Zink in unterschiedlichen Konzentrationen, die der Legierung die gewünschten Eigenschaften verleihen.
Reinkupfer der Güteklasse C1100 ist universell für die Elektroindustrie einsetzbar und weist eine Mindestleitfähigkeit von 100 % IACS auf. Es muss zu 99.90 % rein sein.
Kupferfolienband der Güteklasse C1100 wird hergestellt, indem Kupfer auf eine sehr dünne Dicke (zwischen 0.0015 mm und 0.3 mm) gewalzt und anschließend je nach gewünschter Dicke kalt- oder warmgewalzt wird. Darauf kann ein Glühprozess (für noch höhere Flexibilität) folgen, bevor das Band zu Streifen oder mit Isoliermaterialien kaschierten Blechen weiterverarbeitet wird.
Reinkupferfolien der Güteklasse C1100 werden in Trockentransformatoren und kleinen Transformatoren verwendet , wo sie zusammen mit Isoliermaterialien gewickelt werden.
D
Die Dichte von Edelstahl bezeichnet die Masse des Stoffes pro Volumeneinheit.
Diese Eigenschaft ist ein charakteristisches Merkmal von Edelstahl, dessen Dichte typischerweise zwischen 7.6 g/cm³ und 8.0 g/cm³ liegt.
Edelstahl ist ein weit verbreiteter Werkstoff, der aus mindestens 10.5 % Chrom sowie anderen Elementen besteht, die zusammen seine charakteristische Struktur bilden.
Diese Legierung enthält Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor, Schwefel, Nickel, Molybdän, Titan und Kupfer. Dieser Stahl zeichnet sich durch seine außergewöhnliche Festigkeit und bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit aus.
Die unterschiedlichen Dichten der verschiedenen Edelstahlsorten hängen von den Variationen in der chemischen Zusammensetzung und deren Anteilen ab.
Unter den Edelstahlsorten sind 304 und 316L die am häufigsten verwendeten Werkstoffe mit unterschiedlichen Dichten.
Folglich unterscheidet sich die Berechnung des Edelstahlgewichts zwischen Edelstahl 304 und Edelstahl 316.
Aluminium und seine Legierungen weisen eine geringe Dichte auf und werden daher vor allem in der Luftfahrtindustrie eingesetzt. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften findet Aluminium in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Die Dichte von Aluminium beträgt 2.71 g/cm³ bzw. 2710 kg/m³ und ist damit etwa ein Drittel so groß wie die von Edelstahl.
Aufgrund des Dichteunterschieds ist Aluminiumlegierung leichter als Edelstahl, steht ihm aber in puncto Festigkeit kaum nach.
DIN ist der deutsche Industriestandard.
E
Die Zugfestigkeit ist eine mechanische Eigenschaft von Metallen, die angibt, in welchem Maße ein Material gebogen, gedehnt oder gestaucht werden kann, bevor es bricht. Sie liegt zwischen Zugfestigkeit und Streckgrenze und wird als Prozentsatz der ursprünglichen Länge ausgedrückt.
F
Biegefestigkeit ist ein Begriff aus der Statik.
G
Die Legierung GH4169 ist eine Nickelbasis-Superlegierung, die aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften und guten Verarbeitbarkeit in der Flugzeugtriebwerksindustrie weit verbreitet ist.
Die Legierung GH4169 ermöglicht Betriebsbedingungen bis zu einer maximalen Einsatztemperatur von ca. 650 °C und erfüllt somit die Anforderungen an die Rotorkomponenten. Beispielsweise werden eine hohe Zugfestigkeit, Bruchzähigkeit, Oxidationsbeständigkeit und ausgezeichnete Zeitstandfestigkeit erreicht.
H
Hastelloy ist eine korrosionsbeständige Legierung auf Nickelbasis, die hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt wird: Nickel-Chrom-Legierung und Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung.
