Liste von Legierungselementen

positiv

Beryllium schnürt das γ-Gebiet (Austenit) ab; wirkt als starkes Desoxidationsmittel; erhöht die Ausscheidungshärtung.

negativ

Beryllium senkt die Zähigkeit.

Beryllium erhöht die Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit. Uhrfedern aus dieser Legierung halten daher eine viel größere Zahl von Lastwechseln aus als Stahlfedern. Zudem ist diese Legierung kaum magnetisierbar.

Als Legierungszusatz ermöglicht es die Herstellung funkenfreier Werkzeuge im Kohlebergbau.

positiv

Geringe Mengen Blei (bis 2 %) erhöhen die Zerspanbarkeit. Wird in verschiedenen Legierungen zu diesem Zweck zugesetzt. Diese werden allgemein als Automatenlegierung bezeichnet, beispielsweise Automatenstahl.

negativ

Gesundheitliche Probleme und gesetzliche Beschränkungen.

positiv

Bor ist ein starker Neutronen-Absorber und findet bei der Herstellung von Stählen für den Atomkraftwerksbau Anwendung. Es erhöht Streckgrenze und Festigkeit.

negativ

Bor senkt die Korrosionsbeständigkeit. Es vermindert bei Gusseisen mit Kugelgraphit die Perlitisierung, bildet bei Gehalten über 0,001 % Carbide und führt damit zur Versprödung.

positiv

Cer ist ein starkes Desoxidationsmittel und erhöht die Zunderbeständigkeit. Bei Gusseisen mit Kugelgraphit fördert es die Bildung von Kugelgraphit.

Achtung

Cer-Eisen-Legierungen (bis 30 % Eisen) sind pyrophor.

positiv

Chrom steigert Verschleißfestigkeit, Warmfestigkeit und Zunderbeständigkeit. Als Carbidbildner (Chromcarbid) steigert es stark die Zugfestigkeit. Ab 12,2 % Massengehalt steigert es die Korrosionsbeständigkeit (nichtrostender Stahl). Es wirkt Ferrit-stabilisierend, bei geringen Zugaben weitet es aber auch das Austenit-Gebiet zu niedrigeren Temperaturen aus.

negativ

Chrom verringert die Kerbschlagarbeit und Schweißeignung, senkt Wärme- und elektrische Leitfähigkeit, Haltepunkt A₁ wird stark (um 20 bis 30 K je 1 % Cr, jedoch nur bis 3 %) nach oben verschoben.

Chrom senkt stark die kritische Abkühlgeschwindigkeit.

positiv

Kohlenstoff senkt den Schmelzpunkt, erhöht durch Zementit-(Fe₃C)-Bildung Härte und Zugfestigkeit. Stahl lässt sich erst ab einem Gehalt von 0,2 % härten.

negativ

Kohlenstoff erhöht bei höheren Gehalten die Sprödigkeit und senkt deshalb Schmiedbarkeit, Schweißeignung, Bruchdehnung und Kerbschlagarbeit.

Siehe auch: Kohlenstoffstahl

positiv

Kupfer erhöht die Härte und Festigkeit deutlich, es entsteht durch Ausscheidungshärtung die Legierung Duraluminium. Hauptlegierungselement in Aluminium-Kupfer-Legierungen, und als Zusatz in vielen weiteren.^[1]

negativ

Erhöht die Korrosion

Positiv

Kupfer erhöht die Witterungsbeständigkeit. In Bau- und Qualitätsstählen werden 0,2 – 0,35 % Kupfer hinzulegiert, um die Rostbeständigkeit zu steigern.:Außerdem kann in Chrom-Nickel-Stählen durch Cu-Konzentrationen von 1–2 % die Beständigkeit gegen Salz- und Schwefelsäure erhöht werden.

negativ

Bei der Warmverarbeitung von kupferhaltigen Stählen kann an der Oberfläche angereichertes Kupfer unter Wirkung von Zugspannungen in die Korngrenzen eindringen und zu Oberflächenrissen führen

positiv

Kupfer erhöht die Härte und elektrische Leitfähigkeit, verändert den Farbton (dunkler, rötlicher), zudem ist die Legierung billiger als reines Gold.

