Metallische Werkstoffe: Eigenschaften, Bearbeitung und Schutz

Metallische Werkstoffe: Allgemeine Eigenschaften

• Hoher Durchgangswiderstand
• Hohe Belastbarkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen, jedoch mit antagonistischen Eigenschaften
• Gutes Verhalten im Außenbereich
• Härte
• Verformbarkeit und grundlegende Aspekte der Elastizität

Spezifische Eigenschaften metallischer Werkstoffe

Metallische Werkstoffe weisen eine Vielzahl spezifischer Eigenschaften auf, darunter:

• Verformbarkeit: Anpassung plastischer Eigenschaften bei geringer Dicke, fördert lineare Duktilität.
• Drahtziehfähigkeit: Metalle lassen sich leicht zu Drähten verformen.
• Zähigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen innere Spannungen und Zugfestigkeit, auch bei starker Verformung.
• Sprödigkeit
• Härte
• Elastizität
• Lötbarkeit
• Oxidierbarkeit
• Elektrische Leitfähigkeit
• Wärmeleitfähigkeit
• Kompaktheit
• Hohe Kapazität für plastische Verformung und Elastizität
• Opazität und Glanz

Bearbeitung metallischer Werkstoffe

Formgebende Verfahren

Schmieden

Eine Methode zur Materialbearbeitung durch Schlagen, beispielsweise von Weicheisen.

Walzen (Laminieren)

Am häufigsten wird ein Walzenpaar verwendet, um dem Material eine bestimmte Dicke zu verleihen.

Ziehen

Ein Verfahren, bei dem das Material durch eine Matrize gezogen wird, um seine Form zu ändern, oft zur Herstellung von Drähten.

Gießen

Das Material wird geschmolzen und in eine Form der gewünschten Art gegossen, anschließend lässt man es abkühlen.

Stahl

Mechanische Behandlungen

Mechanische Behandlungen dienen dazu, dem Werkstück eine bestimmte Form oder Eigenschaften zu verleihen. Sie können kalt (unterhalb der Rekristallisationstemperatur) oder warm (oberhalb der Rekristallisationstemperatur) durchgeführt werden.

Arten von Behandlungen:

• Schmieden: Formen durch Schläge.
• Walzen: Das Werkstück wird durch zwei Walzen geführt.
• Ziehen: Heiß oder kalt, um das Metall zu einem Faden zu dehnen.
• Gießen: Das flüssige Material wird in eine Form gebracht, um eine gewünschte Gestalt zu erhalten.

Wärmebehandlungen

Durch Erwärmen oder Abkühlen des Materials nach bestimmten Verfahren werden Größe, Qualität und Korngröße (Mikrostruktur) beeinflusst.

Typen:

• Normalisieren: Erhitzen auf Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur und Abkühlen an der Luft. Ergibt einen weichen und zähen Werkstoff.
• Härten: Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Normalisierungstemperatur und schnelles Abkühlen. Ergibt ein härteres und zugfesteres Material.
• Glühen: Erhitzen des Metalls und langsames Abkühlen.
• Anlassen: Wird nach dem Härten durchgeführt; die Abkühlung ist langsamer als beim Härten.

Oberflächenbehandlungen

Die Änderung der Oberflächeneigenschaften erfolgt durch Erhitzen und/oder Zugabe von Chemikalien.

Korrosion und Oxidation

Elektrochemische Korrosion (Nasskorrosion)

Tritt auf, wenn Metalle mit Wasser, Salzlösungen, Säuren usw. in Kontakt kommen.

Trockene Korrosion (Oxidation)

Eine Reaktion von Metallen mit ihrer Umgebung, die nicht durch Wasser, sondern durch Sauerstoff aus der Atmosphäre verursacht wird.

Methoden zum Korrosionsschutz

Diese Methoden umfassen die Maximierung der Metalleigenschaften, die Isolation von aggressiven Umgebungen, die richtige Auswahl von Metallen und Legierungen sowie die Verwendung korrosionsbeständiger und homogener Materialien.