Was ist Metall? Metallarten, Eigenschaften und die Geschichte des Metalls

Metall gehört zu den ältesten und am häufigsten genutzten Werkstoffen der Menschheit. Von Werkzeugen über Brücken bis zu Küchengeräten und Möbeln besteht vieles um uns herum aus Metall. In diesem Leitfaden erklären wir von Grund auf, was Metall ist, welche Eigenschaften es hat, welche Metallarten es gibt und wie sich seine Geschichte entwickelt hat.

Was ist Metall?

Metalle sind eine Werkstoffgruppe, die glänzend aussieht, Wärme und Strom gut leitet, meist hart und beständig ist und sich formen lässt. Die meisten Elemente des Periodensystems sind Metalle; Eisen, Kupfer, Aluminium, Gold und Silber sind die bekanntesten. In der Natur kommen Metalle meist als Verbindungen in Gestein vor, das man Erz nennt. Um aus dem Erz reines Metall zu gewinnen, wird es geschmolzen und raffiniert.

Gemeinsame Eigenschaften von Metallen

Auch wenn sich Metalle unterschiedlich verhalten, haben die meisten diese Eigenschaften gemeinsam:

• Glanz: Saubere und bearbeitete Oberflächen reflektieren Licht, deshalb wirken Metalloberflächen glänzend.
• Leitfähigkeit: Sie leiten Wärme und Strom gut. Deshalb werden Kupfer und Aluminium für Kabel und Leitungen verwendet.
• Verformbarkeit und Dehnbarkeit: Metalle lassen sich, ohne zu brechen, zu Blechen schmieden, zu Draht ziehen und biegen.
• Beständigkeit: Viele Metalle tragen hohe Lasten und halten Stößen stand; so entstehen robuste, langlebige Produkte.
• Meist fest: Metalle sind bei Raumtemperatur überwiegend fest. Quecksilber ist die bekannte Ausnahme, es ist flüssig.

Metallarten

Metalle werden auf verschiedene Weise eingeteilt. Die gebräuchlichsten Unterscheidungen finden Sie unten.

Eisenmetalle und Nichteisenmetalle

Metalle, die Eisen enthalten, nennt man Eisenmetalle; Eisen und Stahl gehören dazu. Eisenmetalle sind in der Regel sehr belastbar, werden von Magneten angezogen und können rosten, wenn sie nicht geschützt sind. Metalle ohne Eisen heißen Nichteisenmetalle; dazu zählen Aluminium, Kupfer, Zink, Zinn und Titan. Nichteisenmetalle sind meist leichter und rosten nicht wie Eisen.

Reines Metall und Legierung

Eine Legierung ist ein Werkstoff, der durch Mischen eines Metalls mit einem anderen Metall oder Element entsteht. Ziel ist es, Härte, Festigkeit, Farbe oder Korrosionsbeständigkeit auf das gewünschte Maß zu bringen. Die meisten Metalle, die wir im Alltag nutzen, sind keine reinen Metalle, sondern Legierungen:

• Stahl: Eine Legierung aus Eisen und einer kleinen Menge Kohlenstoff. Er ist härter und belastbarer als Eisen.
• Edelstahl: Entsteht, indem Stahl mindestens etwa 10,5 Prozent Chrom zugesetzt werden. Chrom bildet an der Oberfläche eine Schutzschicht und sorgt so für Rostbeständigkeit. Es gibt Sorten wie 304 und 316; die Unterschiede erklärt unser Beitrag zu Edelstahl 304 und 316.
• Messing: Eine Legierung aus Kupfer und Zink. Wegen seines warmen, goldfarbenen Aussehens wird es oft in der Dekoration verwendet.
• Bronze: Vor allem eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Sie wird seit sehr frühen Epochen der Geschichte genutzt.

Verbreitete Metalle und ihre Einsatzbereiche

• Eisen: Grundwerkstoff im Bau- und Maschinenbau; es wird selten in reiner Form verwendet und meist zu Stahl verarbeitet.
• Aluminium: Leicht und korrosionsbeständig. Es ist das häufigste Metall in der Erdkruste und wird von Verpackungen bis zu Flugzeugrümpfen eingesetzt.
• Kupfer: Leitet Strom und Wärme sehr gut. Es wird in Kabeln, Leitungen und Wärmetauschern eingesetzt.
• Titan: Leicht, sehr fest und sehr korrosionsbeständig. Es wird in der Luftfahrt und der Medizin bevorzugt.
• Zink und Zinn: Werden meist als Beschichtung und in Legierungen verwendet; Zink dient auch dazu, Stahl vor Rost zu schützen.
• Gold, Silber und Platin: Dies sind Edelmetalle. Sie sind selten und korrosionsbeständig und werden für Schmuck, Geldanlage und Elektronik verwendet.

Leichtmetalle, Schwermetalle und Edelmetalle

Nach ihrer Dichte werden Metalle auch in Leichtmetalle (Aluminium, Titan) und Schwermetalle (Blei, Kupfer, Eisen) unterteilt. Metalle, die selten sind, nicht leicht verderben und einen hohen wirtschaftlichen Wert haben, nennt man Edelmetalle.

