Titel: Boussingault Beitrag zur genaueren Kenntniß des Stahles.
Autor: Boussingault, Jean-Baptiste
Fundstelle: 1821, Band 5, Nr. IX. (S. 65–71)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj005/ar005009

IX. Beitrag zur genaueren Kenntniß des Stahles.

Aus einem Aufsaze des Hrn. J. B. Boussingault, Bergbauzögling, über eine Verbindung des Silicium mit der Platina, und über die Gegenwart desselben im Stahle, in den Annales de Chimie et de Physique. Jäner 1821. S. 1.22) frey übersezt.

Man schreibt dem Kohlenstoffe allein die Eigenschaft zu, Eisen in Stahl zu verwandeln, und diese von den Herrn Monge, Berthollet und Vandermonde ausgesprochene Meinung wird durch die Arbeiten der Chymiker unterstüzt, die sich mit dem Stahle beschäftigten. Immer wurde in dem bisher untersuchten Stahle Kohlenstoff gefunden; ein anderes Produkt aber, welches man gleichfalls stets und immer gefunden und doch immer als etwas Zufälliges betrachtet hat, ist die Kieselerde, deren Menge zuweilen dem Kohlenstoffe gleich kam. Um dieser Kieselerde mit Aufmerksamkeit nachzuspüren, habe ich mehrere Produkte aus dem Eisenwerke des Herrn La Beradiere untersucht, als: Nageleisen (Fer de Rive); geschmideten Cämentstahl, Gußstahl in Blöken (lingots).

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Ueberdieß untersuchte ich auch noch Hühnerstall (acier poule) von dem Stahlwerke zu Monkland bei Glasgow, der aus schwedischem Eisen von Danamora verfertigt wurde.

Mein Verfahren bestand darin, daß ich den Stahl in Schwefelsäure, welche mit sechs mal soviel Wasser, als sie selbst wog, verdünnt war, auflößte.

Der Rükstand wurde gehörig getroknet, dann gewogen, und verbrannt: der Kohlenstoff wurde nach dem Verluste bemessen23).

Es verdient bemerkt zu werden, daß der Rükstand, welchen kohlenstoffiger Stahl bei seiner Auflösung in verdünnter Schwefelsäure zurük läßt, sich weit früher entzündet, als der Platintiegel, in welchem man ihn schmilzt, roth wird; zuweilen entzündet er sich sogar schon, wenn der Tiegel noch so wenig heiß ist, daß man ihn in der Hand erleiden kann.

Der Rükstand der nach dem Verbrennen übrig blieb, wurde mit verdünnter Hydrochlorsäure digerirt, welche die Metalloxide auflöste, und die Kieselerde so ziemlich rein zurükließ. Man calcinirte diese, und wog sie noch heiß.

Man sah bei diesem Verfahren weniger darauf die Menge Kohlenstoffes mit aller Strenge zu bestimmen, als die Menge Kieselerde, die hier der Hauptgegenstand war.

Die hier untersuchten Produkte gaben folgende Bestandtheile:

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Eisen: Kohlenstoff: Silicium: Braunst. u. Kupf.
Nageleisen (Fer de Rive) 99, 825 Spuren. 0, 175 Spuren.
Cämentstahl 99, 325 0, 450 0, 225 detto.
Gußstahl 99, 442 0, 333 0, 225 detto.
Hühnerstahl (acier poule) 99, 375 0, 500 0, 125 detto.

Es sollte, diesen Versuchen zu Folge, scheinen, daß das Eisen bei der Cämentation, während es sich mit dem Kohlenstoffe verbindet, zugleich eine geringe Menge Silicium absorbirt. Wenn dieß, was ich hier nur noch als zweifelhaft aufstelle, durch eine Reihe von Analysen des Eisens vor und nach der Cämentation desselben erwiesen wäre, so könnte man den Nuzen gewisser Substanzen, welche man der Kohle in den Cämentbüchsen zusezt, begreifen.

Die Verbindung des Eisens mit dem Silicium wurde schon vor langer Zeit von Herrn Clouet wahrgenommen; er sagte: das Eisen verbindet sich mit dem Glase; und unter allen erdenklichen Versuchen durch welche man beweisen könnte, daß das Silicium die Eigenschaft hat das Eisen in Stahl zu verwandeln, dürfte es keine entscheidenderen geben als jene, welche dieser geschikte Chemiker angestellt hat: allein, so mächtig ist die Allmacht angenommener Meinungen, daß er seine Resultate zu Gunsten des Kohlenstoffes auslegte.

