Big Bang HTL 2, Schulbuch

142 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Zusammenfassung Stähle sind schmiedbare Eisenlegierungen Sie enthalten weniger Kohlenstoff, als das Roheisen. Der Überschuss an Kohlenstoff wird im Linz-Donawitz Verfahren zu CO 2 ver- brannt. Die Stahleigenschaften können außerdem durch Zugabe von Legierungselementen und die Art der Verar- beitung beeinflusst werden. Stahlprodukte In der Endfertigung des Stahls gibt es 5 prinzipielle Stahl- produkte: –– Bleche –– Schmiedestücke –– Rohre –– Profile –– Draht Der Stahl aus dem Konverter wird für die Blechherstellung zuerst in der Stranggießanlage zu Brammen (siehe Abb. 10.17) gegossen und geschnitten. Das sind lange Stahl ­ blöcke, deren Breite und Länge deutlich größer ist als ihre Dicke. Danach werden die Brammen zuerst warm und dann weiter kalt ausgewalzt . Vor allem beim Kaltwalzen ver- ändert sich das Gefüge sehr stark, weshalb das Blech mit- unter zwischen den Walzvorgängen geglüht werden muss. Zur Herstellung von Schmiede- stücken wird der Stahl elektrisch erhitzt und durch hydraulische Hämmer in die gewünschte Form gebracht. Letzte Uneben- heiten werden dann im kalten Zustand beseitigt. Große Schmiedestücke müssen im Anschluss erhitzt und gezielt abgekühlt werden. Stahlrohre können auf zwei Arten herge- stellt werden. Einerseits durch Biegen und Zusammen- schweißen von Stahlblechen oder – bei besonders hohen Ansprüchen – durch das Ziehen einer erhitzten Stahlstange (Rundstahl) über einen Dorn (siehe Abb. 10.18) Auch Stahlprofile , wie sie vor allem in der Baubranche benötigt werden, werden durch Walzen aus Knüppeln her- gestellt. Man benötigt dafür besonders geformte Walzen. Drähte entstehen durch Heißwalzen von Knüppeln, die bei jedem Walzschritt immer dünner werden. Nach einem ge- zielten Abkühlprozess erhält man den fertigen Draht. i Abb. 10.16: Stahl- brammen Abb. 10.17: Herstellung nahtloser Rohre mit Dorn Z 10.4 Leicht und Standhaft Aluminium Auf der Weltausstellung in Paris im Jahre 1855 weckte ein Aluminiumwürfel mit der Bezeichnung „Silber aus Lehm“ großes Aufsehen. Von diesem neu entdeckten Metall er- wartete sich Napoleon III neue leichte Brustpanzer für seine Reiterei weshalb er den französischen Chemiker Sainte- Claire Deville bei der Errichtung erster Aluminiumfabriken unterstützte. Aluminium ist ein weiches Leichtmetall mit einem Schmelzpunkt von nur 660 °C. Es ist außerdem sehr witterungsbestän- dig, obwohl es eines der unedelsten Metalle ist. Diese Eigenschaften machen es zu einem beliebten Werkstoff, dessen Herstellung aber nicht ganz unproble- matisch ist. Da es sehr unedel ist, be- nötigt man ein sehr starkes Reduktionsmittel. Im Jahre 1827 hat Friedrich Wöhler erstmals reines Aluminium durch Reduktion mit Kalium aus Aluminiumchlorid hergestellt. Dieses Verfahren entwickelte der Franzose Deville um 1855 weiter. Aber erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts gelang die großtechnische Herstellung. Sehr rasch wurde es danach zu einem sehr wichtigen Werkstoff und dem am zweithäu- figsten verwendeten Metall nach Eisen. Verwendung Reines Aluminium wird, da es sehr weich ist, eigentlich nur in der Elektronikin- dustrie verwendet. Legiert man es mit kleinen Mengen anderer Metalle wie Kupfer, Zink, Magnesium oder Silizi- um steigt die Härte und da- mit die Verwendbarkeit. Die- se liegt vor allem in den Bereichen Transport (Flugzeuge, Züge, Autos, …), wo die geringe Dichte zu einem verringer- ten Treibstoffverbrauch führt. Auch ein Aluminiumfahrrad ist mit weniger Anstrengung zu fahren als eines aus Stahl. Außerdem bildet das unedle Aluminium an der Luft eine Aluminium ist mit 8 Massen % eines der häufigsten Elemente der Erdkruste, trotzdem kann man es erst seit etwas mehr als 100 Jahren großtechnisch her- stellen. Woran liegt das? Der Ruf des Aluminiums hat sich in den letzten Jahren vom überall unbedenklich einsetzbaren Leichtmetall zur Umweltgefahr oder gar gefährlichem Gift ver- ändert. Was steckt da dahinter? Wie dünn ist eigentlich Alufolie und wie wird sie hergestellt? Warum glänzt sie auf einer Seite mehr als auf der anderen? F16 F17 F18 Abb. 10.18: F. Wöhler Abb. 10.19: Aluminiumkarosserie Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv