Liste der Legierungselemente

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Dies ist eine unvollständige, alphabetisch geordnete Liste von Legierungselementen und ihrer erwünschten (positiven) als auch unerwünschten (negativen) Wirkungen auf das jeweilige Basismetall:

Aluminium (Al)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Aluminium ist ein starkes Desoxidationsmittel zur Stahlberuhigung. Es bildet mit Stickstoff Nitride (Nitrierstahl) und erhöht die Zunderbeständigkeit in hitzebeständigen Stählen. Durch Erhöhung der Koerzitivkraft wird es in Dauermagnetlegierungen verwendet.

im Magnesium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Festigkeitssteigerung. Von den Magnesiumlegierungen gelten MgAl als wichtigste Gruppe.

Arsen (As)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Kupfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Arsen bildet als Weißkupfer einen Silberersatz.
negativ
Arsen ist toxisch.

Beryllium (Be)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Beryllium schnürt das γ-Gebiet (Austenit) ab; wirkt als starkes Desoxidationsmittel; erhöht die Ausscheidungshärtung.
negativ
Beryllium senkt die Zähigkeit.

im Kupfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Beryllium erhöht die Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit. Uhrfedern aus dieser Legierung halten daher eine viel größere Zahl von Lastwechseln aus als Stahlfedern. Zudem ist diese Legierung kaum magnetisierbar
Als Legierungszusatz ermöglicht es die Herstellung funkenfreier Werkzeuge im Kohlebergbau.

im Nickel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Beryllium erhöht stark die Härte und Korrosionsbeständigkeit.

im Magnesium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Beryllium verringert die Brandneigung (Oxidation) von Magnesiumschmelzen.

Blei (Pb)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allgemein[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv

Geringe Mengen Blei (bis 2 %) erhöhen die Zerspanbarkeit. Wird in verschiedenen Legierungen zu diesem Zweck zugesetzt. Diese werden allgemein als Automatenlegierung bezeichnet, beispielsweise Automatenstahl.

negativ

Gesundheitliche Probleme und gesetzliche Beschränkungen.

im Kupfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bleibronzen werden als Lagermetall für Verbrennungsmotoren verwendet.

Bor (B)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Bor ist ein starker Neutronen-Absorber und findet bei der Herstellung von Stählen für den Atomkraftwerksbau Anwendung. Es erhöht Streckgrenze und Festigkeit.
negativ
Bor senkt die Korrosionsbeständigkeit. Es vermindert bei Gusseisen mit Kugelgraphit die Perlitisierung, bildet bei Gehalten über 0,001 % Carbide und führt damit zur Versprödung.

Cer (Ce)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Cer ist ein starkes Desoxidationsmittel und erhöht die Zunderbeständigkeit. Bei Gusseisen mit Kugelgraphit fördert es die Bildung von Kugelgraphit. Cer-Eisen-Legierungen (bis 30 % Eisen) sind pyrophor.

Chrom (Cr)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Chrom senkt stark die kritische Abkühlgeschwindigkeit, steigert Verschleißfestigkeit, Warmfestigkeit und Zunderbeständigkeit. Als Carbidbildner (Chromcarbid) steigert es stark die Zugfestigkeit. Ab 12,2 % Massengehalt steigert es die Korrosionsbeständigkeit (nichtrostender Stahl). Es wirkt Ferrit-stabilisierend, bei geringen Zugaben weitet es aber auch das Austenit-Gebiet zu niedrigeren Temperaturen aus.
negativ
Chrom verringert die Kerbschlagarbeit und Schweißeignung, senkt Wärme- und elektrische Leitfähigkeit, Haltepunkt A1 wird stark (um 20 bis 30 K je 1 % Cr, jedoch nur bis 3 %) nach oben verschoben.

Kohlenstoff (C)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Kohlenstoff senkt den Schmelzpunkt, erhöht durch Zementit-(Fe3C)-Bildung Härte und Zugfestigkeit. Stahl lässt sich erst ab einem Gehalt von 0,3 % härten.
negativ
Kohlenstoff erhöht bei höheren Gehalten die Sprödigkeit und senkt deshalb Schmiedbarkeit, Schweißeignung, Bruchdehnung und Kerbschlagarbeit.

Siehe auch: Kohlenstoffstahl

Kupfer (Cu)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Aluminium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Kupfer erhöht die Härte und Festigkeit deutlich, es entsteht durch Ausscheidungshärtung die Legierung Duraluminium. Hauptlegierungselement in Aluminium-Kupfer-Legierungen, und als Zusatz in vielen weiteren.
negativ

Erhöht die Korrosion

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Kupfer erhöht die Witterungsbeständigkeit.
negativ
Kupfer senkt die Festigkeit und verschlechtert die Schweißeignung.

im Gold[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Kupfer erhöht die Härte und elektrische Leitfähigkeit, verändert den Farbton (dunkler, rötlicher), zudem ist die Legierung billiger als reines Gold.
negativ
Kupfer senkt die Korrosionsbeständigkeit.

im Zink[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Kupfer verbessert das Kriechverhalten, erhöht die Dauerfestigkeit und zusammen mit Blei die Zerspanbarkeit.

