Da aber gerade die Stabilität – vom Fachmann „Festigkeit“ genannt – der reinen Metalle für die meisten Belastungen nicht hoch genug ist, werden für technische Anwendungen keine reinen Metalle genutzt, sondern Mischungen aus einem Basismetall und anderen Zugaben. Diese Mischungen aus mehreren Elementen nennt man „Legierungen“. Diese sind vergleichbar mit Kuchenteig, der ja auch, je nach Kuchen, aus gut miteinander vermischtem Mehl, Milch, Zucker, Ei und Anderem besteht. Bei den metallischen Legierungen können die zugegebenen Elemente – in der Gießerei heißen sie Legierungselemente – entweder andere Metalle (z. B. Chrom)

Was unterscheidet Stahl von den anderen Metallen, fragst du dich sicherlich? Zunächst ist es die Temperatur, bei der er schmilzt. Da der Anteil an Kohlenstoff nicht so hoch ist, liegt die Schmelztemperatur nur wenig unter den 1538 °C von reinem Eisen, nämlich bei etwa 1450 °C. Sie ist damit höher als die der meisten anderen Metalle in der Gießerei. Durch diesen hohen Schmelzpunkt können die Teile auch in der Regel höhere Temperaturen im Einsatz aushalten.

Was Stahl wirklich besonders macht ist die hohe Festigkeit. Bauteile aus diesem Werkstoff halten viel höhere Belastungen aus als die meisten anderen Metalle.

Aber nicht nur die Festigkeit ist sehr hoch, sondern auch die Dehnung. Wie bei einem Gummiband lässt sich Stahl sehr lang ziehen, bevor er reißt. Gerade die Kombination aus Festigkeit und Dehnung macht ihn für Bauteile, die nicht kaputt gehen dürfen, sehr geeignet. Dafür muss aber das höhere Gewicht in Kauf genommen werden, denn Stahl ist einer der schwereren Werkstoffe.

Produktbeispiele aus Stahlguss sind zum Beispiel Turbinenschaufeln für die Energieerzeugung. Bekannt sind auch Stahlbaukonstruktion mit gegossenen Knotenteilen wie bspw. die Dachkonstruktion im Olympiastadion Berlin.

Der hohe Gehalt an Kohlenstoff führt dazu, dass sich dieser beim Abkühlen aus dem Basismetall ausscheidet. Du kannst es dir mit Wasser und Salz vorstellen. Heißes Wasser kann eine große Menge an Salz auflösen. Kühlt sich dieses Wasser ab, so setzt sich mehr und mehr Salz auf dem Boden ab, es scheidet sich aus. Beim Gusseisen sinkt der Kohlenstoff nicht zu  Boden, sondern bildet Grafitansammlungen. Diese Grafitansammlungen kannst du dir vorstellen wie Schokostückchen im Kuchen, ganz fein verteilt im ganzen Kuchen.

Wenn ein Teil aus Gusseisen aufbereitet wird und unter einem Mikroskop betrachtet wird, so können die Grafitansammlungen entweder als Lamellen (Gusseisen mit Lamellengrafit, kurz GJL), als Kugeln (Gusseisen mit Kugelgrafit, kurz GJS) oder als eine Zwischenstufe zwischen beiden (Gusseisen mit Vermiculargrafit, kurz GJV) gefunden werden. 

Da für diese Gewinnung neben chemischen Abläufen viel Strom zu Herstellung des Basismetalls benötigt wird, wurde es erst Ende des 18. Jahrhunderts entdeckt und erst Mitte des 19. Jahrhunderts als reines Metall hergestellt. Es zählt zu den Leichtmetallen und hat nur etwa ein Drittel des Gewichts von Eisen. Die Schmelztemperatur liegt bei 660 °C.

Für die technische Verwendung wird es u. a. mit den Legierungselementen Silizium, Magnesium und Kupfer verwendet. Silizium bewirkt eine Steigerung der Festigkeit, Magnesium lässt es beständig gegen Seewasser werden und Kupfer verbessert die Festigkeit bei höheren Temperaturen. Daher ergeben sich sehr vielseitige Möglichkeiten für den Einsatz von Aluminium. 

Gerade für den Leichtbau spielt Aluminium eine sehr wichtige Rolle, da es mit speziellen Legierungen annähernd vergleichbare Festigkeiten wie manche Gusseisenlegierungen erreichen kann und dabei deutlich leichter ist. Deshalb gibt es heutzutage für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs einige Autos, die mit Motoren aus Aluminium hergestellt werden, ohne dadurch an Leistung zu verlieren. Auch Verbindungsteile von Krankentragen werden aus Aluminium gegossen, denn auch Sie müssen leicht und gleichzeitig sehr stabil sein.

Typischerweise wird auch Magnesium nicht als reines Metall verwendet, sondern so wie alle anderen auch als Legierung. Die Zusätze sind beispielsweise Aluminium, Zink oder Mangan. Zink und Aluminium verbessern die Festigkeit und Mangan vermindert die Reaktion mit Gasen.

Und jetzt zu den Bauteilen. Da Magnesium so leicht wie Kunststoff ist, aber deutlich stabiler, steckt es in vielen Alltagsgeräten. Als erstes Beispiel wären da Fotoapparate Das Gehäuse ist in der Regel nur mit Kunststoff verkleidet, innen steckt aber ein Gussteil aus Magnesium. 

Das Metall Kupfer kennt nahezu jeder, wegen seiner rötlichen Farbe und den grünen/türkisen Dächern von einigen Kirchen. Auch in der Technik ist es ein sehr wichtiger Werkstoff. Kupfer hat eine Schmelztemperatur von 1085 °C, also zwischen der von Aluminium und Gusseisen. Die wahrscheinlich häufigste Verwendung von Kupfer findet in der Elektrotechnik statt, da es eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt.

In Legierungen kann es aber auch sehr vielseitig eingesetzt werden. Zu den drei wichtigsten Legierungselementen zählen Zinn, Zink und Aluminium.

Zink ist ein Gusswerkstoff, der für die Automobilindustrie wichtig ist, aber auch in anderen Bereichen seine Anwendungen findet. Das Metall schmilzt bei einer Temperatur von 419,5 °C, weshalb im Vergleich zu den meisten anderen Metallen deutlich weniger Energie für das Schmelzen benötigt wird. Hauptsächlich wird es mit dem Legierungselement Aluminium verwendet.

Als letztes stellen wir euch noch Titan vor. Titan ist ein vergleichsweise teures Material, da es nur schwer zu gewinnen ist. Außerdem ist die Schmelztemperatur mit 1668 °C sehr hoch, was die Gussteilherstellung sehr aufwendig macht. In Verbindung mit dem Legierungselementen Molybdän, Chrom und/oder Aluminium hat Titan ein extrem gutes Verhältnis von seiner Festigkeit zu seinem Gewicht, weshalb es zum Beispiel für die Raumfahrt eingesetzt wird.

Aber auch in der Medizintechnik werden sehr filigrane Teile aus Titan hergestellt. Zum Beispiel werden künstliche Hüftgelenke aus diesem Material gefertigt. Wenn eure Oma oder euer Opa ein künstliches Hüftgelenk hat, so wisst ihr nun, dass es wahrscheinlich aus dem Metall Titan ist und mal gegossen wurde.