Hastelloy zeichnet sich durch gute Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität aus und findet Anwendung in der Luftfahrtindustrie und der chemischen Industrie. Hastelloy-Platten eignen sich für den Einsatz in verschiedenen chemischen Industrien, die oxidierende und reduzierende Medien verwenden.
Anwendungsgebiete, Wärmetauscher, Balgkompensatoren, chemische Anlagen, Rauchgasentschwefelung und Denitrifikation, Papierindustrie, Luft- und Raumfahrtanwendungen, saure Umgebungen.
Die Härte einer Legierung ist eine Eigenschaft, die den Oberflächenverschleiß und die Abriebfestigkeit bestimmt. Die Fähigkeit eines Werkstoffs, Verformungen durch Stöße zu widerstehen, hängt sowohl von seiner Härte als auch von seiner Duktilität ab.
Im Allgemeinen unterscheiden sich verschiedene Materialien in ihrer Härte; beispielsweise sind harte Metalle wie Titan und Beryllium härter als weiche Metalle wie Natrium und metallisches Zinn oder Holz und gewöhnliche Kunststoffe.
I
Inconel-Legierungen sind oxidations- und korrosionsbeständige Werkstoffe, die sich gut für den Einsatz in extremen Umgebungen unter Druck und Hitze eignen.
Beim Erhitzen bildet Inconel eine dicke, stabile, passivierende Oxidschicht, die die Oberfläche vor weiteren Angriffen schützt.
Inconel behält seine Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich und ist daher attraktiv für Hochtemperaturanwendungen, bei denen Aluminium und Stahl aufgrund thermisch induzierter Kristallfehlstellen kriechen würden. Die Hochtemperaturfestigkeit von Inconel wird je nach Legierung durch Mischkristallverfestigung oder Ausscheidungshärtung erzielt.
Inconel-Legierungen werden typischerweise bei Hochtemperaturanwendungen eingesetzt.
Gängige Handelsnamen für Inconel-Legierungen sind: Inconel 625, Inconel 718, Inconel X-750.
Incoloy bezeichnet eine Reihe von Superlegierungen, die von der Unternehmensgruppe Special Metals Corporation hergestellt werden.
Sie bestehen überwiegend aus Nickel und sind auf hervorragende Korrosionsbeständigkeit sowie Festigkeit bei hohen Temperaturen ausgelegt.
J
Die japanischen Industrienormen (JIS) sind die in Japan geltenden Normen für industrielle Tätigkeiten. Sie werden vom Japanischen Komitee für Industrienormen (JISC) koordiniert und von der Japanischen Normungsorganisation (JSA) herausgegeben. Das JISC setzt sich aus zahlreichen landesweiten Komitees zusammen und spielt eine zentrale Rolle bei der Standardisierung in ganz Japan.
K
L
M
Monel ist eine Gruppe von Nickellegierungen, die hauptsächlich aus Nickel (bis zu 67 %) und Kupfer sowie geringen Mengen an Eisen, Mangan, Kohlenstoff und Silizium bestehen.
Monel-Legierungen sind fester als reines Nickel und beständig gegen Korrosion durch viele Einflüsse, einschließlich schnell fließendem Meerwasser. Sie lassen sich leicht durch Warm- und Kaltumformung, spanende Bearbeitung und Schweißen verarbeiten.
Monel wurde 1901 von Robert Crooks Stanley, einem Mitarbeiter der International Nickel Company (INCO), entwickelt. Die Monel-Legierung 400 ist eine binäre Legierung mit dem gleichen Nickel-Kupfer-Verhältnis wie das natürlich vorkommende Nickelerz aus den Minen von Sudbury (Ontario) und gilt daher als reinste Legierung. Monel wurde nach dem Firmenpräsidenten Ambrose Monel benannt und 1906 patentiert. Ein „l“ wurde weggelassen, da Familiennamen damals nicht als Marken zugelassen waren. Der Name ist heute eine Marke der Special Metals Corporation.
