Was ist ein Eisenmetall? – Ein vollständiger Leitfaden

Was ist ein Eisenmetall?

Der Begriff Ferro kommt vom lateinischen Wort Ferrum, was „eisenhaltige Metallverbindung“ bedeutet. Eisenmetalle sind solche, die in ihrer Zusammensetzung nur geringe Mengen an Eisen enthalten. Eisenmetalle sind magnetisch und haben aufgrund ihres Eisengehalts eine hohe Festigkeit und Härte.

Eisenmetall ist jedes Metall, das hauptsächlich aus Eisen besteht und magnetische Eigenschaften hat. Eisenmetall ist bekannt für seine Härte, Haltbarkeit und Zugfestigkeit. Einige übliche Eisenmetalle umfassen legierten Stahl, Kohlenstoffstahl, Gusseisen und Schmiedeeisen. Eisenmetalle sind bekannt und werden wegen ihrer Festigkeit verwendet.

Eisenmetalle sind aufgrund ihres hohen Gehalts an Kohlenstoffmolekülen sehr anfällig für Korrosion, wenn sie Feuchtigkeit oder einer sauren oder korrosiven Umgebung ausgesetzt werden. Daher werden sie typischerweise mit vielen verschiedenen Legierungselementen gemischt, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Einige Beispiele für verwendete Legierungselemente umfassen Chrom, Vanadium, Nickel und Mangan. Diese Elemente können Eisenstählen die Materialeigenschaften verleihen, die sie in verschiedenen Maschinenbauindustrien weit verbreitet machen.

Einige wünschenswerte Eigenschaften von Eisenmetallen umfassen Haltbarkeit, große Zugfestigkeit, Magnetizität, geringe Korrosionsbeständigkeit, silberne Farbe, Recyclingfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Allerdings ist es aufgrund der Vielzahl von Legierungselementen, die zur Änderung ihrer Eigenschaften verwendet werden, schwierig, gemeinsame Eigenschaften unter Eisenmetallen insgesamt zuzuordnen.

Die Eigenschaften, die sie besitzen, machen sie perfekt für den Einsatz sowohl im industriellen als auch im architektonischen Bereich für Projekte wie Wolkenkratzer, Brücken, Eisenbahnprojekte und Fahrzeuge. Aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften werden Eisenmetalle auch häufig in verschiedenen Geräten und Motoren verwendet.

Eisenmetalle haben jedoch einen hohen Kohlenstoffgehalt, wodurch sie im Allgemeinen eher rosten; Edelstahl ist aufgrund seines Chromgehalts eine Ausnahme, ebenso wie Schmiedeeisen aufgrund der Reinheit seines Eisengehalts. Eisenmetalle werden in fast allen Industriezweigen weit verbreitet verwendet, z. B. bei der Herstellung von Schiffscontainern, Industrierohren, Automobilen, Eisenbahnschienen, Schiffen und vielen kommerziellen und Haushaltswerkzeugen.

Hilfreiche Ressourcen:

• Was sind Nichteisenmetalle?
• Was sind Metalle und verschiedene Metallarten?
• Was sind die Alkalimetalle?

Was ist Eisen?

In der Chemie bezeichnet das Adjektiv Ferrous eine Verbindung, die Eisen (II) enthält, also Eisen in seinem +2-Oxidationszustand, möglicherweise als zweiwertiges Kation Fe2+. Es steht im Gegensatz zu „Ferri“ oder Eisen (III), also Eisen in seinem +3-Oxidationszustand, wie dem dreiwertigen Kation Fe3+.

Diese Verwendung wurde weitgehend durch die IUPAC-Nomenklatur ersetzt, die fordert, dass der Oxidationszustand durch römische Ziffern in Klammern angegeben wird, z. B. Eisen(II)-oxid für Eisenoxid (FeO), Eisen(III)-oxid für Eisenoxid (Fe2O3) , und Eisen(II, III)-Oxid für das Oxid Fe3O4, das beide Formen von Eisen enthält.

Außerhalb der Chemie bedeutet „eisenhaltig“ allgemein „eisenhaltig“. Das Wort leitet sich vom lateinischen Wort Ferrum („Eisen“) ab. Zu den Eisenmetallen zählen Stahl und Roheisen (mit einem Kohlenstoffgehalt von wenigen Prozent) sowie Legierungen von Eisen mit anderen Metallen (z. B. Edelstahl). „Nichteisen“ wird verwendet, um Metalle und Legierungen zu beschreiben, die keine nennenswerte Menge Eisen enthalten.

