Legierungselemente sind chemische Elemente, die einem Metall hinzugefügt (legiert) werden, um dessen Eigenschaften gezielt zu beeinflussen.

Bei Eisenwerkstoffen ist Kohlenstoff (C) ist das wichtigste Legierungselement. Stähle haben im Allgemeinen weniger als 2,06% C-Gehalt, wobei Eisen-Gusswerkstoffe deutlich mehr als 2,06% C-Gehalt besitzen. Bereits kleinste Veränderungen des Kohlenstoffgehalts haben große Auswirkungen auf die Eigenschaften des Werkstoffes.

Einfluss der Legierungselemente

Die Eigenschaften von Stahl lassen sich durch gezieltes Legieren beeinflussen. Entweder will man damit erreichen, dass bestimmte Eigenschaften erzeugt oder verbessert werden oder unerwünschte gemildert oder sogar beseitigt werden.

Diese Eigenschaften (mit kurzer Erläuterung) können folgende sein:

  • Zugfestigkeit
    ist die Spannung, die im Zugversuch aus der maximalen Zugkraft bezogen auf den ursprünglichen Querschnitt der Probe errechnet wird – Spannungs-Dehnungs-Diagramm
  • Streckgrenze/ Dehngrenze
    ist diejenige Spannung beim Zugversuch, bei der der Werkstoff noch keine dauerhafte plastische Verformung erfährt
  • Kerbschlagzähigkeit
    ist die Widerstandsfähigkeit gegen eine Schlagartige Beanspruchung
  • Verschleißfestigkeit
    ist die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß – in diesem Fall mechanischer Abrieb
  • Warmumformbarkeit
    ist die Eigenschaft, ob ein Werkstoff unter Wärmeeinwirkung gut plastisch verformbar ist
  • Kaltumformbarkeit
    ist die Eigenschaft, ob ein Werkstoff bei Temperaturen deutlich unter der Rekristallisationstemperatur gut plastisch verformbar ist
  • Zerspanbarkeit
    ist die Eigenschaft eines Werkstoffes, sich bei bestimmten Bedingungen spanend bearbeiten zu lassen
  • Warmfestigkeit
    ist die Festigkeit von Werkstoffen bei hohen Temperaturen
  • Korrosionsbeständigkeit
    ist die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes gegen Korrosion jeglicher Art
  • Härtetemperatur
    ist die spezifische Temperatur eines Werkstoffes, auf den dieser unbedingt erhitzt werden muss, damit er gehärtet werden kann
  • Härtbarkeit/ Vergütbarkeit
    gibt an, inwieweit die Festigkeit und Härte eines Werkstoffs durch gezielte Wärmebehandlung beeinflusst werden kann
  • Nitrierbarkeit
    ist die Eigenschaft eines Werkstoffes, Stickstoff in seiner äußeren Randschicht aufzunehmen
  • Schweißbarkeit
    ist Eigenschaft eines Werkstoffes, wie gut er sich zum Schweißen eignet – bezogen auf Schweißeignung (Werkstoff), Schweißmöglichkeit (Fertigung) und Schweißsicherheit (Konstruktion)

Folgende Tabelle soll den Einfluss der Legierungselemente auf die oben genannten Eigenschaften aufzeigen.

Einfluss der Legierungselemente
Einfluss der Legierungselemente auf Eisenwerkstoffe