Legierungen bei FEINGUSS BLANK design-line

Legierungen im Feinguss

Eigenschaften und Merkmale von Werkstoffen im Feingussprozess

Legierungen sind Mixturen verschiedener metallischer und nicht-metallischer Bestandteile, welche als Gemische definiert werden. Die Mischung erfolgt in flüssigem, geschmolzenem Zustand.

Durch die einzelnen Bestandteile können die Eigenschaften und Merkmale gezielt gesteuert werden. Wir können für Sie auf bereits über 200 verschiedene Legierungen aus unserem Portfolio zurückgreifen.

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FEINGUSS BLANK GmbH
Vertrieb
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P: +49 7371 182-0

Die Schnellübersicht der Legierungen

Mit unseren Produktionsverfahren sind wir in der Lage, Gussteile in einer Vielfalt von Legierungen herzustellen.

Stahllegierungen:

Stahllegierungen können im atmosphärischer Guss abgegossen werden. Wir vergießen sowohl allgemeine Baustähle als auch hochlegierte Edelstähle.

Superlegierungen:

Wie die Bezeichnung andeutet, handelt es sich dabei um Legierungen mit besonderen Eigenschaften. Diese Legierungen verfügen selbst in hohen Temperaturbereichen über erhöhte Festigkeit, weshalb diese bei hohen Einsatztemperaturen Verwendung finden. Die häufig nickelbasierten Superlegierungen werden unter Vakuum vergossen.

Aluminiumlegierungen:

Diese Legierungen werden für leichtgewichtige, korrosionsbeständige und komplexe Bauteile verwendet.

Kupferlegierungen:

Kupferlegierungen eignen sich besonders im Elektronikbereich, da Kupfer eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt.

Übersicht der Legierungselemente in der Gießerei

Unlegierter Stahl besteht aus Eisen-, Kohlenstoff-, Silizium-, Mangan-, Phosphor- und Schwefel-Elementen. Bei niedrig legiertem Stahl weist kein Legierungselement einen mittleren Gehalt von mehr als 5 % Masse auf. Hochlegierter Stahl hingegen verzeichnet mindestens ein Legierungselement mit einem mittleren Gehalt von 5% Masse oder mehr. Verschiedene Legierungsbestandteile wirken sich unterschiedlich auf die Eigenschaften des Gussteils aus. Hier sehen Sie eine Übersicht einzelner Legierungselemente und deren Auswirkungen.

  • Aluminium (Al)

    Aluminium ist ein Leichtmetall der Nichteisenmetalle mit einer Dichte von ca. 2,7 g/cm3. Im Vergleich zu Gusseisen kann der Aluminiumguss bis zu ca. 65% Gewichtsersparnis in derselben konstruierten Geometrie einsparen. Die elektrische Leitfähigkeit ist mit 235 W/mK fast dreimal so hoch wie bei herkömmlichen Stahl. In der Legierung erhöht es die Zunderbeständigkeit sowie Rostbeständigkeit des Gussteils. Zudem wirkt Aluminium im Gussprozess als Desoxidationsmittel beruhigend. In Verbindung mit Stickstoff wird ein Nitrierstahl erzeugt, der eine hohe Härte aufweist. Der Schmelzpunkt von reinem Aluminium ist 660°C.

  • Blei (Pb)

    Blei ist ein weiches Nichteisen-Schwermetall. Es ist leicht verformbar, duktil und besitzt einen niedrigen Schmelzpunkt. Diese Eigenschaften sowie Korrosionsbeständigkeit, integriert es als Legierungsbestandteil. Die Dichte beträgt ca. 11,3 g/cm3, der Schmelzpunkt ist bei 327,5°C erreicht.

  • Chrom (Cr)

    Chrom ist sowohl Anlauf- als auch Korrosionsbeständig und besitzt eine hohe Zähheit. Als Legierungszugabe nimmt die Steckgrenze, die Zugfestigkeit, die Verschleißfestigkeit, sowie die Vergüt- und Härtbarkeit zu. Um das Prädikat nichtrostender Stahl zu erhalten, muss mindestens 10,5% Chrommasse in der Legierung enthalten sein. Chrom weißt eine Dichte von ca. 8,05 g/cm3 auf. Die Schmelztemperatur beträgt 1907°C.

