Metalle lassen sich in eine überschaubare Anzahl von Gruppen einteilen, und das Verständnis dieser Gruppen bildet die Grundlage für den Umgang mit Metallgüten. Physikalisch gesehen ist ein Metall ein Stoff mit hellem Glanz, der Wärme und Elektrizität gut leitet; Metalle unterscheiden sich in ihrer Härte, Dichte, Formbarkeit und Duktilität. Sie lassen sich biegen, strecken, bohren, gießen, nieten, schweißen, schneiden, verdrehen und falten – und das alles mit großer Präzision. Grob unterteilt lassen sich Metallgüten in drei Gruppen einteilen: Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und Legierungen.
Die Eisengruppe besteht hauptsächlich aus Eisen. Um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen, können geringe Mengen anderer Metalle oder Elemente wie Kohlenstoff, Mangan, Nickel, Chrom und Wolfram beigemischt werden. Die meisten, wenn auch nicht alle Eisenlegierungen sind leicht magnetisch und weisen eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf. So neigen Eisenlegierungen beispielsweise zu einer gewissen Oxidation, die als Rost bezeichnet wird und eine charakteristische rötliche Farbe aufweist. Während die meisten Eisenmetalle nur schwach magnetisch sind, weisen einige wenige, darunter Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen, ausgeprägte magnetische Eigenschaften auf – ein Phänomen, das als Ferromagnetismus bezeichnet wird.
Nichteisenmetalle sind Metalle, die kein Eisen enthalten. Sie sind nicht magnetisch und in der Regel korrosionsbeständiger als Eisenmetalle. Zu den gängigen Beispielen zählen Aluminium, Kupfer, Blei, Zink und Zinn.
Einige Nichteisenmetalle sind reine Metalle, das heißt, sie bestehen aus einem einzigen Element und enthalten daher nur eine Art von Atom. Zu den gängigen reinen Metallen zählen Aluminium, Kupfer, Eisen, Blei, Zink, Zinn, Silber und Gold.
Eine Legierung ist ein neues Metall, das durch das Vermischen von zwei oder mehr Metallen – und manchmal auch anderen Elementen – entsteht. Die Bandbreite möglicher Legierungen ist praktisch unbegrenzt, wobei jede Kombination ihre ganz eigenen Eigenschaften aufweist. Diese Möglichkeit, die Eigenschaften individuell anzupassen, ist einer der Hauptgründe dafür, dass Metallsorten so vielseitig einsetzbar sind.
Metalle eignen sich besonders gut für die Massenproduktion und kommen in Gebäuden, Brücken, Autos, Schiffen, Aluminiumpfannen, Münzen und unzähligen anderen Produkten zum Einsatz. Im Gegensatz dazu werden Edelmetalle wie Gold und Silber oft von erfahrenen Handwerkern zu Ringen, Kelchen und anderen Gegenständen von großer Schönheit verarbeitet.
Einige Metalle haben hochspezialisierte Verwendungszwecke. Radioaktive Metalle wie Uran und Plutonium werden in Kernkraftwerken zur Energieerzeugung durch Kernspaltung eingesetzt. Quecksilber, das bei Raumtemperatur flüssig ist, wird in Schaltern verwendet, wo es einen Stromkreis schließt, wenn es über die Schaltkontakte fließt. Formgedächtnislegierungen kommen beispielsweise in Rohren, Befestigungselementen und Gefäßstents zum Einsatz.
Zu den am häufigsten verwendeten Metallen zählen Eisen, Aluminium, Kupfer, Titan, Zink und Magnesium.
Abbildung 1: Gängige Verwendungszwecke und Anwendungsbereiche von Metallgüten
Die Einteilung von Metallen in Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und Legierungen ist ein nützlicher Ausgangspunkt, stellt jedoch nur eine Perspektive dar, wie Werkstoffe beschrieben und ausgewählt werden. In den weiteren Teilen unserer Metall-Reihe werden die anderen Aspekte beleuchtet. „Metallzusammensetzung“ geht den Güteklassen auf den Grund und zeigt, wie die Mischung der Elemente die Eigenschaften eines Werkstoffs prägt, während „Metalleigenschaften“ das mechanische und physikalische Verhalten erläutert, das darüber entscheidet, wo sich die jeweilige Güteklasse bewährt. Sobald Sie mit echten Dokumenten arbeiten, behandelt „Metallspezifikationen“ die Unterlagen, die einen Werkstoff präzise definieren, und „Metallnormen“ erläutert die übergeordneten Rahmenbedingungen, in die diese Dokumente eingebettet sind. Und wenn eine Güteklasse mit ihrem Pendant in einem anderen System abgeglichen werden muss, zeigen „Metalläquivalente und Querverweise“, wie dies geschieht.
Metallsorten werden im Allgemeinen in drei Gruppen eingeteilt: Eisenmetalle, die hauptsächlich aus Eisen bestehen; Nichteisenmetalle, die kein Eisen enthalten; und Legierungen, die durch die Verbindung von zwei oder mehr Metallen oder Elementen entstehen.
Eisenmetalle bestehen hauptsächlich aus Eisen, sind in der Regel leicht magnetisch und neigen zu Korrosion oder Rostbildung. Nichteisenmetalle enthalten kein Eisen, sind im Allgemeinen nicht magnetisch und weisen meist eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf. Aluminium, Kupfer, Blei, Zink und Zinn sind gängige Beispiele für Nichteisenmetalle.
Ein reines Metall besteht aus einem einzigen Element und enthält daher nur eine Art von Atom. Zu den gängigen reinen Metallen zählen Aluminium, Kupfer, Eisen, Blei, Zink, Zinn, Silber und Gold.
Eine Legierung ist ein neues Metall, das durch das Vermischen von zwei oder mehr Metallen – und manchmal auch anderen Elementen – entsteht. Durch das Legieren lässt sich eine nahezu unendliche Vielfalt an Werkstoffen herstellen, von denen jeder seine ganz eigenen Eigenschaften aufweist.
Zu den am häufigsten verwendeten Metallen zählen Eisen, Aluminium, Kupfer, Titan, Zink und Magnesium, die jeweils aufgrund einer bestimmten Kombination aus Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten geschätzt werden.