negativ

Kupfer senkt die Korrosionsbeständigkeit.

positiv

Mangan bildet tropfenförmige, höherschmelzende MnS-FeS-Mischsulfide, die die Rotbruch-Neigung mindern.

negativ

Der Haltepunkt A₁ wird um 10 K je 1 % Mn nach unten verschoben.

positiv

Molybdän verbessert Härtbarkeit und Zugfestigkeit. Wichtiges Legierungselement in vielen Schnellarbeitsstählen.

negativ

Molybdän verschiebt den Haltepunkt A₁ schwach nach oben, senkt Schmiedbarkeit und Dehnung.

positiv

Nickel erhöht bei Baustählen die Streckgrenze und Kerbschlagzähigkeit und bei Einsatzstählen sowie bei Vergütungsstählen die Zähigkeit, erweitert das γ-Gebiet und bewirkt dadurch in korrosions- und zunderbeständigen Chrom-Nickel-Stählen die Austenitstruktur. Hohe Nickelgehalte im Invar bewirken kleine oder zum Teil negative Wärmeausdehnungskoeffizienten.

negativ

Nickel senkt den Haltepunkt A₁ um 10 K je 1 % Ni nach unten.

positiv

Phosphor erhöht Zugfestigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit, Spanbarkeit und Gießbarkeit. Wird in manchen Stahlgusssorten und Automatenstahl bewusst zulegiert.

negativ

Phosphor verschiebt den Haltepunkt A₁ schwach nach oben und sorgt für eine starke Abschnürung des Gamma-Gebietes, was zu einer Erhöhung der Seigerung führt. Schon geringste Mengen erhöhen die Empfindlichkeit gegen Anlassversprödung.

positiv

Schwefel erhöht die Zerspanbarkeit, vor allem zusammen mit Mangan, mit dem es Mangansulfid bildet. Wird in Automatenstahl genutzt.

negativ

Schwefel mindert die Duktilität und Festigkeit durch Bildung von Eisensulfid.

positiv

Silicium ist ein Desoxidationsmittel zur Stahlberuhigung, erhöht die Zunderbeständigkeit, macht die Schmelze dünnflüssiger, ist ein Mischkristallhärter und behindert die Bildung von Carbiden. Viele Stahlguss- und alle Gusseisensorten enthalten 1 bis 2 % Silicium.

negativ

Silicium mindert die Zähigkeit, der Haltepunkt A₁ wird stark (um 20 – 30 K je 1 % Si, jedoch nur bis 3 %) nach oben verschoben.

positiv

Stickstoff erweitert das γ-Gebiet im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, stabilisiert das austenitische Gefüge, erhöht in austenitischen Stählen die Streckgrenze, die Festigkeit und die Korrosionsfestigkeit (PREN).

negativ

Verminderung der Zähigkeit, begünstigt interkristalline Spannungsrisskorrosion in unlegierten und niedriglegierten Stählen.

positiv

Als Carbidbildner steigert Vanadium stark die Zugfestigkeit.

negativ

Vanadium verschiebt den Haltepunkt A₁ schwach nach oben.

positiv

Als Carbidbildner (Wolframcarbid) steigert Wolfram stark die Zugfestigkeit und die Härte, da es viele seiner Eigenschaften mehr oder weniger gut auf seine Legierungen 'überträgt'. Auch die Warmfestigkeit und Verschleißfestigkeit nimmt zu. Hauptlegierungselement in einigen Schnellarbeitsstählen.

negativ

Der Haltepunkt A₁ wird durch Wolfram schwach nach oben verschoben.

Als Legierungsbestandteil in Messing, ca. 30 + 40 %, erhöht es dessen Festigkeit, verbessert Verformbarkeit, Kalt-Verfestigung, Korrosionsbeständigkeit und Gleiteigenschaften.

Zusammen mit Nickel bildet es das Neusilber.