Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen: Eine eingehende Studie
Metalle und Legierungen lassen sich je nach chemischer Zusammensetzung in Eisen- und Nichteisenmetalle unterteilen. Welche Unterschiede gibt es zwischen diesen beiden Kategorien? In diesem Artikel untersuchen wir die Unterschiede zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen.
Abbildung 1: Eisenmetalle vs. Nichteisenmetalle
Eisenmetalle: Eine kurze Einführung
„Ferrous“ leitet sich vom lateinischen Wort „Ferrum“ ab, was Eisen bedeutet. Daher werden Metalle, die Eisen enthalten, vereinfacht als Eisenmetalle bezeichnet. Stahl ist das am häufigsten vorkommende Eisenmetall in unserer Umgebung.
Alle Eisenmetalle und -legierungen weisen die gleichen Eigenschaften wie Eisen auf. Höhere Festigkeit, Hitzebeständigkeit, Magnetismus und Langlebigkeit sind nur einige davon. Die besonderen Eigenschaften von Eisenmetallen machen sie zur idealen Wahl für strukturelle und industrielle Anwendungen.
Glücklicherweise lassen sich Härte, Formbarkeit und andere Eigenschaften von Eisenlegierungen steuern. Durch die Zugabe anderer Materialien wie Kupfer, Kohlenstoff, Chrom, Magnesium usw. können ihre Eigenschaften drastisch verändert werden.
Eisenmetalle haben jedoch auch einige Nachteile. Rost, Steifheit und unerwünschte Brüche sind nur einige davon. Diese Nachteile können Sie jedoch durch die Wahl von Eisenlegierungen mit der richtigen Materialzusammensetzung vermeiden.
Abbildung 2: Eisenmetalle
Nichteisenmetalle: Ein kurzer Einblick
Als Nichteisenmetalle werden Metalle und Legierungen bezeichnet, die geringe Mengen Eisen enthalten, wie beispielsweise Aluminium, Silber, Blei usw. Der Mangel an Eisen hat Auswirkungen auf die Gesamteigenschaften von Nichteisenmetallen.
Beispielsweise sind diese Metalle nicht magnetisch und haben eine geringere Festigkeit. Nichteisenmetalle zeichnen sich jedoch durch eine höhere Duktilität und bessere Korrosionsbeständigkeit aus.
Es stellt sich oft die Frage, ob Nichteisenmetalle, denen Eisen zugesetzt wird, als Eisenmetalle auftauchen.
Nein, das wird nicht passieren. Denn um ein Eisenmetall zu sein, muss der Eisenanteil in einem Metall höher sein als in allen anderen Metallen. Wenn daher Eisen zu Nichteisenmetallen hinzugefügt wird, ist der Eisenanteil immer noch vernachlässigbar. Es entstehen keinerlei eisenhaltige Eigenschaften.
Abbildung 3: Nichteisenmetalle
Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmaterialien
Jetzt kennen Sie den grundlegenden Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen. Vergleichen wir nun die Eigenschaften von Eisenmetallen und Nichteisenmetallen.
1. Rostbeständigkeit
Metalle neigen dazu, bei Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit zu korrodieren. Vergleicht man Eisen- und Nichteisenmetalle, weisen Eisenmetalle eine sehr geringe Rostbeständigkeit auf. Im Gegensatz dazu sind die meisten Nichteisenmetalle von Natur aus sehr korrosionsbeständig.
Der höhere Eisengehalt ist der Hauptgrund für die Rostanfälligkeit von Eisenmetallen. Eisen reagiert leicht mit dem in der Feuchtigkeit vorhandenen Sauerstoff und bildet Eisenoxid. Um dies zu vermeiden, werden den Eisenlegierungen andere Materialien, z. B. Kupfer, zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
2. Magnetische Eigenschaften
Eisenmetalle besitzen von Natur aus magnetische Eigenschaften. Daher werden sie häufig in der Elektrogeräteherstellung verwendet. Nichteisenmetalle hingegen sind aufgrund ihres geringen Eisengehalts nicht magnetisch.
3. Gewichtsüberlegungen
Eisen- und Nichteisenmetalle lassen sich nicht anhand ihres Gewichts vergleichen. Das liegt daran, dass das Gewicht direkt mit dem einzelnen Metall und nicht mit einer Kategorie verknüpft ist.
