Titel: Bréant's damascirter Gußstahl.
Autor: Bréant,
Fundstelle: 1823, Band 12, Nr. LXXIII. (S. 407–415)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj012/ar012073

LXXIII. Beschreibung eines Verfahrens, wodurch man eine Art Gußstahl erhält, welche den damascirten orientalischen Klingen ähnlich ist. Von Hrn Breant, Münzwardein157).

Aus dem Bulletin de la Societe d'Encouragement pour l'industrie nationale. Nro. 230. S. 222.

Die moirirte Oberfläche der orientalischen Säbel veranlaßte die Meinung, daß sie aus einem sogenannten Stoffe (étoffe) |408| verfertigt würden, d.h., aus einer Mischung von zusammen gelötheten, gegärbten und in verschiedenen Richtungen gewundenen Stäben oder Drahten von Stahl.

Eine lange Reihe von Versuchen, welche ich zur Erläuterung dieser Ansicht darstellte, überzeugte mich, daß der orientalische Damascener-Stahl bloß aus einem Gußstahle besteht, welcher |409| mehr Kohlenstoff enthält, als unsere europäischen Arten von Stahl, und in welchem durch ein mit der gehörigen Vorsicht bewerkstelligtes Abkühlen, zwei verschiedene Verbindungen von Eisen und Kohlenstoff kristallisiren.

Diese Trennung ist eine wesentliche Bedingung, denn, wenn man die geschmolzene Masse plözlich, wie in einer kleinen Gußform, abkühlt, so erhält man keine ausgezeichnete Damascirung, sondern diese sind nur unter der Luppe sichtbar.

Das von Berzelius entdekte Gesez, nach welchem sich die Körper mit einander verbinden, welche gegenseitige Verwandtschaft besizen, erklärt deutlich genug die Eigenschaft, welche den Stahl der orientalischen Damascener-Klingen charakterisirt, nämlich sich auf der Oberfläche zu moiriren, wenn man ihn, nachdem er vorher polirt wurde, einer sehr schwachen Säure aussezt.

Wenn die Verbindungen der Körper, welche mit einander verwandt sind, nur in gewissen bestimmten Verhältnissen Statt haben, so geht alles das, was dieses Verhältniß übersteigt, keine Verbindung ein, sondern findet sich bloß gemengt darin enthalten: das Eisen und der Kohlenstoff verbinden sich nun wenigstens in drei verschiedenen Verhältnissen. Der Stahl, welcher sich in einem Ende dieser Reihe befindet, enthält nur eine sehr geringe Menge Kohlenstoff (1/100); der Graphit hingegen enthält 12–15 Mahl mehr Kohlenstoff als Eisen. Der schwarze und weisse Guß bilden die Mittelglieder.

Sezen wir, daß bei der Bereitung des Stahles nicht genug Kohlenstoff angewendet wurde, so bildet sich Stahl nur in dem Maße, in welchem sich der Kohlenstoff verbunden hat; der Rest wird nur aus einem Gemenge von Eisen bestehen; geschieht dann die Abkühlung langsam, so suchen sich die leichter flüssigen Grundtheilchen des Stahles mit einander zu verbinden, und sich von dem übrigen Theile Eisens zu trennen. Diese Legierung wird Stande seyn, einen Damascener-Stahl zu geben; allein dieser Damascener-Stahl wird weiß, nicht sehr ausgezeichnet seyn, und das Metall wird keine bedeutende Härte erlangen können, weil es nicht mit Eisen gemischt ist.

