Legierungszusätze

Legierungszusätze sind chemische Elemente, die gezielt einem Grundmetall hinzugefügt werden, um dessen Eigenschaften zu verändern. Durch solche Zusätze lassen sich Festigkeit, Härte, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit oder Verarbeitbarkeit verbessern. Die Anteilsmengen reichen von wenigen Hundertteilen bis zu mehreren Prozent, je nach Anforderung. Die Zusatzstoffe wirken oft durch Festkörperverfestigung, Ausscheidungshärtung, Phasenbildung oder Kornfeinung.

In Stählen und Legierungen aus Eisen sind gängige Legierungszusätze etwa Chrom, Nickel, Molybdän, Vanadium, Wolfram und Niob. Chrom erhöht die Korrosionsbeständigkeit, Nickel stabilisiert eine austenitische Struktur, Molybdän verbessert Verschleiß- und Hochtemperatureigenschaften, während Vanadium oder Wolfram die Festigkeit steigern. Edelstahlarten unterscheiden sich maßgeblich durch diese Zusätze, beispielsweise Cr-Ni-Stähle für gute Zähigkeit oder Cr-Ni-Mo-Stähle für erhöhte Beständigkeit.

Bei Aluminiumlegierungen kommen Elemente wie Magnesium, Silizium, Kupfer, Zink oder MangAn zum Einsatz. Mg-Si-Legierungen bieten gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Cu-Legierungen erhöhen Härte und Festigkeit, Zn kann die Gießbarkeit verbessern. In Kupferlegierungen entstehen Bronze (Kupfer mit Zinn) und Messing (Kupfer mit Zink); Tin erhöht die Härte, Zink verbessert die Leitfähigkeit und Verformbarkeit.

Legierungszusätze werden während des Schmelz- oder Gießprozesses zugeführt oder später durch Wärmebehandlung geändert. Sie ermöglichen spezialisierte Werkstoffklassen, die in Bereichen wie Automobil, Luftfahrt, Bauwesen oder Elektronik unverzichtbar sind. Nachteile können Kosten, Dichte oder verringerte Schweißbarkeit sein.