Vergleicht man jedoch häufig vorkommende Nichteisenmetalle mit Eisenmetallen, kann man feststellen, welches Material eine höhere und welches eine niedrigere Dichte aufweist.
Im Allgemeinen haben gewöhnliche Eisenmetalle wie Stahl jedoch eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht. Im Gegensatz dazu sind gewöhnliche Nichteisenmetalle wie Kupfer, Messing und Aluminium etwas leichter.
Abbildung 4: Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen
4. Marktpreis
Es ist schwierig, die Preise von Eisen- und Nichteisenmetallen zu vergleichen. Der Wert jedes Materials hängt im Allgemeinen von seiner Bedeutung, Anwendung und Häufigkeit in der Welt ab.
Normalerweise sind Nichteisenmetalle wie Aluminium, Kupfer oder Gold um ein Vielfaches teurer als Eisenmetalle wie Eisen und Stahl.
5. Festigkeit des Metalls
Oberflächlich betrachtet mag es scheinen, als hätten Eisenmetalle eine höhere Festigkeit als Nichteisenmetalle. Doch das ist nicht immer der Fall. Die Festigkeit eines Materials hängt ausschließlich von seiner chemischen Zusammensetzung ab.
Beispielsweise ist Titan, ein Nichteisenmetall, um ein Vielfaches fester als Eisenmetalle wie Stahl. Umgekehrt sind Weichstahl und Edelstahl fester als Kupfer und Silber.
6. Leitfähigkeit
Nichteisenmetalle, insbesondere Kupfer und Aluminium, weisen eine bessere Wärme- und Stromleitfähigkeit auf als Eisenmetalle. Sie enthalten weniger Verunreinigungen und haben eine gleichmäßige Kristallstruktur. Daher ist die Elektronenbeweglichkeit in diesen Metallen besser.
Andererseits erzeugt das Vorhandensein von Eisen Unterbrechungen wie magnetische Interferenzen und verschlechtert die Leitfähigkeitseigenschaft.
Abbildung 5: Unterschiede zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen
7. Recycling von Metall
Offenbar ist das Recycling von Nichteisenmetallen einfacher als das Recycling von Eisenmetallen.
Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit lassen sich Nichteisenmetalle leicht recyceln. Eisenmetalle hingegen enthalten viel Eisen und sind sehr rostanfällig. Daher ist ihr Recycling ein zeit- und energieintensiver Prozess.
Der Recyclingprozess von Eisenmetallen umfasst das Schmelzen und Reinigen der Metalle. Anschließend verfestigt sich die Schmelze zu festen Blöcken. Nichteisenmetalle hingegen erfordern keine so langwierigen Reinigungsschritte.
8. Metallverarbeitung
Sie wissen, dass Nichteisenmetalle eine bessere Duktilität und Formbarkeit aufweisen. Daher können sie problemlos geschnitten, gebogen, geformt oder bearbeitet werden.
Eisenmetalle hingegen weisen eine hohe Härte auf. Daher neigen sie während des Herstellungsprozesses zur Rissbildung.
Allerdings schneiden Eisenmetalle wie Kohlenstoffstahl, Weichstahl usw. beim Verbindungsvorgang besser ab. Zum Schweißen von Nichteisenmetallen, z. B. Aluminium, sind dagegen besondere Fähigkeiten und Maschinen erforderlich.
9. Lebensdauer des Metalls
Eisenmetalle haben typischerweise eine kürzere Lebensdauer, da sie leicht korrodieren. Ihre Lebensdauer lässt sich jedoch durch Beschichtung und entsprechende Oberflächenbehandlung verlängern. Nichteisenmetalle hingegen halten hoher Luftfeuchtigkeit stand und haben von Natur aus eine längere Lebensdauer.
Abbildung 6: Unterschied zwischen Eisenmetallen und Nichteisenmetallen
10. Anwendungen von Metallen
Eisenmetalle und -legierungen sind schwerer und fester. Daher werden sie häufig im Bauwesen und im Maschinenbau verwendet.
Nichteisenmetalle sind leichter, leitfähiger und gut formbar. Daher finden sie Anwendung in der Elektronik-, Luft- und Raumfahrt- und Konsumgüterindustrie.
Letzte Worte
Sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetalle werden unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung eingesetzt. Tuling verfügt über die Maschinen und das Know-how zur Herstellung von Eisen- und Nichteisenprodukten. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Produktdesign, Beratung und Fertigungslösungen benötigen.