Wenn die Menge des Kohlenstoffes genau so groß ist, als sie seyn soll, um alles Eisen in Stahl zu verwandeln, so wird |410| man nur eine Art von Verbindung erhalten; dann wird auch beim Abkühlen keine Trennung der verschiedenen Verbindungen Statt haben; dieß geschah mir mehrere Mahle, und dieß ist so, was, wie ich glaube, dazu dienen könnte, das beßte Verhältniß des Kohlenstoffes zur Bereitung jener Art von Stahl zu erkennen, welche am meisten zur Bearbeitung der Metalle tauglich ist158). Wenn aber nur etwas überschüssiger Kohlenstoff vorhanden ist, so wird alles Eisen zuerst in Stahl verwandelt werden; hier auf wird sich der in dem Tiegel frei gebliebene Kohlenstoff mit einem Theile des schon gebildeten Stahles in einem neuen Verhältnisse verbinden. Man erhält auf diese Weise zwei verschiene Verbindungen, reinen Stahl und gekohlstofften Stahl oder Gußstahl. Diese, anfangs unregelmäßig mit einander vermischten, Verbindungen werden suchen sich abzuscheiden; wenn man die flüssige Substanz ruhig stehen läßt; es bildet sich dann eine Kristallisation, bei welcher sich die Grundtheilchen der beiden Verbindungen nach ihrer Verwandtschaft zu einander und nach dem Grade ihres Gewichtes lagern werden.

Wenn man eine mit solchem Stahle bereitete Klinge in säuerliches Wasser taucht, so erhält sie eine ausgezeichnete Damascirung, in welcher die Theile des reinen Stahles schwarz werden, und die des gekohlstofften Stahles weiß bleiben werden, weil das gesäuerte Wasser den Kohlenstoff des gekohlstofften Stahles schwerer bloßlegte.

Der unregelmäßig in dem Metall vertheilte, und zwei verschiedene Verbindungen bildende Kohlenstoff ist also Dasjenige, was die Damascirung hervorbringt, und man wird wohl leicht einsehen, daß die damascirten Adern um so breiter seyn müssen, je langsamer die Abkühlung geschieht; aus diesem Grunde muß man es vielleicht vermeiden, zu große |411| Massen zu schmelzen, oder man muß einige Veränderungen bei dem Processe anbringen. Zum Beweise meiner Meinung, glaube ich Tavernier anführen zu müssen, der, in seiner Voyage en Perse uns einige Aufklärungen über die Größe der Stahlstäbe gegeben hat, welche zu seiner Zeit zur Bereitung der damascirten Klingen angewendet wurden,

„Der der Damascirung fähige Stahl, „sagt er“, kömmt aus dem Königreiche Galconda; er kommt im Handel in Form von Kuchen von der Größe eines Brotes vor, welches man um einen Kreuzer kauft: man schneidet sie entzwei um zu sehen, ob sie von guter Beschaffenheit sind, und aus jeder der beiden Hälften macht man eine Säbelklinge,“

Aus dieser Erzählung geht hervor, daß der Stahl von Galconda, wie der Wootz, in Broten vorkam, und daß die Brote nicht mehr als 2 oder 3 Kilogramme wiegen konnten.

Tavernier sezt noch hinzu, daß dieser Stahl, wenn man ihn auf die europäische Weise härtet, wie Glas brechen würde. Hieraus muß man schließen, daß er sehr schwer zu schmieden ist, und Réaumur bestätigte diese Beobachtung.

Dieser Gelehrte, welcher Muster von indischem Stahle aus Cairo erhielt, konnte Niemand in Paris finden, welcher im Stande war, denselben zu schmieden. Er meint, daß, in dieser Hinsicht, der Fehler in den Arbeiten liegen müsse, well die Orientalen im Stande sind, diese Art Stahles zu verarbeiten. Ich werde gleich zeigen, wie man verfahren muß, um zum Zweke zu gelangen.

Da der Kohlenstoff nicht nur auf die Damascirung des Stahles, sondern auch auf die inneren Eigenschaften desselben eine ausgezeichnete Wirkung hat, so ist zu befürchten, daß die HHrn. Stodart und Faraday sich bei ihrer Arbeit geirrt haben, wie es mir selbst längere Zeit geschah, und daß sie den Metalllegirungen Wirkungen zuschrieben, welche vorzüglich von einer beträchtlicheren Menge Kohlenstoff hervorgebracht wurden.