Mangan (Mn)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Mangan bildet tropfenförmige, höherschmelzende MnS-FeS-Mischsulfide, die die Rotbruch-Neigung mindern.
negativ
Der Haltepunkt A1 wird um 10 K je 1 % Mn nach unten verschoben.

im Magnesium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Mangan erhöht die Korrosionsbeständigkeit.

im Aluminium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv

Erhöht die Festigkeit. Siehe Aluminium-Mangan-Legierung.

Molybdän (Mo)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Molybdän verbessert Härtbarkeit und Zugfestigkeit. Wichtiges Legierungselement in vielen Schnellarbeitsstählen.
negativ
Molybdän verschiebt den Haltepunkt A1 schwach nach oben, senkt Schmiedbarkeit und Dehnung.

Nickel (Ni)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Nickel erhöht bei Baustählen die Streckgrenze und Kerbschlagzähigkeit und bei Einsatzstählen sowie bei Vergütungsstählen die Zähigkeit, erweitert das γ-Gebiet und bewirkt dadurch in korrosions- und zunderbeständigen Chrom-Nickel-Stählen die Austenitstruktur. Hohe Nickelgehalte im Invar bewirken kleine oder zum Teil negative Wärmeausdehnungskoeffizienten.
negativ
Nickel senkt den Haltepunkt A1 um 10 K je 1 % Ni nach unten.

Phosphor (P)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Phosphor erhöht Zugfestigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit, Spanbarkeit und Gießbarkeit. Wird in manchen Stahlgusssorten und Automatenstahl bewusst zulegiert.
negativ
Phosphor verschiebt den Haltepunkt A1 schwach nach oben und sorgt für eine starke Abschnürung des Gamma-Gebietes, was zu einer Erhöhung der Seigerung führt. Schon geringste Mengen erhöhen die Empfindlichkeit gegen Anlassversprödung.

Schwefel (S)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Schwefel erhöht die Zerspanbarkeit, vor allem zusammen mit Mangan mit dem es Mangansulfid bildet. Wird in Automatenstahl genutzt.
negativ
Schwefel mindert die Duktilität und Festigkeit durch Bildung von Eisensulfid.

Silicium (Si)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Silicium ist ein Desoxidationsmittel zur Stahlberuhigung, erhöht die Zunderbeständigkeit, macht die Schmelze dünnflüssiger, ist ein Mischkristallhärter und behindert die Bildung von Carbiden. Viele Stahlguss- und alle Gusseisensorten enthalten 1 bis 2 % Silicium.
negativ
Silicium mindert die Zähigkeit, der Haltepunkt A1 wird stark (um 20 - 30 K je 1 % Si, jedoch nur bis 3 %) nach oben verschoben.

im Aluminium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wird als Hauptlegierungselement genutzt in den Aluminium-Silicium-Legierungen, die vor allem als Gusslegierung verwendet werden. Senkt den Schmelzpunkt und die Volumendifferenz beim Erstarren. Bildet zusammen mit Magnesium intermetallische Phasen die zum Aushärten von Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen verwendet werden.

Stickstoff (N)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Stickstoff erweitert das γ-Gebiet im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, stabilisiert das austenitische Gefüge, erhöht in austenitischen Stählen die Streckgrenze, die Festigkeit und die Korrosionsfestigkeit (PREN).
negativ
Verminderung der Zähigkeit, begünstigt interkristalline Spannungsrisskorrosion in unlegierten und niedriglegierten Stählen.

Titan (Ti)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Titan verhindert interkristaline Korrosion durch Bildung von Titancarbid (TiC).

Vanadium (V)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Als Carbidbildner steigert Vanadium stark die Zugfestigkeit.
negativ
Vanadium verschiebt den Haltepunkt A1 schwach nach oben.

Wolfram (W)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Eisen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Als Carbidbildner Wolframcarbid) steigert Wolfram stark die Zugfestigkeit und die Härte, da es viele seiner Eigenschaften mehr oder weniger gut auf seine Legierungen 'überträgt'. Auch die Warmfestigkeit und Verschleißfestigkeit nimmt zu. Hauptlegierungselement in einigen Schnellarbeitsstählen.
negativ
Der Haltepunkt A1 wird durch Wolfram schwach nach oben verschoben.

in Hartmetallen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch Bildung von Wolframcarbid als Härteträger und Hauptbestandteil in vielen Hartmetallsorten.

Zink (Zn)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Kupfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Als Legierungsbestandteil in Messing, ca.30 + 40 %, erhöht es dessen Festigkeit, verbessert Verformbarkeit, Kalt-Verfestigung, Korrosionsbeständigkeit und Gleiteigenschaften.
Zusammen mit Nickel bildet es das Neusilber.

Zinn (Sn)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

im Kupfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

positiv
Als Legierungsbestandteil bis zu 22 % in Bronze erhöht es Elastizität, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Gießbarkeit.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]