Legierungen

…sind Gemische aus 2 oder mehreren Elementen, von denen mindestens eines ein Metall ist.

Arbeitsblatt Legierungen

Bronze

Die wohl erste bewusst hergestellte und eingesetzte Legierung war Bronze, ein Gemisch aus Kupfer und Zinn.

Bronze ist härter als die beiden Einzelmetalle und kann je nach Kupferanteil von rotbraun bis rotsilbrig gefärbt sein. Damit eröffnete sich die Möglichkeit Schnittwerkzeuge, Alltagsgegenstände und Schmuck von großer Schönheit und Beständigkeit herzustellen.

Die Hochzeit der Benutzung dieser Legierung liegt mehr als 3000 Jahre zurück. Sie wurde die Bronzezeit genannt. In Mitteleuropa war das 2200 Jahre bis 800 vor dem Beginn unserer Zeitrechnung .

Bild von Lathish MV auf Pixabay

Gelangt kein Wasser an die Bronze, so überzieht eine dünne Schicht aus farblosem bis schwarzem Rost die gesamte Figur.

Bild von Couleur auf Pixabay

Wasser jedoch sorgt für die Bildung von weiteren nicht farblosen Substanzen und die bilden eine farbige Schicht (Patina) aus.

Messing

Kupfer färbt auch diese Legierung so charakteristisch. Hier sind goldfarbene Materialen gefragt und beliebt. Allerdings nicht immer bei Leuten, die es ehrlich mit uns meinen. So findet man immer wieder Schmuckstücke, die als „Gold“ angepriesen werden. Dieser Effekt ist jedoch nicht von Dauer und so färbt sich das gute Stück schon nach wenigen Wochen oder Monaten schwarz. Es rostet. Und das tut Gold nicht!

Messing ist eine meist goldfarbene Legierung aus Kupfer und Zink.

Bild von Christoph Schütz auf Pixabay
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Eisenlegierungen – Stahl

Die ersten Eisenlegierung – so zeigen die frühesten Funde- enthielten immer wieder Nickel als 2. Komponente. So kann davon ausgegangen werden, dass die Menschen diesen metallischen Werkstoff an der Erdoberfläche fanden und formten. Die Sumerer – ein frühes Handelsvolk aus dem Mittelmeerraum- nannten das Eisen das „Himmelsmetall“.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/24/Iron_sickle%2C_torc_and_adze.JPG

Erst die selbst gewonnenen Eisenlegierungen sind Stähle, da sie durch die Verwendung von mit Kohle und Holz betriebenen Öfen das Element Kohlenstoff in das Eisen einschleusten. Eine Legierung aus zumindest Eisen und Kohlenstoff heißt Stahl.

Bild von Pexels auf Pixabay

Über die Stahlherstellung erfahren wir an anderer Stelle mehr … Hier!

Eine Liste von Legierung findest du bei:

https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Liste_der_Legierungen
(entspricht der Wikipedia -Liste)

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Stahl

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Inzwischen zählen wir mehr als 5000 Legierungen mit dem Namen Stahl.


Stahl ist eine eisenhaltige Legierung, die maximal 2% Kohlenstoff enthält. Der Gehalt an Schwefel oder Mangan variiert ebenso wie der Phosphorgehalt und die Anteile an weiteren eigenschaftsbeeinflussenden Metallen und Nichtmetallen. Stoffe, die den Stahl in seinen Eigenschaften verschlechtern, nennt man Störstoffe. Eigenschaftsverbessernd sind vor allem die Legierungsmetalle wie Chrom, Nickel, Vanadium, Titan, Aluminium und einige mehr.

Stahl wird direkt im Anschluss an den Hochofenprozess in benachbarten Stahlfabriken hergestellt. Dazu wird das Roheisen aus dem Hochofen in offenen Pfannen in das Stahlwerk transportiert und dort in einem ersten Schritt von seinen Störstoffen befreit, danach im 2. Schritt mit den eigenschaftsverbessernden Stoffen legiert.

Stahl, an interactive worksheet by Jens Grescho
liveworksheets.com

Hier findest Du eine Liste der Legierungselemente und ihren Einfluss : (LINK)

Einen guten Überblick über die Stahlsorten und ihre Benennung liefert LINK.

Stahl wird zum großen Teil aus Roheisen gewonnen, aber auch die Direktgewinnung aus Schrott ist üblich (sh. unten)

Warum Roheisen nicht direkt verwendet werden kann und wie daraus Stahl wird sieht man hier ..

https://youtu.be/5V_arViunaU

Eine ausführlichere Variante…

Variante 2

Stahl aus Schrott, auch das geht…

Der Elektrostahlofen

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