DIE METALLISCHEN WERKSTOFFE DES MASCHINENBAUES

DIE METALLISCHEN WERKSTOFFE

DES MASCHINENBAUES

VON

DR.-ING. E. BICKELt EHEMALS PROFESSOR AN DER EIDGENÖSSISCHEN

TECHNISCHEN HOCH SCHULE ZüRICH

VIERTE UNVER~:\.NDERTE AUFLAGE

MIT 462 ABBILDUNGEN

Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1964

ALLE REOHTE,INSBESONDERE DAS DER tiBERSETZUNG IN FREMDE SPRAOHEN, VORBEHALTEN

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SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 1ST EDITION 1961 LIßRARY OF OONGRESS OATALOG OARD NU}!BER: 64-18252

ISBN 978-3-662-37223-4 ISBN 978-3-662-37946-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-37946-2

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TITEL NR. 0065

Vorwort zur dritten Auflage

Die günstige Aufnahme der beiden ersten Auflagen hat den Versuch einer zu­sammenfassenden Einführung in Einzelgebiete der allgemeinen und der speziellen Metallkunde sowie der Werkstoffprüfung gerechtfertigt. Neben der zumeist zu­stimmenden Kritik zu dem Gesamtentwurf eines solchen Lehrbuches wurden jenach dem Standort des Kritikers Wünsche nach einer Erweiterung oder nach einer Ein­schränkung des behandelten Stoffes geäußert. Der Verfasser glaubt daraus schlie­ßen zu dürfen, daß er in der Anlage des Buches einigermaßen das Richtige getroffen hat, wenn man die im Vorwort zur ersten Auflage dargelegte Zielsetzung im Auge behält. Am Gesamtentwurf wurde deshalb nichts geändert; in der dritten Auflage wurden nur kleine Korrekturen berücksichtigt.

Zürich, Herbst 1960 Erich Bickel

Aus dem Vorwort zur ersten Auflage

Für den Maschineningenieur ist die Metallkunde eine Hilf8tVissenschaft; hierzu vermißte der Verfasser eine zusammenfassende Einführung in das Gebiet der all­gemeinen und der speziellen Metallkunde sowie der Werkstoffprüfung.

Diese Zielsetzung ergab die Abgrenzung des Stoffes, eine stets besonders schwie­rig zu entscheidende Frage. Welche Vorkenntnisse können beim Leser voraus­gesetzt werden 1 Der Verfasser entschied sich im allgemeinen für diejenigen eines Studenten der unteren Semester. Eine weitgehende Gliederung des Stoffes sollte dann dem Leser, wenn diese Grenze bisweilen seinen Vorkenntnissen nicht an­gepaßt ist, ermöglichen, den betreffenden Abschnitt zu überspringen, ohne den Zusammenhang der Lektüre zu stören.

Gänzlich verzichtet wurde darauf, dem Buch den Charakter eines Nachschlage­werkes mit Tabellen usw. zu geben, sowie auf Hunderte von Literaturangaben, deren Auswahl ja doch bei jedem Autor subjektiv und entweder unvollständig oder wegen der Überfülle für denjenigen praktisch unbrauchbar ist, der das betreffende Wissensgebiet als eine Hilfswissenschaft betrachtet.

Wenn der Leser durch dieses Buch lernt, die Nachschlagewerke und Hand. bücher sinnvoll zu benutzen oder die vertiefte Spezialliteratur zu verstehen, so hat es seinen Zweck als Lehrbuch erfüllt.

VI Aus dem Vorwort zur ersten Auflage

Es sei an dieser Stelle verschiedenen Instituten und Firmen gedankt, die Schliffbilder, Forschungsergebnisse oder sonstige Abbildungen zur Verfügung ge­stellt haben. Ihre Namen wurden den betreffenden Abbildungen nur durch eine Kurzbezeichnung beigefügt, weshalb sie hier voll angegeben sind.