Die Geschichte des Metalls

Die Geschichte des Metalls ist eng mit der Geschichte der Menschheit verbunden. Von der Vorgeschichte bis heute hat die Nutzung von Metall sogar ganzen Zeitaltern ihren Namen gegeben.

Kupfer und Gold: die ersten Metalle

Zum ersten Mal begegneten Menschen Metall in Form von Kupfer und Gold, die in der Natur rein vorkamen. Diese Metalle wurden zu Perlen, Schmuck und kleinen Werkzeugen gehämmert. In Anatolien finden sich in Siedlungen wie Çayönü Spuren sehr früher Kupferverarbeitung (etwa im 8. Jahrtausend v. Chr.). Gold ist durch die Funde des Gräberfelds von Warna in Bulgarien bekannt, die auf etwa 4600 bis 4200 v. Chr. datiert werden und zu den ältesten bekannten bearbeiteten Goldobjekten zählen. Die Gewinnung von Kupfer durch Verhüttung aus dem Erz begann sich etwa im 5. Jahrtausend v. Chr. auszubreiten.

Die Bronzezeit

Als man dem Kupfer Zinn zusetzte, entstand Bronze, eine härtere und leichter zu verarbeitende Legierung. In der Bronzezeit, die im Vorderen Orient ab etwa 3300 v. Chr. begann, wurden Waffen, Werkzeuge, Schmuck und Gefäße aus Bronze hergestellt. Da Zinn nicht überall vorkam, entwickelte sich in dieser Zeit ein Metallhandel über große Entfernungen.

Die Eisenzeit

Eisen kommt weit häufiger vor als Kupfer und Zinn, doch das Schmelzen und Verarbeiten erfordert höhere Temperaturen und mehr Geschick. Um 1200 v. Chr. verbreitete sich die Eisenverarbeitung im Vorderen Orient, und die Eisenzeit begann. In Anatolien gilt die Zeit der Hethiter als eines der frühen Beispiele der Eisenverarbeitung. Eisenwerkzeuge waren günstiger und stabiler; Landwirtschaft, Bauwesen und Waffen wurden dadurch verändert.

Antike und Mittelalter: die Entwicklung des Stahls

Das Wissen, Stahl durch Zugabe von Kohlenstoff zu Eisen herzustellen, wurde über Jahrhunderte in verschiedenen Regionen entwickelt. In Indien hergestellter Tiegelstahl, der in weiten Teilen der Welt berühmt wurde, war ein begehrter Werkstoff für Schwerter und Messer. Stahl wurde in dieser Zeit von Meistern in kleinen Mengen und mit großem Aufwand erzeugt.

Die Industrielle Revolution und Stahl in großen Mengen

Das 1856 von Henry Bessemer entwickelte Verfahren ermöglichte es, Stahl billig und in großen Mengen herzustellen. Eisenbahnen, Brücken, Schiffe und Hochhäuser wurden nun aus Stahl gebaut. In dieser Epoche entstand die moderne Industrie.

Die Moderne: Aluminium, Edelstahl und Titan

Aluminium wurde 1825 erstmals in reiner Form gewonnen; mit dem 1886 entwickelten Elektrolyseverfahren (Hall-Héroult) wurde es zu einem günstigen und weit verbreiteten Metall. Edelstahl wurde 1913 vom britischen Metallurgen Harry Brearley entwickelt und veränderte viele Bereiche von der Küche bis zur Architektur. Titan ließ sich mit dem Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelten Kroll-Verfahren im industriellen Maßstab herstellen. Heute ist auch das Recycling ein wichtiger Teil der Metallgeschichte; Stahl und Aluminium lassen sich vielfach wieder einschmelzen und weiterverwenden.

Wie wird Metall bearbeitet?

Metallprodukte durchlaufen in der Regel diese Schritte: Der Rohstoff in Blech-, Rohr- oder Profilform wird auf Maß geschnitten, gebogen, durch Schweißen verbunden und schließlich oberflächenbehandelt. Die Oberflächenbehandlung, etwa Polieren, Bürsten, Sandstrahlen oder Lackieren, bestimmt Aussehen und Haltbarkeit des Produkts. Die Oberflächenoptionen haben wir im Beitrag zu Oberflächen beschrieben, das Lackieren im Beitrag Wie wird Metall lackiert.

Warum wird Metall bei Möbeln und im Design bevorzugt?

Da Metall bei dünnem Querschnitt hohe Lasten tragen kann, lassen sich Produkte mit klaren Linien und schlichter, leichter Optik bauen. Mit dem richtigen Werkstoff und der passenden Oberfläche behält es jahrelang seine Form. Wenn Sie wissen möchten, welches Metall für welchen Einsatz geeignet ist, ist unser Leitfaden zur Materialwahl ein guter Einstieg.

Häufige Fragen

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