Monel ist eine sehr teure Legierung, deren Kosten das Fünf- bis Zehnfache von Kupfer und Nickel betragen. Daher beschränkt sich ihr Einsatz auf Anwendungen, bei denen sie nicht durch günstigere Alternativen ersetzt werden kann. Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl ist Monel mehr als dreimal so teuer.
Wie bei den meisten Legierungen wird der Schmelzpunkt von Edelstahl nicht als Einzelwert, sondern als Temperaturbereich angegeben. Dieser Bereich liegt je nach Zusammensetzung der jeweiligen Legierung zwischen 1,400 und 1,530 °C (2,550 bis 2,790 °F; 1,670 bis 1,800 K; 3,010 bis 3,250 °R).
N
Der Begriff Nickellegierung bezeichnet ein Metall, das Nickel als eines seiner Hauptelemente enthält. Es gibt viele verschiedene Nickellegierungen, und ständig werden neue entwickelt oder hergestellt.
Einige Nickellegierungen werden aufgrund ihrer überlegenen Oxidations- und Kriechbeständigkeit als Superlegierungen bezeichnet, da sie bei Temperaturen von mehr als der Hälfte ihres Schmelzpunktes eingesetzt werden können.
O
Der Außendurchmesser (AD) eines hohlen, kreisförmigen Rohrs ist die Messung der Außenkanten des Rohrs durch dessen Mitte. Der Außendurchmesser eines Rohrs ist zusammen mit seiner Wandstärke für die Berechnung des Innendurchmessers unerlässlich.
P
Beizen ist das Verfahren, mit dem durch Schweißwärme entstandene Verfärbungen von der Oberfläche von Edelstahlkonstruktionen entfernt werden.
Q
In der Materialwissenschaft bezeichnet man als Abschrecken die schnelle Abkühlung eines Werkstücks in Wasser, Gas, Öl, Polymer, Luft oder anderen Flüssigkeiten, um bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen.
Eine Art der Wärmebehandlung, das Abschrecken, verhindert unerwünschte Niedertemperaturprozesse wie Phasenumwandlungen.
Dies geschieht durch die Verkürzung des Zeitfensters, in dem diese unerwünschten Reaktionen sowohl thermodynamisch günstig als auch kinetisch möglich sind; beispielsweise kann durch Abschrecken die Kristallkorngröße sowohl metallischer als auch plastischer Werkstoffe verringert und deren Härte erhöht werden.
R
S
Edelstahl, auch bekannt als Inox, korrosionsbeständiger Stahl (CRES) oder rostfreier Stahl, ist eine Eisenlegierung, die rost- und korrosionsbeständig ist. Er enthält mindestens 10.5 % Chrom und üblicherweise Nickel. Um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen, können ihm auch andere Elemente wie Kohlenstoff beigemischt sein. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl beruht auf dem Chrom, das eine Passivschicht bildet, welche das Material schützt und sich in Gegenwart von Sauerstoff selbst repariert.
Die Eigenschaften der Legierung, wie Glanz und Korrosionsbeständigkeit, sind in vielen Anwendungsbereichen nützlich. Edelstahl lässt sich zu Blechen, Platten, Stangen, Drähten und Rohren verarbeiten. Diese finden Verwendung in Kochgeschirr, Besteck, chirurgischen Instrumenten, Haushaltsgeräten, Fahrzeugen, Baumaterialien für große Gebäude, Industrieanlagen (z. B. in Papierfabriken, Chemieanlagen und Wasseraufbereitungsanlagen) sowie in Lagertanks und Tankwagen für Chemikalien und Lebensmittel.
Verschiedene Edelstahlsorten sind mit einer dreistelligen AISI-Nummer gekennzeichnet. Die Norm ISO 15510 listet die chemischen Zusammensetzungen von rostfreiem Stahl der Spezifikationen in den bestehenden Normen ISO, ASTM, EN, JIS und GB in einer nützlichen Austauschtabelle auf.