EMP A Eidgenössische Materialprüfanstalt, Zürich AIAG Aluminium Industrie Aktiengesellschaft, Neuhausen (Schweiz) Amaler Alfred J. Amsler & Co., Maschinenfabrik, Schaft'hausen (Schweiz) ASTM American Society for Testing Materials BBC Brown, Boveri & Cie., Aktiengesellschaft, Baden (Schweiz) Bühler Gebr. Bühler, Maschinenfabrik und Gießereien Uzwil (Schweiz) Carnegie Corp. Carnegie.Illinois·Steel Corporation (USA) Durferrit Deutsche Gold·und Silberscheideanstalt, Abt. Durferrit, Frankfurt/Main Dornach Metallwerke Aktiengesellschaft Dornach, Dornach (Schweiz) Escher Wyss Escher Wyss Aktiengesellschaft, Zürich +GF+ Georg Fischer Aktiengesellschaft, Schaffhausen (Schweiz) Hilger & Watts Hilger & Watts Ltd., London Kanz Hans Kanz, Metal1gießerei, Zürich Leitz Ernst Leitz GmbH., Optische Werke, Wetzlar Molybdenum Climax Molybdenum Company New York (USA) PeeWee PeeWee Maschinen· und Apparatebau GmbH., Berlin Philips N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken Eindhoven (Holland) Plansee Metallwerke Plansee GmbH., Reutte (Tirol) von Roll Gesellschaft der Ludw. von RoUschen Eisenwerke Gerlafingen (Schweiz) SVS Schweiz. Verein f. Schweißtechnik, Basel Selve Schweiz. Metallwerke Selve & Co., Thun (Schweiz) Stellram Wolfram u. Molybdän Aktiengesellschaft, Nyon (Schweiz) Taber Taber Instrument Corporation, North Tonawande (USA) Trüb, Täuber Trüb, Täuber & Co., Aktiengesellschaft, Fabrik elektrischer Meßinstrumente

Usogas USS Vibro·Meter

und wissenschaftlicher Apparate, Zürich Genossenschaft für die Förderung der Gasverwendung, Zürich United States Steel Export Company, New York (USA) Vibro·Meter GmbH., Fribourg (Schweiz)

Wo andere Daten, Diagramme usw. aus der Fachliteratur zur Illustration her· angezogen sind, wurde als Quelle der Name des Autors angegeben, jedoch ohne Gewähr, daß es sich dort um eine Erstveröffentlichung handelte, was festzustellen bisweilen sehr mühsam ist. Für etwaige Mängel in der Quellenangabe wird deshalb um Nachsicht gebeten.

Zürich, Herbst 1953 Erleh Biekel

Inhaltsverzeichnis

1. Der Gefügebau Seite

1.1. Die kristalline Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.11. Die Sichtbarmachung der kristallinen Struktur - Metallographie. . . . . . . . . . . . 2

1.12. Das Wesen der Kristalle - Kristallographie - Anisotropie und Isotropie. . . . . 7

1.13. Kristallographische Systeme ........................................... 8

1.14. Die Quasi-Isotropie der Metallwerkstoffe ................................ 11

1.15. Der Feinbau der Kristalle ............................................. 12 1.15.1. .Die röntgenographische Erforschung und die stereochemische Betrach-

tungsweise fester Stoffe ......................................... 12 1.15.2. Das Prinzip der röntgenographischen Strukturforschung . . . . . . . . . . . .. 13

1.16. Das Kristallgitter .................................................... 16 1.16.1. Gittertypen ................................................... 16 1.16.2. Gitter dichtester Kugelpackung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.16.3. Modifikationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20 1.16.4. Koordinationszahlen, interatomare Abstände und Zwischenräume... .. 21 1.16.5. Atomdurchmesser .............................................. 22 1.16.6. Kristallographische Ebenen und Richtungen.. . . ... . . . . . . . . .. . . . ... 24

1.17. Grundlagen der röntgenographischen Strukturbestimmungen ............... 26 1.17.1. Die LAUE- und BRAGG-Gleichungen .............................. 26 1.17.2. Röntgenographische Untersuchungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Polychromatische und monochromatische Strahlung S. 27 - Die wich· tigsten Verfahren S. 30.

