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Weerg staff
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Feb 11, 2026
Metalle gehören zu den wichtigsten und am häufigsten verwendeten Materialien der Menschheit.
Von der Vorgeschichte bis zur Industrie 4.0 haben sie die technologische Entwicklung begleitet – dank einzigartiger Eigenschaften wie mechanischer Festigkeit, Leitfähigkeit, Duktilität und Langlebigkeit.
In diesem Leitfaden behandeln wir:
Metalle sind chemische Elemente, die sich durch folgende Eigenschaften auszeichnen:
Aus atomarer Sicht neigen sie dazu, Elektronen abzugeben und metallische Bindungen zu bilden, die viele ihrer physikalischen Eigenschaften erklären.
Diese Merkmale machen Metalle ideal für Verfahren wie CNC-Fräsen, CNC-Drehen und Präzisionsbearbeitung, die in der modernen industriellen Fertigung eine zentrale Rolle spielen.
Metalle sind unverzichtbar, weil sie:
Ohne Metalle gäbe es keine:
Aus diesem Grund ist die Wahl des richtigen metallischen Werkstoffs einer der kritischsten Aspekte bei der Konstruktion industrieller Bauteile.
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Metalle können auf unterschiedliche Weise klassifiziert werden. Die zwei gebräuchlichsten Klassifikationen sind:
Eisenmetalle sind Metalle, die Eisen (Fe) als Hauptbestandteil enthalten.
Beispiele
Eigenschaften
Hauptanwendungen
Dank Legierungen und Wärmebehandlungen sind Stähle die weltweit am häufigsten verwendeten Metalle.
Nichteisenmetalle enthalten kein Eisen als Hauptbestandteil.
Beispiele
Eigenschaften
Hauptanwendungen
Dies sind die reaktivsten Metalle überhaupt. Sie befinden sich in der ersten Spalte links im Periodensystem (ohne Wasserstoff).
Elemente: Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Francium (Fr).
Chemische Eigenschaften: Sie besitzen nur ein Valenzelektron, das sie leicht abgeben, um einwertige Kationen zu bilden.
Reaktivität: Sie reagieren heftig mit Wasser unter Bildung von Hydroxiden (Alkalien) und Freisetzung von Wasserstoff. In der Natur kommen sie nie in elementarer Form vor, sondern nur als Verbindungen (Salze).
Physikalische Eigenschaften: Sie sind weich (mit einem Messer schneidbar), haben eine geringe Dichte und niedrige Schmelzpunkte.
Sie sind sehr reaktiv, jedoch weniger als die Alkalimetalle.
Elemente: Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra).
Chemische Eigenschaften: Sie besitzen zwei Valenzelektronen, die sie abgeben, um zweiwertige Kationen zu bilden.
Reaktivität: Sie reagieren mit Wasser (oft unter Wärmezufuhr) und oxidieren leicht an der Luft. Ihre Oxide reagieren mit Wasser und bilden basische Lösungen.
Festigkeit: Magnesium und Beryllium sind Ausnahmen in dieser Gruppe: Sie sind sehr steif und leicht, weshalb Magnesium in Rennwagenlegierungen und ultraleichten Laptopgehäusen eingesetzt wird.
Sie bilden die große zentrale Gruppe des Periodensystems (Gruppen 3–12).
Elemente: Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Titan (Ti), Zink (Zn) usw.
Chemische Eigenschaften: Charakteristisch ist die Besetzung der d-Orbitale. Sie können mehrere Oxidationsstufen aufweisen (z. B. Eisen +2 oder +3), was die Bildung zahlreicher farbiger Verbindungen und eine häufige katalytische Wirkung ermöglicht.
Physikalische Eigenschaften: Sie sind in der Regel hart, besitzen hohe Schmelz- und Siedepunkte und sind ausgezeichnete Leiter für Strom und Wärme.
Sie befinden sich rechts von den Übergangsmetallen, vor der Grenze zu den Metalloiden. Sie werden manchmal als „arme Metalle“ bezeichnet.
Elemente: Aluminium (Al), Zinn (Sn), Blei (Pb), Gallium (Ga), Indium (In) usw.
Chemische Eigenschaften: Sie besitzen Valenzelektronen in p-Orbitalen. Chemisch sind sie „schwächer“ als Übergangsmetalle: weicher und mit niedrigeren Schmelzpunkten.
Reaktivität: Sie neigen häufiger zur Ausbildung kovalenter Bindungen und zeigen oft amphoteres Verhalten (sie reagieren sowohl mit Säuren als auch mit Basen, z. B. Aluminium).
Sie befinden sich in den beiden unteren Reihen des Periodensystems.
Lanthanoide (Seltene Erden): Ähnlich dem Lanthan. Es sind silbrig glänzende, sehr reaktive Metalle, die stark in der Hochtechnologie eingesetzt werden (z. B. Neodym-Magnete, Displays).
Actinoide: Ähnlich dem Actinium. Sie sind alle radioaktiv. Die bekanntesten sind Uran (U) und Plutonium (Pu).
In der industriellen Praxis werden reine Metalle nur selten verwendet.
Legierungen ermöglichen es:
Beispiele
Die Zukunft zeigt:
Metalle bilden die Grundlage der modernen Industriegesellschaft.
Das Verständnis ihrer Typen und Anwendungen ist entscheidend, um den richtigen Werkstoff zu wählen – abhängig von:
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Die Eigenschaften von Metallen beschreiben ihr physikalisches, mechanisches, chemisches und technologisches Verhalten. Die wichtigsten sind:
Physikalische Eigenschaften:
elektrische und thermische Leitfähigkeit, Dichte, Schmelzpunkt, Magnetismus.
Mechanische Eigenschaften:
Festigkeit, Härte, Duktilität, Verformbarkeit, Zähigkeit, Elastizität, Elastizitätsmodul (Young-Modul).
Chemische Eigenschaften:
Korrosionsbeständigkeit, chemische Reaktivität, Passivierungsfähigkeit.
Technologische Eigenschaften:
Zerspanbarkeit, Schweißbarkeit, Gießbarkeit, Wärmebehandelbarkeit und Recyclingfähigkeit.
Diese Eigenschaften machen Metalle zu unverzichtbaren Werkstoffen für Bauwesen, Industrie, Transport, Elektronik und Energie.
Metalle sind eine Klasse chemischer Elemente (oder Legierungen), die sich durch hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit, Duktilität und Verformbarkeit auszeichnen.
Sie sind in der Regel bei Raumtemperatur fest, besitzen ein glänzendes Aussehen und lassen sich leicht durch industrielle Verfahren wie Gießen, Walzen und Zerspanung verarbeiten.
Metalle können nach zwei Hauptkriterien klassifiziert werden: industriell und chemisch.
1) Industrielle Klassifikation
2) Chemische Klassifikation (Periodensystem)
Diese doppelte Klassifikation hilft dabei, das am besten geeignete Metall anhand von Eigenschaften, Anwendung und Fertigungsprozess auszuwählen.
Das weltweit am häufigsten verwendete Metall ist Stahl, eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff.
Er wird in enormen Mengen eingesetzt, da er hohe mechanische Festigkeit, vergleichsweise niedrige Kosten, Vielseitigkeit und gute Verarbeitbarkeit vereint.
Stahl ist unverzichtbar in:
Dank der Möglichkeit, Hunderte verschiedener Legierungen herzustellen, lässt sich Stahl an nahezu jede industrielle Anwendung anpassen.
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