Lektion 3 Die Legierungen

Eine Legierung ist ein metallischer Werkstoff, der aus mindestens zwei Elementen besteht, die gemeinsam das metalltypische Merkmal des kristallinen Aufbaus mit Metallbindung aufweisen.

Das Verhalten der Elemente in einer Legierung und ihr Einfluss auf deren Eigenschaften ist in der Regel von drei Faktoren abhängig: Art und Anzahl der Legierungspartner, ihr Massenanteil an der Legierung sowie der Temperatur. Diese Faktoren bestimmen die jeweilige Aufnahmefähigkeit, das heißt Löslichkeit, des einen Elementes im anderen und ob die Legierungspartner Mischkristalle oder Gemische aus solchen und Primärkristallen eines Legierungsbestandteils bilden.

Das Zeitwort „legieren“ stammt ursprünglich aus dem lateinischen „ligare“ und bedeutet „zusammenbinden“, verbinden oder auch vereinigen. Im 17. Jahrhundert wurde das inzwischen leicht abgewandelte „legare“ (von gleicher Bedeutung) ins Deutsche übernommen.

Das Legierungselement kann mit dem Grundelement eine feste Lösung (einphasige Legierung) bilden oder es bilden sich mehrere Phasen. Während bei einphasigen Legierungen die Eigenschaften im Wesentlichen durch die chemische Zusammensetzung bestimmt werden, werden diese bei mehrphasigen Legierungen zusätzlich maßgeblich durch die Verteilung der Phasen beeinflusst. Basismetall und Legierungselemente werden auch Komponenten einer Legierung genannt. Mischkristalle weisen eine höhere Härte und Zugfestigkeit jedoch eine geringere Schmelztemperatur als das Basismetall auf. Bei Metallen sinkt zudem die elektrische Leitfähigkeit. Für die relativ weichen, reinen Metalle ist die Mischkristallverfestigung eine von vier möglichen festigkeitssteigernden Vorgängen um einen harten Werkstoff herzustellen.

Mit der Erstarrung einer vergossenen Legierung ist die Kristallisation nicht in jedem Fall abgeschlossen. Bestimmte Legierungen können auch noch als Gußstück - kalt ausgelagert, oder erwärmt - ("angelassen") ihre mechanischen Eigenschaften (Bruchfestigkeit, Härte, Dehnung) verbessern. Bei Knetlegierungen ist die das Gefüge verfestigende Umkristalisation durch Kaltauslagerung oder Warmbehandlung sogar Voraussetzung für die Fertigung von Halbzeug.

Beispiele für natürliche Legierungen sind Elektrum, eine Gold-Silber-Legierung, und Stibarsen, eine Antimon-Arsen-Legierung.

Bei künstlich hergestellten Legierungen unterscheidet man solche, die bewusst hergestellt wurden, um Werkstoffeigenschaften (der „Basismetalle“ auf die gewünschte Weise zu ändern, und solche, die unbeabsichtigt entstehen, weil Fremdstoffe bereits durch die Herstellung in die Legierung gelangen und negative Wirkungen auf die Werkstoffeigenschaften ausüben können. Beispiele sind unter anderem Bismut und/oder Arsen in Messingen, ebenso Bismut in AlSi-Legierungen, wo es die Gefüge ausbilung stark beeinträchtigt.

Je nach Anzahl der Komponenten in der Legierung spricht man von einer Zwei-, Drei-, Vier- oder Mehrstofflegierung, wobei nur diejenigen Komponenten gezählt werden, die die charakteristischen Eigenschaften bestimmen. Da Eisen und Stahl in der Technik von besonderer Bedeutung sind, werden Legierungen in Eisen- und Nichteisen-Legierungen unterteilt.

Wortschatz

1. die Metallbindung металлическая связь

2. der Massenanteil массовая доля

3. die Aufnahmefähigkeit поглотительная [поглощающая] способность; впитывающая способность

4. die Löslichkeit растворимость

5. das Gemische смесь

6. das Zeitwort глагол

7. zusammenbinden соединять

8. die Lösung раствор

9. das Basismetall металл-основа

10. das Legierungselement легирующий элемент

11. die Verfestigung закрепление

12. die Knetlegierung деформируемый сплав

13. die Kaltauslagerung холодное вылёживание, естественное старение

14. die Warmbehandlung термообработка

15. das Halbzeug полуфабрикат

16. das Elektrum(die Elektron) электрум

17. das Stibarsen стибарсен

18. das Antimon стибій, сурма

19. das Arsen арсен, миш'як

20. künstlich искусственный

21. die Fremdstoffe примеси

22. das Messing латунь

23. die AlSi –Legierung алюминиево-кремниевый сплав

24. beeinträchtigen причинить вред