Man weiß, daß Clouet Gußstahl aus weichem Eisen erzeugte, welches er mit einem Gemenge von Thon und kohlensauren. Kalke schmolz: überzeugt, daß Kohlenstoff dem Stahle wesentlich zukomme, nahm er an, daß auch sein Stahl solchen enthielte, ohne die Gegenwart desselben zu erweisen. Er erklärte die Bildung seines Stahles auf folgende Weise: das Eisen entzieht, bei hoher Temperatur, sagt er, der Kohlensäure der Kalkerde ihren Sauerstoff; das dadurch entstandene Eisenoxid verbindet sich mit den Erden, und der frei gewordene Kohlenstoff verbindet sich mit dem noch übrigen Eisen zu Stahl: alles dieß geschieht durch prädisponirende Affinität.

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Diese Theorie findet sich in allen Werken über den Stahl.

Wenn man indessen über diese Operation nachdenkt, st hat man Mühe diese Zersezung der Kohlensäure zu begreifen, und man findet in dem beigesezten Zuschlage nur den zur Bildung eines Glases mit dem Thone nothwendigen Kalk24).

Um mich zu überzeugen, ob in dem Clouet'schen Stahle Kohlenstoff vorhanden ist, bereitete ich mir solchen, indem ich buchstäblich dem in dem Berichte an das Institut (Journ. des Mines XVIII.) angegebenen Verfahren folgte. Das angewendete Eisen ließ keinen bemerkbaren Rükstand nach seiner Auflösung in verdünnter Schwefelsäure.

Der Tiegel wurde um 7 Uhr eingesezt. Um 8 Uhr war alles in vollkommenem Flusse, und ich goß: der Tiegel war im guten Zustand, und konnte noch ein mal angewendet werden. Nachdem ich mir auf diese Weise eine hinlängliche Menge Clouet'schen Stahl bereitet hatte, untersuchte ich seine Eigenschaften und seine Mischung.

Er feilt und schmiedet sich schwerer als der Gußstahl des Herrn La Berardiere.

Polirt flekt er nicht mit Salpetersäure.

In verdünnter Schwefelsäure lößt er sich schwer auf und behält, während er sich auflößt, seinen Metallglanz. Der Rükstand den er gab, war sehr bedeutend, und vollkommen weiße Kieselerde.

Clouet'scher Stahl bestand aus

99, 20 Eisen;

0, 80 Silicium, oder 1, 60 Kieselerde;

0, 0 Kohlenstoff.

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100, 0

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Hier hätte man also einen Stahl, der ganz allein Silicium zur Basis hat. Man kann ihm den Namen Stahl nicht versagen, weil er die charakteristische Eigenschaft desselben, sich zu erhärten bei dem Härten, vollkommen besizt.

Man kann jezt also doch soviel behaupten, daß zur Um, Wandlung des Eisens in Stahl Silicium wenigstens eben so nothwendig ist, als Kohlenstoff, weil es nicht scheint, als ob es einen Stahl ohne Silicium gäbe, und es jedoch gewiß ist, daß es einen Stahl ohne Kohlenstoff gibt. Man muß sich indessen, bei dem gegenwärtigen Zustande unserer Kenntnisse, wohl hüthen, den Kohlenstoff als etwas Unnüzes im Stahle zu betrachten. Dieser brennbare Körper ist vielleicht höchst nöthig um ihn leichter verarbeiten zu lassen. Ein Umstand, der für diese Bearbeitung spricht, ist, daß jeder bisher verarbeitete Stahl kohlenstoffhaltig ist, der Clouet'sche Stahl aber bisher noch zu nichts verwendet wurde.

Nur ein geübter Künstler, der diese beiden Arten von Stahl vergleichen könnte, könnte über diesen Gegenstand absprechen.

Ueber Gußeisen.

Man prüft die Schmelzbarkeit des Eisens, indem man dasselbe in einem hessischen Tiegel in den Fluß bringt: man erhält auf diese Weise einen Blok, der bei dem Feuer unserer Schmieden schmelzbar ist.

Es handelt sich hier nur um die Beantwortung einer Frage: ist der durch das Schmelzen erhaltene Metallblok reines Eisen?

