Legierung

Eine Legierung ist ein metallischer Werkstoff, der aus mindestens 2 Elementen besteht. Dabei ist mindestens eines dieser Elemente ein Metall, dessen Eigenschaften durch die gezielte Zugabe von weiteren Elementen bewusst beeinflusst wird. Diese Elemente werden als Legierungselemente bezeichnet und werden direkt beim Herstellungsprozess zugefügt. Die dabei entstehenden Verbindungen weisen ebenfalls einen metallischen Charakter auf.

Durch Legierungsbildung lassen sich unter anderem die mechanischen Festigkeiten, die Duktilität, die Korrosionsbeständigkeit, die Gefügestabilität oder die Verschleißbeständigkeit verbessern. Auch die Herstellung von Hochtemperaturwerkstoffen bedarf einer exakten Abstimmung der unterschiedlichen Legierungselemente.

Für technische Anwendungen kommen reine Metalle nur überaus selten zum Einsatz, da die mechanischen Eigenschaften der Reinelemente nicht den praktischen Anforderungen entsprechen. Erst durch Legierungsbildung lassen metallische Werkstoffe herstellen, die praktisch vielseitig genutzt werden können. Die technisch bedeutendste Legierung ist Stahl, welche vorwiegend aus Eisen mit maximal 2 Prozent Kohlenstoff besteht. Aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeit ist Stahl eine der am häufigsten eingesetzten Legierungen im Baugewerbe, Schiffbau, Schienenbau und der Elektrotechnik sowie bei der Herstellung von Fahrzeugen, Maschinen und Anlagen.

In Anwendungsfeldern in denen besonders die Gewichtseinsparung im Vordergrund steht, wie dies z. B. im Fahrzeugbau, Luftfahrt oder Raumfahrt der Fall ist, kommen häufig sogenannte Leichtmetalllegierungen zum Einsatz. Dies sind metallische Legierungen deren Dichte unter etwa 5 Gramm pro Kubikzentimeter liegt. Dazu zählen z. B. Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen und Titanlegierungen.

Weitere häufig eingesetzte Legierungen im Maschinenbau, Apparatebau, Kraftwerksbau oder der Elektroindustrie sind Messing und Bronze. Dabei ist Messing eine Legierung aus Kupfer und Zink, wohingegen Bronze aus Kuper und Zinn besteht. Für Hochtemperaturanwendungen kommen häufig Nickelbasislegierungen, Cobaltbasislegierungen, Nickelaluminide oder Titanaluminide zum Einsatz.

Durch eine Legierungsoptimierung lassen sich die Eigenschaften der Werkstoffe sehr gezielt an die Anforderungen im Einsatz anpassen. So kann z. B. durch die Entwicklung von temperaturbeständigen Werkstoffen der Wirkungsgrad von Turbinen und Anlagen gesteigert werden, was zu einer Erhöhung der Energieeffizienz führt.

Englische Übersetzung(en):

alloy