Ich bin weit entfernt, die Gegenwart von Metalllegirungen in den orientalischen Säbeln zu läugnen, obwohl ich in den wenigen Bruchstüken, welche ich zu analysiren Gelegenheit hatte, weder Silber, noch Gold, noch Palladium, noch Rhodium, |412| gefunden habe; nichts desto weniger scheint es mir sehr wahrscheinlich, daß verschiedene Verbindungen versucht worden sind. Mußte das Volk, welchem es gelang, durch Legirungen das Kupfer zu härten, nicht auch versuchen mit dem Eisen dasselbe Verfahren vorzunehmen?

Diese Ansicht führte mich zur Bereitung mehrerer Metalllegirungen, von welchen mir einige genügende Resultate gaben. Eine der Säbelklingen, welche ich zur Ausstellung lieferte, enthält 1/2 per Cent Platinna, und mehr Kohlenstoff, als sich in den gewöhnlichen Stahlsorten befindet; diesem Ueberschusse von Kohlenstoff verdankt sie wahrscheinlich ihre Damascirung. Aus derselben Legirung wurden auch herrliche Rasirmesser verfertigt.

Auf jeden Fall rathe ich nur dann Versuche mit diesen Legirungen anzustellen, wenn man sich von den Wirkungen des reinen Kohlenstoffes überzeugt hat, und mit Verbindungen in sehr geringen Verhältnissen den Anfang zu machen. Der Zusaz eines Metalles macht den Stahl brüchiger; ich erhielt jedoch selbst mit 4 per Cent Gold und Platinna, und mit 2 per Cent Kupfer und Zink dehnbare Legirungen.

In Betreff des Zinkes muß ich bemerken, daß man einige Vorsichtsregeln zu beobachten hat, wenn man ihn zu Metalllegirungen verwenden will; er detonirt stark: man darf folglich nur sehr geringe Mengen davon in das Bad werfen. Ich muß noch hinzufügen, daß beim Schmieden des mit Zink legirten Stahles ein Theil des Metalles verflüchtigt wird.

Der Braunstein verbindet sich leicht mit dem Stahle, und die Legirung läßt sich leicht schmieden; sie ist aber sehr kaltbrüchig; ich machte daraus Grabstichel, welche in das Eisen eingriffen, ohne daß sie vorher gehärtet worden wären. Die Damascirung, welche man dadurch erhält, ist sehr schwarz und sehr ausgezeichnet.

Der Graphit schien nur unter einigen Umständen den Stahl wieder weich zu machen, welcher durch überschüssigen Kohlenstoff zu spröd geworden war; wenigstens erhielt ich mit 100 Theilen Stahl, einem Theile Kienruß und einem Theile Graphit vortreffliche Resultate.

Eine, wegen der Folge, die man bei Arbeiten im Großen daraus ziehen könnte, sehr wichtige Bemerkung ist diese, daß |413| 100 Theile weiches Eisen und 2 Theile Kienruß eben so leicht schmelzen, wie gewöhnliches Eisen159). Einige unserer beßten Klingen sind das Product dieser Verbindung. Sie hat das Unangenehme, daß sie sich beim Erkalten stark zusammen zieht; auch haben die Brote gewöhnlich Höhlen, wegen welcher sie schwer zu schmieden sind; wenn man sich aber darauf beschränken wollte, statt des Damascener-Stahles gewöhnlichen Stahl zu machen, so könnte man dem Zusammenziehen beim Abkühlen dadurch vorbeugen, daß man diesen Stahl in eine Stangengießform (lingotiere) laufen läßt.

Aus dieser Erfahrung sieht man, daß es, um sehr guten Stahl zu erhalten, nicht nochwendig ist, die Operation mit Cämentirung des Eisens zu beginnen. Man kann es sogleich mit Kienruß behandeln, wodurch die Kosten der Bereitung bedeutend vermindert werden.

