Einteilung Eisen- und Nichteisenmetalle

Eine Anwendung der anorganischen Chemie führt in den Bereich “Werkstoffe” bzw. “Werkstoffkunde”. Im einleitenden Kapitel zu den Werkstoffen wurden diese eingeteilt. Dabei wurde auch die Gruppe der metallischen Werkstoffe erwähnt und das diese sich nochmals in Eisenmetalle und Nichteisenmetalle unterteilen lassen. Aufgrund der großen Bedeutung der metallischen Werkstoffe soll hier nochmals auf diese Werkstoffklasse eingegangen werden.

Nichteisenmetalle (oder NE-Metall)

Die Werkstoffklasse “Nichteisenmetalle” (Kurzbezeichnung: NE-Metalle) ist sehr vielfältig, einfach ausgedrückt fallen unter die Nichteisenmetalle alle Metalle, bei denen es sich nicht um Eisen oder um Metall-Legierungen handelt, in denen Eisen das Hauptelement ist (Eisenanteil nicht über 50%) . Handelt es sich um Legierungen, bei denen das kein Eisen vorkommt, spricht man auch von Nichteisen-Legierungen.

• Typische Nichteisenmetalle sind z.B. Kupfer, Aluminium, Zink, Silber, Gold.
• Typische Nichteisenlegierungen sind: Bronze und Messing (die Bezeichnung “Buntmetall” für Nichteisenlegierungen werden kaum noch verwendet). NE-Legierungen lassen sich noch in Knetlegierungen und Gusslegierungen einteilen (Knetlegierungen sind Werkstoffe, die durch ein bestimmtes Verfahren, z.B. Walzen, Schmieden oder Pressen, auch kalt verformbar gemacht wurden).

Wie auch im Bereich Chemie auf Lernort-mint nachzulesen ist, kann man Reinmetalle nochmals unterteilen:

• Edelmetalle (z.B. Gold, Silber, Normalpotential größer als 0,00 Volt)
• Unedle Metalle (z.B. Zink, Normalpotential kleiner als 0,00 Volt)
• Schwermetalle (Dichte größer als 4,5 bis 5 g/cm³)
• Leichtmetalle (Dichte kleiner als 4,5 bis 5 g/cm³)

Eisenmetalle

Eisenmetalle bestehen entweder ganz oder zu einem hohen Legierungsanteil (über 50% Anteil) aus Eisen. Obwohl dieser Werkstoffklasse hauptsächlich nur Eisen und Stahl zugerechnet wird, wird sie doch häufig verwendet. Aufgrund der Beschaffenheit der Eisenmetalle unterscheidet man nicht, wie bei den Nichteisenmetallen in Leichtmetalle und Schwermetalle, sondern in Stahl und (Eisen)gusswerkstoffe (manchmal auch als Gusseisen-Werkstoffe bezeichnet).

• Unter Gusseisen versteht Eisenlegierungen mit einem hohen Anteil von Kohlenstoff (> 2 %) und Silicium.
• Ein Eisenwerkstoff wird hingegen als Stahl bezeichnet, wenn der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,002% und 2,06% liegt

Einteilung Eisen- und Nichteisenmetalle – Testfragen/-aufgaben

1. Was sind Eisenmetalle und wie unterscheiden sie sich von Nichteisenmetallen?

Die Eisenmetalle, auch als Ferrometalle bekannt, sind Metalle mit Magnetit in ihrem Grundzustand, zum Beispiel Eisen, Nickel und Kobalt. Nichteisenmetalle dagegen wie Kupfer, Aluminium und Zink enthalten kein Eisen.

2. Was ist das hauptsächliche Merkmal, das Eisenmetalle von Nichteisenmetallen unterschiedet?

Das Hauptmerkmal, das Eisenmetalle von Nichteisenmetallen unterscheidet, ist die Präsenz von Eisen in den Eisenerzen.

3. Welches sind die drei gängigsten Eisenmetalle und nennen Sie ihre Anwendungen?

Die drei gängigsten Eisenmetalle sind Eisen, Nickel und Kobalt. Sie werden in der Stahlherstellung, in Magneten und in vielen Legierungen verwendet.

4. Geben Sie Beispiele für Nichteisenmetalle und ihre Verwendung?

Die häufigsten Nichteisenmetalle sind Aluminium, Kupfer und Zink. Aluminium wird für Flugzeugteile verwendet, Kupfer für elektrische Leitungen und Zink für Batterien.

5. Warum sind einige Nichteisenmetalle wertvoller als Eisenmetalle?

Einige Nichteisenmetalle sind wegen ihrer besonderen Eigenschaften wertvoller, darunter Korrosionsbeständigkeit, geringes Gewicht und hohe Leitfähigkeit.

6. Was ist die industrielle Bedeutung von Nichteisenmetallen?

Die industrielle Bedeutung von Nichteisenmetallen liegt in ihrer Fähigkeit, eine breite Palette von Produkten herstellen zu können, einschließlich Flugzeuge, Fahrzeuge und elektrische Drähte.

7. Wie werden Eisen und Nichteisenmetalle aus ihren Erzen gewonnen?

Beide Arten von Metallen werden durch Schmelzverfahren gewonnen. Das Erz wird erhitzt, bis das Metall schmilzt und getrennt werden kann.

8. Welche Eigenschaften machen Nichteisenmetalle ideal für elektronische Geräte?

Die Eigenschaften von Nichteisenmetallen wie hohe Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und geringes Gewicht machen sie ideal für elektronische Geräte.

9. Wie werden Eisenmetalle vor Korrosion geschützt?

Eisenmetalle werden häufig durch Beschichten mit einem Nichteisenmetall wie Zink oder durch eine Schutzlackierung vor Korrosion geschützt.

10. Welches Nichteisenmetall wird häufig in der Luftfahrtindustrie verwendet und warum?

Aluminium wird oft in der Luftfahrtindustrie verwendet, weil es leicht ist und gute Leistungseigenschaften bei hohen Temperaturen hat.