Zu den gängigsten Metalllegierungen gehört Stahl. Es ist ein sehr beliebter Rohstoff. Der stark gefragte Stahl ist ein Material, daraus, unter anderem Zäune, Geländer und Treppen gefertigt werden. Was sollte man in puncto Stahl und Metalllegierungen wissen?
Woraus besteht der Stahl?
Stahl ist ein Werkstoff, der überwiegend aus Eisen mit geringem Kohlenstoffanteil besteht. Als Stahl werden aus Erz verschmolzene Legierungen aus genannten Eisen und Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2,1% bezeichnet. Die begleitenden Bestandteile sind Phosphor, Stickstoff und Schwefel.
Zu den weiteren Bestandteilen zählen Mangan, Chrom, Nickel, Silizium und Molybdän, jedoch nicht unbedingt. Im Übrigen kann Stahl auf zwei Arten hergestellt werden. Einerseits in einem Hochofen aus Eisenerz und Koks, andererseits im Elektroofen aus wiedergewonnenem Stahl.
Wodurch zeichnet sich die Metalllegierung aus?
Eine Metalllegierung ragt dadurch hervor, dass sie fester als reines Metall ist. Aus diesem Grund ist Stahl robuster als Aluminium, obzwar dieses Metall immer häufiger gewählt wird. Alu ist in, trotz der Tatsache, dass Stahl solider und strapazierfähiger ist. Das Aluminium muss zwar nicht verzinkt werden, jedoch wird es nicht vor der galvanischen Korrosion geschützt.
Weiterhin sind, beispielsweise Zaunanlagen aus Metalllegierungen mindestens gleich langlebig. Stahl als Beispiel für die Metalllegierung vereint in sich alle guten Eigenschaften. Kennzeichnend dafür ist die Festigkeit. Er weist in diversen Beschaffenheiten die höchste Stabilität auf.
Welche Metalle werden in der Bauindustrie als reines Metall verwendet?
In der Bauindustrie verwendet man einige Metalle ohne irgendwelche Beigaben. Das reine Metall ist ein Metall, das in reiner Form, d.h. nicht in einer Legierung mit einem anderen Metall vorliegt (Reinmetall). Zu den bekanntesten Metallen gehören Aluminium, Kupfer, Zink, Nickel und Magnesium. Im Bauwesen macht man häufig vom besagten Aluminium Gebrauch. Dagegen ist reines Eisen zu weich.
Reine Metalle finden nur selten Verwendung als Werkstoffe. Zwar besitzen reine Metalle die größte Leitfähigkeit, jedoch ist es lediglich bei elektrischen Leitungen nützlich. Die seltene Verwendung folgt daraus, dass ihr Schmelzpunkt über dem der Metallgemische liegt. Dagegen heißt der tiefste Schmelzpunkt bei bestimmten Zusammensetzungen Eutektikum.
Warum sind Metalllegierungen stärker?
Metalllegierungen sind härter. Man unterscheidet die erwähnten Eisenlegierungen. Außerdem bestehen ja auch NE-Metalle. Es sind Nichteisenmetalle sowie Metalllegierungen, bei denen kein Eisen vorhanden ist. Es darf mindestens kein Hauptelement sein. Legierungen sind kurz und bündig Stoffsysteme aus zwei oder mehreren Metallen, die die guten Eigenschaften beider besitzen. Legierungen sind deswegen härter, weil die einzelnen Atomschichten im Gitter bei Anwesenheit von Atomen, die von unterschiedlichen Größen sind, nicht mehr so leicht gegeneinander verschoben werden.
Wie kann man das Metall vor Korrosion schützen?
Das Metall kann man ohne weiteres vor Korrosion schützen. Aluminium braucht nicht feuerverzinkt zu werden. Aluminium ist überdies ein leichtes Metall, das gut formbar und plastisch ist. Alulegierungen weisen dagegen eine sehr hohe Festigkeit auf. Seine Dichte beträgt 2,7 kg/dm3. An seiner Oberfläche bildet sich in Reaktion mit Luft und Wasser eine dünne Schicht Aluminiumoxid. Sie schützt vor der Korrosion.
