Feststoff-Flüssigkeitsdiagramm einer fiktiven Zwei-Metalle-Legierung vom Typ 1

Legierung, eine Mischung zweier oder mehrerer Metalle, gegebenfalls unter Zusatz von Halb- und Nichtmetallen zur Verbesserung der Eigenschaften des Reinmetalles. Legierungen besitzen in den allermeisten Fällen ebenfalls metallische Eigenschaften, die im wesentlichen von den Eigenschaften des Metalls mit dem größten Anteil in der Legierung bestimmt werden.

Bei den Legierungen zweier Metalle sind zwei Grundtypen zu unterscheiden:

• Typ 1: Beide Metalle sind sowohl im flüssigem als auch im festem Zustand vollständig ineinander lösbar. Solche Legierungen haben im Gegensatz zu Reinmetallen keinen festen Schmelzpunkt, sondern einen Erstarrungsbereich, in dem die flüssige Legierung und bereits auskristallisierte Bestandteile über einen ausgedehntem Temperaturbereich nebeneinander existieren. Auch unter einem Mikroskop sind bei solchen Legierungen an geschliffenen und geätzten Proben keinerlei Legierungsbestandteile mehr zu unterscheiden.

Feststoff-Flüssigkeitsdiagramm einer fiktiven Zwei-Metalle-Legierung vom Typ 2

• Typ 2: Beide Metalle sind im flüssigem Zustand vollständig ineinander lösbar, im festem Zustand sind sie dagegen vollständig unlöslich. Auch diese Legierungen erstarren über einen augedehnten Temperaturbereich, zudem liegt der Temperaturpunkt des Beginn der Erstarrung stets unterhalb des Schmelzpunktes der beteiligten Metalle. Für jede Legierung dieser Art existiert genau ein Mischungsverhältnis, bei dem die beiden beteiligten Metalle nebeneinander feinst entmischt erstarren. Dieser Sachverhalt lässt sich unter dem Mikroskop sichtbar machen; eine solche Mischung heißt auch Eutektikum. Beispielsweise ist Stahl bei einem Gehalt an Kohlenstoff von 0,86 % ein Eisen-Kohlenstoff-Eutektikum. Ein Eutektikum besitzt wie ein Reinmetall einen ausgeprägten Schmelzpunkt.

Diese beiden Legierungstypen sind Modelle für die Realität, in der Praxis können Legierungen auch Mischformen zwischen diesen beiden Extremen einnehmen.

Mit Hilfe der Legierungstechnologie lassen sich beispielsweise die Festigkeit, Härte und die Korrosionbeständigkeit der Ausgangsmetalle in weiten Grenzen verändern. Bekannte Beispiele für Legierungen sind das Lötzinn (eine Legierung aus Blei und Zinn) sowie die kupferbasierenden Legierungen Bronze und Messing.

Literatur

• Schimpke, Schropp, König: Technologie der Maschinenbaustoffe; S. Hirzel Verlag Stuttgart 1978; Seite 21ff.