1.18. Kristalle und Moleküle - Begriffe ...................................... 33 1.18.1. Moleküle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.18.2. Molekulare Konfigurationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35

1.2. Die Bindungskräfte in Kristallen ............................................ 35

1.21. Schema einer Einteilung .............................................. 35

1.22. Die Elektronenhülle der Atome ........................................ 36

1.23. Die diskreten Energiestufen der Hüllelektronen .......................... 39

1.24. Die Theorien der Bindungskräfte .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44 1.24.1. Ionische, polare oder heteropolare Bindung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 1.24.2. Covalente, homöopolare oder unpolare Bindung. . . . . . . . . . . . . . . . . ... 45 1.24.3. Metallische Bindung .......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46 1.24.4. Sonstige Bindungskräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47

1.25. Elektronenkonzentration und Zonentheorie. ..... . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . .. 47 1.25.1. Der Temperatureinfluß auf die elektrische Leitfähigkeit. . . . . . . . . . . . . 49

1.3. Aus mehreren Atomsorten (Elementen) aufgebaute Kristalle - BegriJle und Benen-nungen ................................................................... 50

1.31. Chemische Verbindungen. .... . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . ... 50

1.32. Mischkristalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.32.1. Substitutions. und Einlagerungs-Mischkristalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 51

VIII Inhaltsverzeichnis Seite

1.33. Metallide oder intermetallische Verbindungen ........................... 52 1.33.1. Ungeordnete und geordnete Atomverteilung - Überstrukturen ....... 52 1.33.2. Intermediäre Kristalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

1.4. Die Gefügeformen .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54

1.41. Primärgefüge ........................................................ 54 1.41.1. Keimbildung und Kristallwachstum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 1.41.2. Formen des Gußgefüges . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . .. 56 1.41.3. Modifizierte Gußgefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

1.42. Sekundärgefüge ...................................................... 61 1.42.1. Knetgefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61

Elastische und plastische Verformung des Gitters S. 62 - Der Mechanis­mus der plastischen Verformung des Einkristalls S.64 - Fehler in der Kristallstruktur S. 68 - Der Mechanismus der plastischen Verformung des polykristallinen Haufwerks S.69 - Die Fiktionen der Elastizitäts­theorie S. 71 - Knetgefügeformen S. 72 - Kristallerholung S. 74 - Die Rekristallisation S.75 - Ausscheidungsgefüge S.78 - Modifikations­einwirkungen S. 79 - Zusammenfassung S. 79.

1.43. Sintergefüge ......................................................... 80

1.0. Die Gefügequalität ........................................................ 81

1.51. Einfluß der Form und Größe der Körner ................................ 81

1.52. Gefügefehler ......................................................... 83 1.52.1. Lunker ....................................................... 83 1.52.2. Gasblasen " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . 84 1.52.3. Seigerungen .............................................•..... 85

Schwerkraftseigerungen S. 85 - Blockseigerung S. 86 - Kristallseige­rung S. 86.

2. Legierungslehre

2.1. Definitionen .............................................................. 87

2.2. Allgemeine Eigenschaften .................................................. 89

2.3. Die Gefügebestandteile von Legierungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

2.4. Die äußeren Erscheinungen bei der Legierungsbildung und die daraus entwickelten Zustandsdiagramme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.41. Die Löslichkeit im flüssigen und festen Zustand .......................... 91 2.42. Haltepunkte ......................................................... 93

2.43. Das Zustandsdiagramm bei Unlöslichkeit im festen Zustand (Typus Va) ..... 95 2.43.1. Der Phasenzerfall beim Erstarren ................................ 99 2.43.2. Das Hebelgesetz ............................................... 101

2.44. Das Zustandsdiagramm bei vollständiger Löslichkeit im festen Zustand (Typus I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 104

2.45. Das Zustandsdiagramm mit Mischungslücke im festen Zustand (Typus V). . .. 107 2.46. Peritektische Reaktionen .............................................. 111

2.0. Dreisto:IIdiagramme ....................................................... 112 2.51. Das Konzentrationsdreieck ............................................ 112 2.52. Das räumliche Zustandsschaubild ............................. : ......... 113 2.53. Das doppelte Hebelgesetz ............................................. 115 2.54. Der Erstarrungsvorgang in ternären Legierungen ......................... 117