Der Begriff „Eisen“ wird normalerweise nur für Metalle und Legierungen verwendet. Das Adjektiv eisenhaltig wird stattdessen verwendet, um sich auf nichtmetallische Substanzen zu beziehen, die Eisen enthalten, wie „eisenhaltiges Wasser“; oder zu einer orange-braunen Farbe, die der von Rost ähnelt.

Eigenschaften von Eisenmetallen

Eisenmetalle haben einige grundlegende Eigenschaften gemeinsam, darunter die Anfälligkeit für Rost und ihre Magnetizität. Die Liste der üblichen Eigenschaften von Eisenmetallen umfasst:

• Langlebig
• Gute Zugfestigkeit
• Gute elektrische Leitfähigkeit
• Geringe Korrosionsbeständigkeit
• Silberfarben
• Recycelbar
• Normalerweise magnetisch

Eisenmetalle können eine breite Palette verschiedener Legierungselemente enthalten, einschließlich Chrom, Nickel, Mangan, Molybdän und Vanadium, Mangan. Diese Legierungselemente verleihen Eisenmaterialien unterschiedliche Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, in einer Vielzahl von technischen und anderen Anwendungen verwendet zu werden, darunter Werkzeuge, Rohrleitungen, Behälter, Besteck und größere Konstruktionen wie Wolkenkratzer.

Liste der Eisenmetalle

Einige gängige Eisenmetalle umfassen legierten Stahl, Kohlenstoffstahl, Gusseisen und Schmiedeeisen, lassen Sie uns jedes einzeln besprechen.

1. Stahl

Stahl wird durch Zugabe von Eisen zu Kohlenstoff hergestellt, der das Eisen härtet. Legierter Stahl wird noch zäher, wenn andere Elemente wie Chrom und Nickel eingeführt werden. Stahl wird durch Erhitzen und Schmelzen von Eisenerz in Öfen hergestellt. Die Stahldose wird aus den Öfen abgezapft und in Formen gegossen, um Stahlstangen zu bilden. Stahl ist in der Bau- und Fertigungsindustrie weit verbreitet.

2. Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl hat im Vergleich zu anderen Stahlsorten einen höheren Kohlenstoffgehalt, was ihn außergewöhnlich hart macht. Es wird häufig bei der Herstellung von Werkzeugmaschinen, Bohrern, Klingen, Gewindebohrern und Federn verwendet. Es kann eine scharfe Schneide behalten.

3. Legierter Stahl

Legierte Stähle enthalten Elemente wie Chrom, Nickel und Titan, um eine größere Festigkeit und Haltbarkeit zu verleihen, ohne das Gewicht zu erhöhen. Edelstahl ist ein wichtiger legierter Stahl, der unter Verwendung von Chrom hergestellt wird. Legierte Stähle werden im Bauwesen, in Werkzeugmaschinen und elektrischen Komponenten verwendet.

4. Gusseisen

Gusseisen ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und Silizium. Gusseisen ist spröde und hart und verschleißfest. Es wird in Wasserleitungen, Werkzeugmaschinen, Automotoren und Öfen verwendet.

Gusseisen entsteht, wenn ein Kohlenstoffgehalt von 1,5-4 % mit Eisen legiert wird. Andere Elemente wie Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor sind vorhanden, jedoch nur in geringen Mengen. Gusseisen ist spröde, hat aber aufgrund seiner Härte eine gute Verschleißfestigkeit. Es ist außerdem leicht zu gießen, relativ billig, hat eine hohe Druckfestigkeit und einen niedrigen Schmelzpunkt.

5. Schmiedeeisen

Schmiedeeisen ist eine Legierung mit so wenig Kohlenstoffgehalt, dass es fast reines Eisen ist. Während des Herstellungsprozesses wird etwas Schlacke hinzugefügt, die dem Schmiedeeisen eine hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit verleiht, jedoch eine geringe Härte und Ermüdungsfestigkeit aufweist. Schmiedeeisen wird für Zäune und Geländer, landwirtschaftliche Geräte, Nägel, Stacheldraht, Ketten und verschiedene Ornamente verwendet.

Beispiele und Verwendungen von jedem

Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Eisenwerkstoffen haben sie eine Vielzahl von Anwendungen, die sich je nach verwendetem Metall unterscheiden:

Unlegierte Stähle

Auch als Kohlenstoffstähle bekannt, verwenden unlegierte Stähle Kohlenstoff als Legierungselement. Diese Stähle enthalten zwar andere Elemente wie Mangan, Silizium, Schwefel und Phosphor, aber der Gehalt dieser Elemente ist so gering, dass sie die Materialeigenschaften nicht beeinflussen.