Beim Stahl, bzw. Stahlzäunen wird die Feuerverzinkung im Standard durchgeführt. Einzelne Elemente werden ins Zinkbad eingetaucht. Dadurch erreicht man auch sonst unzugängliche Stellen. Nach diesem Verfahren ist der Stahl gegen Rostfraß beständig. Um seine Langlebigkeit zu verlängern, empfiehlt sich eine Pulverbeschichtung. Danach verlangt diese Legierung keine Pflege, ist gegen widrige Witterungsverhältnisse sowie Umwelteinflüsse, UV-Strahlung, Feuchtigkeit, Frost und Hitze unempfindlich.
Dank der Pulverlackierung ist Stahl ebenfalls gegen mechanische Beschädigungen und chemische Belastungen belastbar. Stahl ist zudem hochfest, unverwüstlich, stoß- und verschleißfest. Bauteile aus Stahl sind formbeständig. Die Verbindung von Feuerverzinkung und Pulverlackierung heißt Duplex-Methode. Dadurch entsteht ein gegenseitiger Schutz beider Partner.
Worauf bezieht sich die galvanische Korrosion?
Die galvanische Korrosion bezieht sich auf eine Korrosion durch elektrochemische Reaktion zweier unterschiedlicher metallischer Werkstoffe. D.h. es handelt sich an dieser Stelle, beispielsweise um Aluminium und Stahl. Es können auch andere elektronenleitende Festkörper wie Carbonfasern sein. Sie bilden Elektroden. Die galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei verschiedene Metalle mit elektrischem oder physikalischem Kontakt in einen gemeinsamen Elektrolyten getaucht werden.
Dieser Elektrolyt kann, z.B. Salzwasser sein. Auch wenn das Metall unterschiedlichen Elektrolytkonzentrationen ausgesetzt wird. Einfach gesagt ist es ein chemischer Prozess, der auftritt, wenn zwei Metalle miteinander verbunden werden. Durch den Elektrolyten fließt ein Strom. Ionen fließen dann in Richtung des anderen Metallteils.
Wie kann man sie vermeiden?
Die galvanische Korrosion lässt sich ohne weiteres vermeiden.
- Im Allgemeinen ist ein unbehandeltes Stahlblech nicht rostbeständig. Die Zinkschicht schützt den Rohstahl vor Rostfraß. Doch korrodiert der Stahl galvanisch?
- Verzinkter Stahl rostet, nachdem die Zinkschicht erschöpft worden ist. Das Grundmetall verliert dann die Zinkschutzschicht und beginnt zu oxidieren. Der Rost, der entsteht, ist ein Rotrost, der leicht zu bemerken ist.
- Sobald man roten Rost beobachtet, geht die Korrosion sehr schnell. Wenn das Metall rostet, bedeutet es das Ende des verzinkten Stahls.
- Rost ist eine spezielle Form der Korrosion bei Eisenmetallen. Bei fortschreitenden Rostung kommt es zur Korrosion.
- Da die galvanische Korrosion eine Reaktion zwischen zwei Metallen ist, kann sie dementsprechend vermieden werden.
- Falls sich kritische Werkstoffpaarungen nicht vermeiden lassen, greift man nach Gegenmaßnahmen.
- Folgende Aspekte sollten berücksichtigt werden, nämlich die Vermeidung vom elektrischen Kontakt.
- Ferner sollte der galvanische Kontakt vermieden werden.
- Systemwiderstände sollten erhöht werden.
- Ausschließlich kompatible Werkstoffpaarungen sollten gewählt werden.
- Dagegen verhindert man die Korrosion dank der Feuerverzinkung. Gegen galvanische Korrosion wird das Galvanisieren oder Verzinken mit dünner Zinkschicht durchgeführt.
- Aluminium korrodiert mit edleren Metallen wie Eisen an Kontaktstellen.
Zu den gängigsten Metalllegierungen gehört der Stahl, der aus der Verbindung von Eisen und Kohlenstoffanteil entsteht. Legierungen sind härter als Reinmetalle. Die Korrosion lässt sich vermeiden.
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