10 Gramme Nadeleisen (Clous d'epingle) wurden in Stüke geschnitten: 5 Gramme davon gaben, in verdünnter Schwefelsäure aufgelöset, einen nur unbedeutenden Rükstand. Die 5 anderen Gramme wurden in einem hessischen Tiegel geschmolzen, und gaben einen sehr gut geschmolzenen sehr glänzenden Blok.

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Er war schwerer zu feilen und zu schmieden als das dazu angewendete Eisen; er behielt, wie Clouet's Stahl, seinen Glanz in der verdünnten Säure, und ließ einen sehr häufigen und sehr weißen Rükstand in derselben, der reine Kieselerde war.

Der erhaltene Blok bestand aus 99, 64 Eisen,
0, 54 Silicium, oder 1, 08 Kieselerde.

Dieses geschmolzene Eisen hat, wie man sieht, große Aehnlichkeit mit Clouet's Gußstahle; der Thon und Kalk, den man dem Eisen zusezt um Stahl à la Clouet zu erzeugen, bildet ein kieselartiges Glas, welches das Metall wie ein Bad umgibt, das, durch Zersezung der Kieselerde entstandene, Eisenoxid leicht auflöset, und dadurch die Operation sehr erleichtert.

Bei dem Schmelzen des Eisens hingegen geschieht die Zersezung der Kieselerde nur mit Mühe, indem die Kieselerde des Tiegels eine bedeutende Cohäsionskraft äußert, und das hierdurch gebildete Eisenoxid sich in den Tiegel einsintert, und endlich die Erde gegen die Berührung des Metalles schüzt: dieß ist wahrscheinlich die Ursache, warum die Stahlbildung nie vollendet wird, wenn man das Eisen ohne Glas behandelt.

Man kann also nie über den Grad der Schmelzbarkeit des Eisens urtheilen, wenn man diese Operation in einem hessischen Tiegel anstellt, indem es hinlänglich erwiesen scheint, daß bei einer höheren Temperatur das Eisen die Kieselerde reducirt, sich mit dem Silicium verbindet, und eine schmelzbarere Mischung bildet, als das Metall selbst. Eben dieß hat auch bei der Platina statt, wenn diese vollkommen reducirtes Silicium findet; und wenn sie nicht, wie das Eisen, in einem hessischen Tiegel in den Fluß geräth, so kommt dieß davon her, daß sie, bei ihrer geringeren Verwandtschaft zum Sauerstoffe, nicht, wie das Eisen, die Eigenschaft besizt |71| die Kieselerde zu zersezen. Wenn man den Schmelzungsgrad des Eisens eben so wenig mit Genauigkeit kennt, als jenen der Platina und des Braunsteins, so glaube ich daß man folgende Ordnungsreihe festsezen kann, in welcher diese Metalle, in Verbindung mit Kohlenstoff oder mit Silicium, oder mit beiden zugleich, in Fluß gerathen: Eisen schmilzt am leichtesten in einem gefütterten Tiegel (creuset brasqué); dann kommt Platina, endlich Braunstein; wenn diese Metalle, wie es sehr wahrscheinlich ist, im reinen Zustande dasselbe Verhältniß des Schmelzungsgrades beobachten, so müßte man schließen, daß Braunstein weniger schmelzbar ist als Platina.

Note sur la Combinaison du silicium avec le platine et sur sa présence dans l'acier. Expériences faites au laboratoire de l'Ecole des mineurs de St. Etienne. Par M. J. B. Boussingault, Eléve-Mineur. Wir lassen das, was die Platina betrifft, hier weg, weil es mehr für Chemiker als für Techniker interessant ist.

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Ich glaube, daß der Rükstand vom Stahle sowohl als vom Gußeisen Silicium enthält. Dieß ist die Meinung des Herrn Daniel. Da das Silicium einige Analogie mit dem Borium und dem Kohlenstoffe zu haben scheint, so wäre es vielleicht möglich, daß es in den Rükständen des Stahles im Zustande eines Eisenpersiliciüres, wie der Kohlenstoff im Reißbleye, vorkommt. Anmerk. d. Orig.

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Man macht sehr guten Stahl à la Clouet, wenn man statt des kohlensauren Kalkes reine Kalkerde nimmt. Anmerk. d. Orig.

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