100 Theile sehr graue Gußfeile, und 100 Theile einer ähnlichen, vorher oxidirten Feile gaben einen Stahl von schöner Damascirung, der sich zur Verfertigung von Hieb und Stich-Waffen sehr gut schikte. Er ist wegen seiner Elasticität merkwürdig; einer schäzenswerthen Eigenschaft, die dem indischen Stahle fehlt160)Je größer das Verhältniß der oxidirten Gußfeile ist, um so nerviger ist der Stahl. Da der Sauerstoff an die erdigen Metalle und an einen Theil des Kohlenstoffes übergeht, so ist es einleuchtend, daß das Resultat um so geschmeidiger, aber auch um so weniger hart seyn wird, je mehr Oxid in demselben enthalten ist.

Die schwärzesten Güße gelingen am beßten. Ich bin überzeugt, daß man im Großen mit ähnlichen Güßen in Reverberir-Oefen Gußstahl bereiten könnte, wenn man ein ähnliches Verfahren, wie bei der Reinigung des Glokenmetalles, befolgte, d.h. wenn man dem im Flusse befindlichen Metalle einen Theil von demselben Metalle im oxidirten Zustande oder besser noch natürliches Eisenoxid zusezte.

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Es scheint mir ebenfalls möglich, das ganze Product der catalanischen Hochöfen161) in Gußstahl zu verwandeln, wenn man an dem Baue dir Oefen einige Veränderungen anbrächte, so daß die Schmelzung des Metalles vollkommen geschehen könnte. Ich glaube, daß ich, wenn ich einen solchen Ofen zu verwalten hätte, Mittel finden würde, durch welche sich die gesuchtesten Sorten von Stahl mit großer Sparsamkeit erzeugen ließen.

Ich rührte die im Flusse befindliche Masse vor dem Erkalten immer gut um, was bei allen Metalllegirungen unumgänglich nothwendig ist, sonst wird die Damascirung nicht gleichartig.

Nachdem ich den Stahl mit der in ihren metallischen Zustand versezten Kiesel und Thonerde zu verbinden gesucht hatte, bemerkte ich den Einfluß des Kohlenstoffes bei der Erzeugung der Damascirung; seit dieser Zeit wendete ich immer den Kohlenstoff des Kienrußes an.

Wenn man bei der Analyse der von mir gegossenen Stahl-Sorten einige Erden finden sollte, so müßte man voraussezen, daß sie von dem angewendeten Gusse oder Eisen, von dem Graphite oder auch von den Tiegeln herkommen.

Je mehr Kohlenstoff der Stahl enthält, um so schwerer ist er zu schneiden. Die meisten der von mir erzeugten Stahl-Sorten konnten nur bei einer Temperatur, deren Gränzen ziemlich eng sind, gestrekt werden. Bei der Weißglühize zerbrökeln sie sich unter dem Hammer; bei dem Kirschrothglühen werden sie hart und brüchig, und dieß nimmt in dem Verhältnisse zu, in welchem die Temperatur abnimmt, so daß, wenn sie einmal unter die Kirschroth-Glühhize herabgekommen sind, wenn man mit dem Grabstichel oder der Feile einen Theil davon wegnehmen will, man sie viel härter und spröder findet, als nach dem vollkommenen Erkalten.

Es ist klar, daß die indischen Stahlsorten, welche die meisten unserer Arbeiter nicht zu streken im Stande sind, sich in demselben Falle befinden; und wenn die Orientalen dieselben ohne Mühe bearbeiten, so kommt dieß daher, weil sie die Gränzen der Temperatur, welche für dieselben taugt, kennen.

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Ich habe mich durch Versuche überzeugt, daß kreisförmigen Adern, welche die Arbeiter ronces nennen, und welche man auf den schönen orientalischen Klingen bemerkt, das Resultat der Weise zu Schmieden sind, Wenn man sich damit begnügt, den Stahl in die Länge zu ziehen, so werden die Adern anglich) werden; wenn man nach allen Richtungen gleichmäßig strekt, so erhält die Damascirung ein kristallinisches Aussehen, macht man ihn nach beiden Seiten wellenförmig, so bekommt man dieselben Nüancen wie bei dem Damascener-Stahle. Es wird keiner langen Versuche bedürfen um jeden moirirten Dessein hervorzubringen, den man nur verlangt.