  • Eisen (Fe)

    Eisen ist ein ferromagnetisches Material mit einer Dichte von ca. 7,87 g/cm3 und einem Schmelzpunkt von 1536°C. Eigenschaften sind eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähe, weshalb es oft als Grundwerkstoff eingesetzt wird. Als Legierungsbestandteil überträgt es auch die magnetische Eigenschaft. Stahl ist die wohl häufigste Legierungsform mit Eisen, wobei der Kohlenstoffanteil bei unter 2% liegen muss.

  • Kupfer (Cu)

    Kupfer ist ein weiches Schwermetall der Nichteisenmetalle mit hoher Leitfähigkeit. In unlegierten Stählen verbessert es die Witterungsbeständigkeit und Festigkeit. Als Legierungsbestandteil verbessert es die Korrosionsbeständigkeit und Gleiteigenschaften. Die Dichte ist mit ca. 8,96 g/cm3 angegeben. Kupferbestandteile erhöhen die Zugbeständigkeit, Steckgrenze und Härtbarkeit. Die Schmelze ist bei 1084°C erreicht.

  • Kobalt/Cobalt (Co)

    Dieses Schwermetall besitzt ferromagnetische Eigenschaften und ist sowohl wärme- als auch elektrisch leitend. Die Anlasssprödigkeit und die Warmfestigkeit werden in den Legierungen dadurch verbessert. Ebenso wird die Remanenz (Magnetismus) des Erzeugnisses erhöht. Durch die Zugabe des Werkstoffes wird das Kornwachstum verringert. 1495°C beträgt die Schmelztemperatur. Die Dichte ist ca. 8,9 g/cm3.

  • Kohlenstoff (C)

    Kohlenstoff ist das wichtigste Legierungselement im Bereich der Stähle. Er erhöht die Festigkeit sowie die Härte und verringert somit die Verformbarkeit. Es ist ein wesentlicher Austenitbildner. Die korrodierende Eigenschaft kann durch Niob abgebunden werden. Die Schmelztemperatur liegt bei 3836°C, wobei die Dichte etwa 3,5 g/cm3 beträgt.

  • Magnesium (Mg)

    Die Dichte von Magnesium ist ca. 1,7 g/cm3. Der Schmelzpunkt ist 650°C. Im Vergleich zu Gusseisen kann der Magnesiumguss bis zu ca. 75% Gewichtsersparnis in derselben konstruierten Geometrie einsparen. Es wirkt desoxidierend und entschwefelnd sowie dämpfend hinsichtlich der Geräuschemission des Bauteils.

  • Mangan (Mn)

    Mangan verbessert die Schweißbarkeit, Festigkeit, Verschleißwerte sowie die Festigkeit und in hochlegiertem Stahl ferritstabilisierend. Mangan setzt die kritische Abkühlgeschwindigkeit herab. Dadurch wird die Härtbarkeit erhöht. Die Leitfähigkeit sinkt durch die Zugabe des Materials. Die Dichte von Mangan beträgt ca. 7,4 g/cm3. Dessen Schmelztemperatur ist mit 1246°C gegeben.

  • Molybdän (Mo)

    Molybdän erhöht die Säurebeständigkeit, wirkt härtend, reduziert die Anlassversprödung und erhöht die Schweißbarkeit sowie Rostbeständigkeit. Der Schmelzpunkt ist bei 2623°C erreicht. Molybdän weißt eine Dichte von ca. 10,2 g/cm3 vor. Durch die Eigenschaft Karbide zu bilden ist die Anlassbeständigkeit sowie die Verschleißfestigkeit erhöht.

  • Nickel (Ni)

    Nickel ist ein hartes Schwermetall, ferromagnetisch und den Nichteisenmetalle zuzuordnen. Die Dichte beträgt ca. 8,9 g/cm3. Als Legierungsbestandteil verbessert es die Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Zugfestigkeit und Zähigkeitseigenschaften, erhöht die Härte, Duktilität sowie Zähigkeit – was der Reduktion der Sprödigkeit entspricht. Die Wärmedehnung kann ebenso verringert werden. Der Schmelzpunkt ist bei 1455°C erreicht.