Unlegierte Stähle werden in einen niedrigen, mittleren oder hohen Kohlenstoffgehalt eingeteilt und weisen jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Behandlungsmethoden auf:

1. Kohlenstoffarmer Stahl

Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, auch Weichstähle genannt, enthalten nur 0,05–0,25 % Kohlenstoff. Diese Stähle sind kostengünstig und formbar und werden häufig für Artikel wie Schrauben und Muttern oder Schmiedeteile verwendet. Die Oberflächenhärte dieser Stähle kann durch Aufkohlen erhöht werden.

2. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt enthalten 0,25–0,6 % Kohlenstoff. Dieser höhere Kohlenstoffgehalt sorgt für eine Erhöhung der Festigkeit und Härte gegenüber kohlenstoffarmen Stählen. Diese Stähle haben jedoch im Vergleich zu kohlenstoffarmen Stählen eine geringere Duktilität.

Erhöhte Gehalte an Kohlenstoff und Mangan in Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt bedeuten, dass sie angelassen und abgeschreckt werden können. Diese Stähle werden häufig zur Herstellung von Komponenten für die Automobilindustrie wie Zahnräder, Achsen und Wellen verwendet, eignen sich aber auch für den Einsatz in Bahnanwendungen.

3. Kohlenstoffstahl

Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt enthalten 0,6–1 % Kohlenstoff und sind die stärksten der unlegierten Stähle. Diese Stärke macht sie ideal für Anwendungen, die Beständigkeit gegen mechanischen Verschleiß erfordern, während sie gleichzeitig ihre Form gut beibehalten.

Auf der negativen Seite sind diese Stähle in Bezug auf Schweißbarkeit, Duktilität und Schlagzähigkeit kohlenstoffärmeren Stählen unterlegen. Kohlenstoffstahl wird für Federn, Klingen, Schienenstähle, Drahtseile, verschleißfeste Platten, Werkzeuge und mehr verwendet.

Legierte Stähle und die Legierungselemente

Legierte Stähle bilden eine weitere Untergruppe der Eisenmetalle, wobei jedes Legierungselement seine eigene Wirkung auf die Werkstoffeigenschaften hat. Diese Legierungselemente umfassen Chrom, Kupfer, Nickel, Silizium und Titan, können aber kombiniert werden, um eine Reihe von Eigenschaften bereitzustellen. Hier sind die Eigenschaften der häufigsten dieser Legierungselemente:

1. Chrom

Chrom wird zur Herstellung von Edelstahl verwendet, wobei Chromgehalte von über 11 % Metalle korrosionsbeständig machen. Eine oxidierte Chromschicht auf dem Metall verhindert, dass das darunter liegende Metall mit Sauerstoff in Kontakt kommt, wodurch die Korrosionsgefahr erheblich verringert wird. Chrom erhöht auch die Härte, Zugfestigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit eines Metalls.

2. Mangan

Mangan kann als Legierungselement verwendet werden, um die Bildung von Eisensulfiden zu verhindern, sowie die Festigkeit bei hohen Temperaturen zu erhöhen, die Duktilität und die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Mangan kann auch die Härtbarkeit durch Abschrecken verbessern, wodurch die Gefahr der Defektbildung verringert und das Metall stabiler wird.

3. Nickel

Nickel kann bei Verwendung mit anderen Elementen die Duktilität und Korrosionsbeständigkeit erhöhen. Zum Beispiel ergibt eine Mischung aus 18 % Chrom und 8 % Nickel extrem haltbaren Edelstahl.

4. Silizium

Silizium kann verwendet werden, um die magnetischen Eigenschaften von Metall zu verbessern sowie die Festigkeit zu verbessern und Elastizität für Anwendungen wie Federn bereitzustellen.

5. Titan

Titan kann zur Verbesserung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit eines Metalls sowie zur Begrenzung der Austenitkorngröße verwendet werden.

6. Vanadium

Vanadiumkarbide begrenzen auch die Korngröße eines Metalls und erhöhen die Duktilität des legierten Materials. Vanadium verbessert auch die Festigkeit, Härte, Verschleiß- und Stoßfestigkeit. Bei zu hohen Einsatzmengen kann es sich jedoch negativ auf die Materialeigenschaften auswirken.

7. Molybdän

Molybdän bietet eine gute Wirkung auf Stahllegierungen, die bei hohen Temperaturen betrieben werden. Es verbessert nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern bietet auch eine höhere Rost- und Korrosionsbeständigkeit und verstärkt die Wirkung anderer Legierungselemente.

