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Schwermetalle

Schwermetalle

Als Schwermetalle werden Metalle bezeichnet, deren Dichte über der von Eisen liegt. Zu den wichtigsten Schwermetallen zählen die Kupferlegierungen, populär als “Buntmetalle” bezeichnet. Die bekanntesten sind:

  • Kupfer 
  • Messing 
  • Bronzen 

 

Wegen ihres hohen spezifischen Gewichtes zählen sie zu den Schwermetallen. Die Legierungsanteile: 

  • Zink 
  • Zinn 
  • Blei 

 

finden auch als eigenständige Metalle Verwendung. 

 

Kupferlegierungen 

Kupfer ist das am längsten bekannte Metall. Es wird aus Erz erschmolzen und durch Wärmebehandlung oder elektrolytisch raffiniert. 

 

Reinkupfer

Reines Kupfer wird wegen seiner guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit vor allem in der Elektrotechnik eingesetzt. Dank seiner guten Korrosionsbeständigkeit findet es auch im Außenbereich, beispielsweise für Bedachungen und Regenrinnen Verwendung. 

 

Messing (Kupfer-Zink-Legierungen) 

Kupfer-Zink-Legierungen werden als Messing bezeichnet. Die Farbe von Messing kann je nach Zinkanteil von Rotgelb bis Gelb variieren. Hohe Zinkanteile machen das Messing härter, besser gießbar und besser spanend bearbeitbar. Ab 50% Zinkanteil tritt allerdings Versprödung ein. Früher wurde Messing nach seinem Kupferanteil bezeichnet. Ms 63 stand für 63% Kupferanteil. Dasselbe Messing wird heute mit CuZn 37 bezeichnet (37 % Zink, der Rest ist Kupfer). Messing wird bevorzugt für Verbindungsmittel in der Installationstechnik (Fittings) und bei Beschlägen eingesetzt, bei denen Stahl wegen der Korrosionsempfindlichkeit nicht verwendet werden kann. 

 

Bronzen 

Kupferlegierungen mit einem Kupfergehalt von höchstens 60 % und deren Legierungsbestandteile aus anderen Metallen bestehen, wobei der Hauptlegierungsanteil nicht Zink ist, werden als Bronzen bezeichnet. Die Farbe ist zwischen Rotbraun und Braun. Bronze ist sehr korrosionsbeständig, sehr gut gießfähig und in warmem Zustand gut verformbar. Die wichtigsten Bronzetypen sind: 

  • Zinnbronzen 
  • Aluminiumbronzen 
  • Nickelbronzen 

 

Zinnbronzen 

Zinnbronzen enthalten ca. 9% bis ca. 20 % Zinn. Verschleißfestigkeit und Korrosionsfestigkeiten sind hervorragend (seewasserbeständig), Einsatz hauptsächlich für Gleitlager, Zahnräder, Gussteile, Armaturen und Fittings in der Hochdrucktechnik. 

 

Aluminiumbronzen

Aluminiumbronzen enthalten bis zu 11% Aluminium und zeichnen sich durch hohe Festigkeitswerte auch bei hohen Temperaturen aus. Durch die Bildung einer Oxidschicht an der Oberfläche ist die Korrosionsbeständigkeit gut. Einsatz bei hoch belasteten Pumpen- und Wasserturbinenlaufrädern sowie Schiffspropellern in Meerwasser. 

 

Nickelbronze 

Nickelbronzen bestehen aus bis zu 45% Nickel (Rest Kupfer). Die sehr gute Beständigkeit gegen Erosion und Korrosion erlaubt Anwendungen wie bei Aluminiumbronzen sowie zum Instrumentenbau, für Werkzeuge, für Bestecke im Lebensmittelbereich und als Münzmetall. 

 

Zink 

Die Farbe von Zink ist Grau-Weiß. Es überzieht sich durch die Luftfeuchtigkeit und den Kohlendioxidgehalt der Luft mit einer Deckschicht, die es gegen Korrosion schützt. Anwendung als Zinkblech für Behälter und Außenverkleidungen und als Beschichtungsmaterial zum Korrosionsschutz für Eisenwerkstoffe. 

 

Zinn 

Die Farbe von Zinn ist Grau-Weiß. Bei hoher Reinheit hat Zinn den Nachteil, dass es bei Temperaturen unterhalb von -20 °C zerfällt (Zinnpest). Zinn wird als reines Metall meist zu Folien und dünnen Blechen oder Behältern (Tuben) verarbeitet. Wegen seiner guten Korrosionsbeständigkeit wird es besonders in der Lebensmittelindustrie als Beschichtungsmetall eingesetzt. Als Legierungsmetall ist es ein wichtiger Bestandteil von Bronzen, Werkstoffen für Gleitlager und von Weichloten. 

 

Blei 

Die Farbe von Blei ist Grau-Weiß. Wegen seines hohen spezifischen Gewichtes von 11,3 g/cm³ wird reines Blei oft als Ballastwerkstoff verwendet. Wegen der guten Korrosionsbeständigkeit wird Blei auch als Beschichtungsmetall verwendet. Weitere Anwendungsgebiete sind die Chemietechnik, die Elektrotechnik (Akkumulatoren) und die Legierung mit Zinn als Weichlot. Blei kann mit anderen Stoffen giftige Verbindungen eingehen. 

 

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