Inhaltsverzeichnis

2.6. Die energetische Betrachtungsweise der Legierungsbildung (phasenlehre)

IX Seite 121

2.61. Definitionen ......................................................... 122 2.61.1. System ...................................................... ,. 122 2.61.2. Phasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 122 2.61.3. Stoffe •....................................................... 123 2.61.4. Zustand ...................................................... 123 2.61.5. Energie ........... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 123 2.61.6. Stabiles und metastabiles Gleichgewicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 125

2.62. Die Zustandsgleichungen ..........•.......•............................ 126

2.63. Bestimmungsgrößen für Zustandsgleichungen ............................ 127

2.64. Die vollständigen Umwandlungsschaubilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 129

2.65. Das vollständige isobare Zustandsschaubild ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 132

2.66. Die Phasenregel •........................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 132

2.67. Anwendung der Phasenregel auf Systeme ................... '" .......... 135

2. 'i. Die atomistische Betrachtungsweise der Legierungsbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 136

2.71. Entstehungsbedingungen und Löslichkeitsgrenzen für Substitutionsmisch-kristalle .••..••........••••.••.......••..........••.•.•. . . . . . . . . . . . .. 136 2.71.1. Ununterbrochene und unterbrochene Legierungsreihen .............. 136 2.71.2. Geordnete und ungeordnete Verteilung .....•..................... 137 2.71.3. Mischkristallreihen IJlit Mischungslücken und intermediären Phasen ..• 140 2.71.4. Konzentrationsgrenzen für Element-Mischkristalle ......•..••..• " •... 141

Der Größenfaktor S. 142 - Der Valenzfaktor S. 142 - Die Elektronen­konzentration S. 142 - Der elektrochemische Faktor S. 143.

2.71.5. Die Metallide der intermediären Phasen ••...••.................... 143 Die Hume-Rothery-Regel für die Bildung elektronischer Verbindungen S.144.

2.72. Die Bildung von Einlagerungs-Mischkristallen ................. ,. ; ........ 146

2.8. Die künstliehe Erzeugung metastabiler Phasen ............................... ". 148

2.9. Allgemeine Bemerkungen zur Metallphysik .................................... 149

3. Die Gebrauchseigenschaften der Werkstoffe und deren Prüfung

3.1. Die physikalisch-chemischen und die technologischen Eigenschaften - Begrifte ..... 149

3.2. Technologische Eigenschaften und ihre Prüfung ........•...................... 150

3.21. Eigenschaften und Kennzahlen für die Festigkeitsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . .. 150 3.21.1. Der statische Kurzzeit-Zugversuch •...••......................... 151

Das Meßprinzip S. 151 - Die Meßeinrichtung S. 151 - Die Proben­formen S.152 - Typologie der Kraft.Weg.Diagramme S.153 - Das Spannungs. Dehnungs. Diagramm S. 155 - Die Kennzahlen des Zug­versuches S. 155 - Die Feindehnmessung S. 160 - Kritik des einfachen Spannungs. Dehnungs. Diagramms S. 163.

3.21.2. Der Druckversuch . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 165 3.21.3. Biegeversuche ................................................. 166 3.21.4. Der Scherversuch ............................................... 168 3.21.5. Der Verdrehungsversuch ........................................ 168 3.21.6. Beeinflussende Faktoren ........................................ 169

Temperatur S. 169 - Der ZeiteinHuß S. 171 - Der Einfluß radioaktiver Strahlungen S. 174.

3.21.7. Die Dauerstandfestigkeit ........................................ 175 Phänomene und Begriffe S. 175 - Die Kriechkurven S. 177 - Definition der Dauerstandfestigkeit S. 179.

x Inhaltsverzeichnis Seite

3.21.8. Die Wechselfestigkeit ..................... . . . . . .. . . . .. . . . .. . .. •• 181 Die Phänomene S. 181 - Das Meßprinzip und die Versuchseinrichtungen S. 182 - Kennzahlen für die Wechselfestigkeit S. 184 - Beeinflussende Faktoren S. 186.