Häufig gestellte Fragen.

Was sind Eisenmetalle?

Das Wort „Eisen“ kommt vom lateinischen Wort „Ferrum“, was „Eisen“ bedeutet. „Eisenmetalle umfassen Stahl, Gusseisen sowie Eisenlegierungen mit anderen Metallen (z. B. Edelstahl).

Was sind Beispiele für Eisenmetalle?

Einige der am häufigsten vorkommenden Beispiele für Eisenmetalle sind Stahl, Gusseisen und Schmiedeeisen. Stahl ist für seine Zähigkeit und Bearbeitbarkeit bekannt und wird in der Bau- und Fertigungsindustrie häufig verwendet.

Was sind Eisen- und Nichteisenmetalle?

Als Eisenmetalle werden solche Metalle bezeichnet, die Eisen enthalten. Buntmetalle nicht. Einer der Hauptunterschiede in der Spezialisierung ist, ob Gießereien mit Eisenmetallen, Nichteisenmetallen oder beidem arbeiten. Die Definition von Eisenmetall ist jedes Metall, das Eisen enthält; Nichteisenmetalle nicht.

Was sind die vier üblichen Eisenmetalle?

Die häufigsten Eisenmetalle sind Gusseisen, Schmiedeeisen, legierter Stahl und Kohlenstoffstahl, auch als Baustahl bezeichnet.

Was sind die 3 Arten von Metallen?

Es gibt drei Hauptarten von Metallen:Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und Legierungen. Eisenmetalle sind Metalle, die hauptsächlich aus Eisen und geringen Mengen anderer Elemente bestehen.

Wie werden Eisenmetalle hergestellt?

Eisenmetalle müssen aus Eisenerz gewonnen werden. Die Quelle von Eisenerz ist die Erdkruste, die Metalle und Metallverbindungen wie Eisenoxid enthält. Allerdings wird das Erz oft mit anderen Stoffen vermischt. Um die Verwendung des Metalls zu optimieren, muss es aus der Mischung extrahiert werden.

Was ist das häufigste Eisenmetall?

Kohlenstoffstähle sind möglicherweise die am weitesten verbreitete Art von Eisenmetall. Sie bestehen hauptsächlich aus Eisen, wobei über 90 % ihrer chemischen Zusammensetzung aus diesem Element bestehen. Das einzige andere wichtige Legierungselement in Kohlenstoffstahl ist Kohlenstoff.

Warum ist Edelstahl eisenhaltig?

Edelstahl ist ein Eisenmetall, da es Eisen enthält. Eisenmetalle enthalten meistens Eisen. Ihnen werden kleine Mengen anderer Metalle oder Elemente zugesetzt, um ihnen die erforderlichen Eigenschaften zu verleihen. Eisenmetalle sind magnetisch und bieten wenig Korrosionsbeständigkeit.

Was ist der Unterschied zwischen Eisen und Eisen?

Eisenoxid, allgemein bekannt als Eisen(II)-oxid, enthält Eisen, das im Oxidationsprozess 2 Elektronen verloren hat. Es ist also in der Lage, sich mit anderen Atomen zu verbinden, die 2 zusätzliche Elektronen haben. Eisenoxid ist allgemein als Eisen(III)-oxid bekannt. Es enthält Eisen, das 3 Elektronen verloren hat.

Warum sind Eisenmetalle magnetisch?

Der Begriff Eisenmetall bezieht sich auf jedes Metall, das Eisen enthält. Aufgrund ihres Eisengehalts sind Eisenmetalle magnetisch, stark und hart.

Was ist eine Eisenlegierung?

Eisenlegierungen (Ferrolegierungen) oder Metalle sind Metalle, die überwiegend aus Eisen (Fe) bestehen. Stahl ist eine Legierung auf Eisenbasis, die typischerweise weniger als 1 % Kohlenstoff enthält, während Eisen häufig 2 % oder mehr Kohlenstoff enthält.

Warum ist Mangan eisenhaltig?

Mangan und Kobalt enthalten Eisen, daher werden sie Eisenmineralien genannt. Während Glimmer und Bauxit kein Eisen enthalten, sind sie eisenfrei.

Was sind Eisenminerale, geben Sie zwei Beispiele?

Mineralien, die Eisen enthalten, werden Eisenmineralien genannt. Ein Beispiel für Eisenminerale sind Chromite, Eisenerz und Mangan.