T
Titanlegierungen sind Legierungen, die eine Mischung aus Titan und anderen chemischen Elementen enthalten. Solche Legierungen weisen eine sehr hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit auf (selbst bei extremen Temperaturen).
Sie sind leicht, weisen eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf und sind in der Lage, extremen Temperaturen standzuhalten.
Die hohen Kosten für Rohstoffe und Verarbeitung beschränken ihren Einsatz jedoch auf militärische Anwendungen, Flugzeuge, Raumfahrzeuge, Fahrräder, medizinische Geräte, Schmuck, hochbeanspruchte Bauteile wie Pleuelstangen an teuren Sportwagen sowie einige Premium-Sportgeräte und Unterhaltungselektronik.
Obwohl Reintitan akzeptable mechanische Eigenschaften aufweist und für orthopädische und zahnärztliche Implantate verwendet wird, wird es für die meisten Anwendungen mit geringen Mengen Aluminium und Vanadium legiert, typischerweise 6 bzw. 4 Gewichtsprozent. Diese Legierung besitzt eine stark temperaturabhängige Festkörperlöslichkeit, wodurch sie eine Ausscheidungshärtung erfährt. Diese Wärmebehandlung erfolgt, nachdem die Legierung ihre endgültige Form erhalten hat, aber bevor sie eingesetzt wird. Dadurch lässt sich ein hochfestes Produkt deutlich einfacher herstellen.
U
V
Die Vickers-Härte ist ein Maß für die Härte eines Materials und wird aus der Größe des Eindrucks berechnet, der unter Belastung durch einen pyramidenförmigen Diamant-Eindringkörper erzeugt wird.
Der in den 1920er Jahren von Ingenieuren der Firma Vickers Ltd. in Großbritannien entwickelte Diamantpyramiden-Härtetest, wie er auch genannt wurde, ermöglichte die Erstellung einer kontinuierlichen Skala vergleichbarer Zahlen, die die große Bandbreite der in Stählen vorkommenden Härten genau widerspiegelte.
X
Edelstahl der Güteklasse X22CrMoV12-1 wird auch als Edelstahl 1.4923 bezeichnet.
Edelstahl der Güteklasse X22CrMoV12-1 ist eine Kombination aus den Elementen Chrom, Molybdän, Vanadium und Nickel.
Durch den Zusatz von Vanadium weist es eine erhöhte Kriechfestigkeit auf. Die Beständigkeit gegen Zunderbildung ist bis ca. 600 °C gegeben. Die Korrosionsbeständigkeit in natürlicher Umgebung ist aufgrund des relativ geringen Chromgehalts begrenzt.
Edelstahl der Güte X22CrMoV12-1 findet breite Anwendung im Turbinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Druck- und Dampfkesseln.
Y
Die Streckgrenze ist definiert als die maximale Spannung, die ein Material aushält, bevor plastische Verformung einsetzt.
Der Begriff „Streckgrenze“ wird typischerweise im Zusammenhang mit duktilen Werkstoffen, also Werkstoffen, die sich verformen können, verwendet.
Z
Irconiumlegierungen sind feste Lösungen von Zirkonium oder anderen Metallen; eine häufige Untergruppe trägt den Markennamen Zircaloy.
Zirkonium besitzt einen sehr geringen Absorptionsquerschnitt für thermische Neutronen, hohe Härte, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit. Eine der Hauptanwendungen von Zirkoniumlegierungen liegt in der Kerntechnik, insbesondere als Brennstabhüllrohr in Kernreaktoren, vor allem in Wasserreaktoren.
Eine typische Zusammensetzung von Zirkoniumlegierungen in Nuklearqualität besteht aus mehr als 95 Gewichtsprozent Zirkonium und weniger als 2 Prozent Zinn, Niob, Eisen, Chrom, Nickel und anderen Metallen, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit hinzugefügt werden.
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