3.22. Sonstige Eigenschaften für die konstruktive Verwendung ......•..........• 192 3.22.1. Die Härte. . . . • . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 192

Definition und Meßverfahren S. 192 - Die Eindringverfahren S. 193 -Ritzverfahren S. 201 - Rückprallverfahren S. 201 - Zeit- und Tempe­ratureinfluß S. 202.

3.22.2. Die Kerbschlagzähigkeit ........................................ 202 Prüfmethoden und Maßzahl S. 202 - Interpretation der Kerbschlag­zähigkeit S. 204 - Beeinflussende Faktoren S. 206 - Die praktische Bedeutung der Probe S. 207.

3.22.3. Die Dämpfungsfähigkeit ..........•......................•.•.... 208 3.22.4. Die Verschleißfestigkeit ....................................•...• 209 3.22.5. Die Korrosionsfestigkeit .......••..........•••••••.........•...• 212

Erscheinungsformen S. 212 - Angriffsformen S. 214 - Standardproben S. 217 - Korrosionsschutz von Metallen durch Metalle S. 219

3.22.6. Die Hitzebeständigkeit ......................................... 220 3.22.7. Die Härtbarkeit ............................•....•.....•....... 221

3.23. Eigenschaften und Kennzahlen für die Formgebungsverfahren ............. 221 3.23.1. Die Gießbarkeit • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 222 3.23.2. Die Schmiedbarkeit ............................................ 223 3.23.3. Die Tiefziehfähigkeit. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 224 3.23.4. Die Zerspanbarkeit ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 226 3.23.5. Die Schweißbarkeit ............................................ 227

3.3. Physikalische Eigenschaften für die konstruktive Verwendung .................... 228

3.31. Die Magnetisierbarkeit .......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 229 3.31.1. Physikalische Ursachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 229 3.31.2. Die Magnetisierungskurve und die magnetischen Eigenschaften. . . • . •. 230 3.31.3. Charakteristik magnetischer Werkstoffe und Beeinflussung ihrer Eigen-

schaften ....................................................... 231

3.32. Die elektrische Leitfähigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 234

4. Spezielle Metallkunde

4.1. Die Eisenmetalle (Stahl und Eisen) .......................................... 236

4.11. Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ...................................... 236

4.12. Der unlegierte Stahl. .................................................. 238 4.12.1. Die Gefügebestandteile .......................................... 238 4.12.2. Die Haltepunkte .............................................. , 242 4.12.3. Die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften vom C-Gehalt ......... 242 4.12.4. Die Einteilung des unlegierten Stahles ................••.......... 244 4.12.5. Die Wärmebehandlungen des unlegierten Stahles ......•..........•• 244

Das Spannungsfreiglühen S.245 - Das Weichglühen S.246 - Das NOT.malisieren S. 247 - Das Härten S.249 - Das Anlassen S.263 -Das Vergüten S. 265.

4.12.6. Durchhärtbarkeit des Stahles .................................... 265 Erscheinungen und Begriffe S. 265 - Prüfmethoden und Maßzahlen für die Durchhärtbarkeit S. 266 - Die Höchsthärtbarkeit des Stahles S.267.

4.12.7. Die kombinierte Temperatur-Zeit-Einwirkung auf die Anlaßhärte ..... 268 4.12.8. Die Härtespannungen ......•..••............................... 270 4.12.9. Die Oberflächenhärtung ......................................... 272

Die Zementierung S. 273 - Die Nitrierhärtung S. 277 - Kombinierte Zementierung und Nitrierung S.278 - Flammhärtung S. 279 - Hoch­frequenzhärtung S. 280.

Inhaltsverzeichnis XI Seite

4.13. Die legierten Stähle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 281 4.13.1. Die allgemeinen Einflüsse der Legierungskomponenten auf die äußeren

Eigenschaften. . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 281 Der Begriff "legierter Stahl" S.281 - Wirkung der Legierungskom­ponenten auf die Gebrauchseigenschaften S. 282.

4.13.2. Die allgemeine Wirkung der Legierungselemente auf das Stahlgefüge 283 Mischkristallbildung S. 284 - Karbidbildung S. 285 - Zusammenfas~ sung und Schlußfolgerung S. 287.