  • Niob (Nb)

    Bei Niob handelt es sich um ein Schwermetall, dass die Schweißbarkeit erhöht. Die Dichte von Niob beträgt 8,55 g/cm3 und der Schmelzpunkt liegt bei 2477°C. Als Legierungselement erhöht es die Zähigkeit und Festigkeit, die Steckgrenze sowie die Kornfeinung und Temperaturbeständigkeit. Es liegt eine hohe Reaktionsfreude mit Kohlenstoff und Stickstoff vor. Dadurch werden Karbide, Nitride und Karbonitride gebildet. Es ist schwacher Oxidbildner und wird so etwa als Zusatz in rostfreien Stählen angewandt.

  • Phosphor (P)

    Phosphor kann die Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Wärmefestigkeit und die Streckgrenze in Eisenlegierungen erhöhen. Die Schmelze wird dadurch dünnflüssiger. Der Schmelzpunkt ist bei 44,2°C erreicht. Die Dichte beträgt ca. 1,8 g/cm3. Härtbarkeit und Durchvergütung werden positiv beeinflusst.

  • Silizium/Silicium (Si)

    Silizium ist nach Kohlenstoff das zweit wichtigste Legierungselement bei Stählen. Der Schmelzpunkt von diesem Werkstoff ist bei 1410°C erreicht. Er verbessert die Zugfestigkeit, die Zunderbeständigkeit, die Steckgrenze, Härt- und Vergütbarkeit, Widerstandsfähigkeit sowie (Verschleiß-) Festigkeit, Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und wirkt aufgrund der Sauerstoffaffinität desoxydierend. Die Dichte liegt bei ca. 2,3 g/cm3.

  • Stickstoff (N)

    Durch die austenitische Wirkung von Stickstoff werden die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Des Weiteren kann durch dieses Element die Warmfestigkeit, Nichtmagnetisierbarkeit, Festigkeit und Härte erhöht werden.

  • Titan (Ti)

    Titan ist unter den Nichteisenmetallen den Leichtmetallen zuzuordnen. Dieses Material hat eine geringe Dichte bei gleichzeitig sehr hoher Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Andere Verarbeitungsverfahren stoßen bei diesem Material schnell an ihre Grenzen – unsere Feingussverfahren jedoch nicht. Als Legierungsbestandteil verleiht es eine höhere Zähigkeit, Kornverfeinerung, Duktilität, Gewichtsreduktion und Festigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit. Daher bietet es ein breites Einsatzspektrum von der Luft- und Raumfahrt über Turbolader-Technik bis hin zur Medizintechnik und chemischen Industrie. Zudem ist Titan ein starkes Desoxydationsmittel, Karbidbildner und Schwefelbinder. Die Dichte von Titan beträgt ca. 4,5 g/cm3. Der Schmelzpunkt liegt bei 1600 °C.

  • Vanadium (V)

    Dieses Material erhöht die Kerbschlagfähigkeit, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit, Härt- und Vergütbarkeit sowie die Nitrierbarkeit. Durch den Einsatz dieses Rohstoffes wird die Gussstruktur feinkörnig und der Stahl unempfindlicher gegenüber Überhitzung gestaltet. Die Dichte liegt bei ca. 6,12 g/cm3 und die Schmelztemperatur beträgt 1910°C.

  • Wolfram (W)

    Wolfram ist ein Supraleiter. Dieser erhöht die Steckgrenze, Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Härtbarkeit sowie die Vergütbarkeit und Nitrierbarkeit. Wolfram weißt eine Dichte von ca. 19,3 g/cm3 auf. Der Schmelzpunkt liegt bei 3422°C.

  • Zinn (Sn)

    Zinn ist ein weiches Schwermetall der Nichteisenmetalle mit hoher Leitfähigkeit. Es besitz eine Dichte von ca. 7,3 g/cm3 und einen Schmelzpunkt von 231°C.

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