Was das Verfahren betrifft, durch welches man eine Damascirung erhält, bei welcher der Stahl, ohne seine Politur zu verlieren, schwarz oder bläulich gemacht werden kann, so scheint mir die der Orientalen die beßte. Der Vicomte Hericart de Thury gab eine Beschreibung davon in einem Berichte, der sich im Bulletin de la Société d'Encouragement, Nro. CCX. December 1821, 20stes Jahr, Seite 361 besindet (Vergleiche polyt. Journal Bd. 4. S. 272. S. 350. Bd. 5. S. 65. Bd. 10. S. 85–104. D.)

Diese Abhandlung, welche das Resultat der wichtigen Arbeit über die damascirten Stahlarten enthält, die Hr. Bréant auf Einladung und zum Theile auf Kosten der Gesellschaft und Gr. Exc. des Ministers des Inneren unternahm, sollte erst künftiges Jahr bekannt gemacht werden; besondere Rüksichten, und das Verlangen, ein so schäzbares Verfahren unseren Stahlfabriken schnell bekannt zu machen, veranlaßten den Rath dem zur Bekanntmachung desselben gesezten Termine vorzugreifen.

Hr. Bréant nimmt sich vor, dieser Beschreibung noch einige Details über die Vorsichtsmaßregeln hinzuzufügen, die er zur Versicherung des Erfolges seines Verfahrens befolgen mußte. Diese neue Belehrung nebst den Zeichnungen der Oefen und der Tiegel, die er anwendete, wird in einem der nächsten Hefte des Bulletins erscheinen.

Unser College bemerket, eben so bescheiden als uneigennüzig, daß er einen Theil des Erfolges seiner Arbeiten Hrn. Mérimée verdankt, welcher die Société d'Encouragement zuerst mit dem indischen Stahle oder Wootz bekannt machte, von welchem er einige Muster aus England mitbrachte. Hr. Mérimée beschäftigte sich schon lange Zeit mit den Mitteln diesen Stahl zu bearbeiten, und er vermuthete, gegen die allgemeine Meinung, daß das sogenannte Damascirte der orientalischen Klingen die Folge einer chemischen Verbindung und keines mechanischen Gemisches der Metalle seyn müsse, als die Gesellschaft eine Commission zur Wiederholung der von den HHrn. Stodart und Faraday zur Verbesserung des Stahles durch verschiedene Legierungen angestellten Versuche ernannte. Hr. Bréant, einer der mit dieser schwierigen Arbeit beauftragten Commissare, entledigte sich derselben mit allem jenem Talente und aller jener Beharrlichkeit, welche man von einem Eifer für die Fortschritte unserer Industrie erwarten konnte. Er glaubte jedoch erklären zu müssen daß Hr. Mérimée gerechte Ansprüche auf den Dank der Gesellschaft hat, indem er ihn stets mit seinen Rathschlägen und Kenntnissen unterstüzte, und seinen Muth immer wieder belebte, wenn er wegen des schlechten Erfolges oder aus Ermüdung seine Unternehmung aufgeben wollte.

Die Gesellschaft ist auch Hrn. Beaumer, Obermarkscheider, großen Dank für den Eifer schuldig, mit welchem er zu dem Erfolge, der Versuche beitrug, indem er der Gesellschaft Erde zur Bereitung der Tiegel übersendete. Anm. d. O.

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Es ist bekannt, daß die Sägen mehr oder weniger breite Zähne haben müssen nach der Härte der Substanzen, zu deren Durchschneidung man sie braucht. Deßwegen muß der Stahl, welcher zu Instrumenten, die zum Schneiden weichen Fleisches bestimmt sind, am tauglichsten ist, nothwendig von jenem verschieden seyn, aus welchem Feilen, Grabstichel, Rasirmesser u. bereitet werden sollen.

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Man muß nämlich voraussezen,daß nicht aller Kohlenstoff aufgenommen wird.

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Ich arbeitete immer mit 1 oder 2 Kilogrammen.

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Und auch der steyermärkischen. A. d. Ueb.

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