4.13.3. Die Auswirkung auf die Gefügeumwandlung ....................... 289 Die Verschiebung der Phasengrenzen S. 289 - Beeinflussung der kriti­schen Abkühlgeschwindigkeit und der Martensittemperatur S. 291.

4.13.4. Die Wärmebehandlungen der legierten Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 294 Das Vergüten S. 294 - Das Härten S. 295.

4.14. Die Stahlsorten .••.................................•................. 297 4.14.1. Klassifikation ................................ " .............. " 297 4.14.2. Unlegierte Stähle ............................................... 298

Baustähle S. 298 - Sonderstähle S. 300 - Werkzeugstähle S. 300. 4.14.3. Legierte Stähle ..............•................................. 301

Baustähle S. 302 - Sonderstähle für mechanische und chemische Be­anspruchungen S. 310 - Magnetstähle S. 321 - Legierte Werkzeugstähle S. 334 - Stähle mit sonstigen besonderen physikalischen Eigenschaften S.347.

4.15. Der Stahlguß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 349 4.15.1. Definition ............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 349 4.15.2. Wärmebehandlungen ..................................... , ...... 349 4.15.3. Sorten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 351

4.16. Das Gußeisen ...•...... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 353 4.16.1. Das Zustandsfeld der Guß· und Roheisensorten .................... 353 4.16.2. Die Beeinflussung des Graphitanteils .............................. 354 4.16.3. Vor- und Nachteile des Gußeisens und die Problematik seiner Festigkeit 355 4.16.4. Struktur und Festigkeit des Gußeisens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 357 4.16.5. Festigkeitsschwankungen genormter Sorten ....................... 3/59 4.16.6. Legiertes Gußeisen ............................................. 365 4.16.7. Wärmebehandlungen des Gußeisens .............................. 366 4.16.8. Duktiles Gußeisen (mit Kugelgraphit) ............................. 367 4.16.9. Gewalztes Gußeisen ............................................. 368

4.17. Der Temperguß .•..................... '" ............................. 369 4.17.1. Herstellungsverfahren und Gefüge ................................ 369 4.17.2. Die Gefügebildung beim Glühfrischen ......... '" ................. 371 4.17.3. Sorten und Eigenschaften ....................................... 372

4.2. Die Nichteisen-Schwermetalle ................................................ 373

4.21. Die wichtigsten Sorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 374 4.21.1. Das Zink. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 374

Zinkle~ierungen S. 375. 4.21.2. Das Blei ....................................................... 375

Bleilegierungen S. 376. 4.21.3. Das Zinn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 377

Zinnlegierungen S. 378. 4.21.4. Das Nickel .................................................... 378

Nickellegierungen S. 379. 4.21.5. Das Chrom ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 380 4.21.6. Das Kupfer .................................................... 381

Kupferlegierungen - Buntmetalle S. 383.

4.22. Sonstige Schwermetalle ............................................... 398

4.8. Die LeichtmetaUe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 401

4.31. Das Aluminium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 401

XII Inhaltsverzeichnis Seite

4.32. Aluminiumlegierungen .......................................•........ 402 4.32.1. Die Ausscheidungshärtung • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 402 4.32.2. Legierungsgruppen und Sorten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 405

4.33. Magnesiumlegierungell ................................................ 411

4.4. Lagermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 412

4.41. Die Anforderungen an Lagermetalle .................................... 412

4.42. Gruppen und Sorten .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . .. .. . . . .. . . .. . . . . .. .. ... 417 4.42.1. Weißmetalle ................................................... 417 4.42.2. Bronzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 418 4.42.3. Leichtmetalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 419 4.42.4. Homogene Metalle .................................. , ........... 419 4.42.5. Metalle mit Graphiteinlagerung .................................. 420

4.0. Widerstandsmetalle ....................................... , . . . . . . . . . . . . . . .. 420

4.51. WiderstandsmetaJle für den Apparatebau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 420

4.52. Heizleiter ........................................................... 421

4.6. Sintermetalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 422

4.61. Definition und Eigenart ............................................... 422

4.62. Selbstschmierende Lagerbronze ........................................ 425

4.63. Hartmetalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 426

Sachverzeichnis .............................................................. 431