Refraktärmetall
Englisch: refractory metal
Metall wie Molybdän oder Wolfram mit hoher Feuerfestigkeit und daher hohem Schmelzpunkt.
Feuerfestes Metall: Wolfram-Klasse Material, das nicht schmilzt
Ein feuerfestes Metall hat einen Schmelzpunkt über 2000 Grad Celsius. Die wichtigsten sind Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob und Rhenium. Anders als Eisen oder Aluminium bleiben diese Metalle bei extremer Hitze fest und strukturell stabil, weshalb sie überall dort unverzichtbar sind, wo Temperaturen an die Grenzen von normalem Stahl heranreichen oder sie überschreiten.
Wolfram hat mit 3422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle, weshalb es in Hochtemperaturanwendungen dominiert. Molybdän schmilzt bei 2623 Grad Celsius und ist duktiler als Wolfram, daher leichter zu verarbeiten. Tantal und Niob werden wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen in chemischen Umgebungen geschätzt. Rhenium ist selten und teuer und wird oft mit Wolfram oder Molybdän legiert, um die Verformbarkeit bei Temperatur zu verbessern.
Wolframglühfäden in Glühbirnen und Vakuumröhren-Elektroden sind die sichtbarsten Anwendungen. In der Luftfahrt bilden Legierungen aus feuerfesten Metallen Turbinenschaufeln, Brennkammern und Düsenmündungen in Triebwerken und Raketenmotoren. Atom- und Chemieindustrie nutzen sie in Tiegeln, Ofenelementen und Reaktorbauteilen. Röntgenröhren arbeiten mit Wolframzielen, weil das Metall intensives Elektronenbombardement ohne Verschleiß oder Freisetzung von Verunreinigungen aushält.
Der Begriff feuerfest stammt vom lateinischen refractarius, was widerstands- oder eigensinnig bedeutet. Ursprünglich bezeichnete er Materialien zur Auskleidung von Öfen, die extremer Hitze und chemischen Angriffen widerstehen müssen. Diese Bedeutung hat sich erhalten: Ein feuerfestes Metall widersteht dem Angriff der Hitze selbst und weigert sich nachzugeben.
Diese Metalle sind schwierig zu verarbeiten. Sie sind bei Raumtemperatur spröde und erfordern sorgfältige Handhabung; oft ist Warmumformen nötig, um Risse zu vermeiden. Schweißen erzeugt in der Wärmeeinfluszone spröde intermetallische Phasen. Oxidation oberhalb bestimmter Temperaturen ist heftig, daher erfolgt die Verarbeitung oft im Vakuum oder unter Inertgas. Die Kosten sind hoch: Wolfram- und Molybdän-Pulver sind teuer, und die Bearbeitung erfordert Spezialwerkzeuge und Kühlmittel. Das begrenzt ihre Verwendung auf Anwendungen, wo kein billigerer Werkstoff die Belastung überstehen würde.