Titel: Schafhäutl, über die Zusammensezung des Gußeisens etc.
Autor: Schafhäutl, Karl Emil
Fundstelle: 1839, Band 74, Nr. LXVI. (S. 303–307)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj074/ar074066

LXVI. Ueber die Zusammensezung des Gußeisens, Stahls und Schmiedeeisens; von Dr. Karl Schafhäutl aus München.

Aus einem Vortrage desselben in der Versammlung britischer Naturforscher zu Birmingham. The Athenaeum No. 621.

Der Verfasser zeigte, daß der reinste Kohlenstoff selbst bei den höchsten Temperaturen noch Wasserstoff und bisweilen auch Stikstoff zurükhält und dabei keinen von beiden abgibt, auch seine inneren und äußeren Eigenschaften durchaus nicht verändert, ausgenommen, wenn er den Tiegel angreift und sich an deren Stelle mit Sauerstoff oder Aluminium oder Silicium verbindet. Er behauptete, daß wir kein sicheres Verfahren besizen uns reinen Kohlenstoff in isolirtem Zustande zu verschaffen und daß was wir als reinen Kohlenstoff betrachten, immer mehr oder weniger ein Carburetum (eine Kohlenstoffverbindung) ist. Er beschrieb ferner ein neues Verfahren Graphit zu gewinnen: nämlich indem man flüssige Frischschlake oder Eisen- und Mangansilicate über Steinkohlenstüke laufen läßt. Nach dem Erkalten findet man die Schlakenoberfläche immer mit einer sehr leicht ablösbaren Graphitschichte überzogen, und zwar nicht bloß an den Stellen, wo die Schlake wirklich die Steinkohle berührt, sondern auch an denjenigen, wo sie nur mit dem aus den Steinkohlen entbundenen Rauch in Berührung kam. Die Graphitbildung fängt schon bei einer Temperatur unter 1500° F. an und erreicht ihren höchsten Punkt nicht |304| weit über 2000° F. Hr. Schafhäutl erhält auf diesem Wege zwei verschiedene Arten von Graphit; der eine, im Folgenden mit (A) bezeichnet, bildet elastische Schuppen von der Dike des Schreibpapiers und sehr trübem Metallglanz; der mit (B) bezeichnete Graphit hingegen hat die Dike des Blattgolds, ist außerordentlich leicht und fühlt sich fettig an. Beide Graphitarten verlieren ihre Fettigkeit und ihren Metallglanz in flußsaurem Gase.

Der Graphit (B) bestand aus:

Eisenoxydul 18,600
Kieselerde 7,620
wahrscheinlich mechanisch aber ganz gleichförmig
vermengt mit
Kohlenstoff 70,342
Silicium 3,074
Verlust 0,364
–––––––
100 000

Der Graphit (A) enthielt:

4,93 Silicium
9,50 Eisen
85,45 Kohlenstoff.
0,12 Verlust.
––––––
100,00

Das Eisenoxydul und die Kieselerde wurden auf die Art bestimmt, daß man die Proben zuerst mit Säure und dann mit Aezkali erhizte; der Kohlenstoff, durch Verbrennung derselben mit chromsaurem Blei und chlorsaurem Kali und das Silicium durch Zusammenschmelzen der Pulver mit kohlensaurem Natron in einem Platintiegel. Hr. Schafhäutl betrachtet hienach den Graphit als eine chemische Verbindung von Kohlenstoff mit Silicium und Eisen und er zeigte, indem er nach einem eigenthümlichen Verfahren die Rükstände erhizte, welche nach der Auflösung des Eisens in Salzsäure bleiben, daß die chemische Zusammensezung des Gußeisens in seinen zwei besonderen Zuständen als graues und weißes Gußeisen mit den zwei Graphitarten in directer Beziehung steht, wie man dieses aus folgender Zusammenstellung ersieht:

Graphit (B).

Eisen
Silicium
Sauerstoff. Eisensilicat.
Silicium
Kohlenstoff
Kohlenstoff-Silicium.

Graues Gußeisen.

Eisen
Silicium
(Aluminium)
Silicium- und
Aluminium-Eisen.
Kohlenstoff
Silicium
Kohlenstoff-Silicium.
|305|

Graphit (A).

Eisen
Kohlenstoff
Kohlenstoff-Eisen.
Kohlenstoff
Silicium
Kohlenstoff-Silicium.

Weißes Gußeisen.

Eisen
Kohlenstoff
Stikstoff
Kohlenstoff-Eisen.
Silicium
Kohlenstoff
Kohlenstoff-Silicium.

Er fand ferner, daß alles graue Gußeisen, es mag mit erhizter oder kalter Luft gewonnen worden seyn, nach der Behandlung mit Salzsäure von bestimmtem specifischen Gewicht einen graulichweißen Rükstand hinterläßt. Behandelt man diesen Rükstand mit Aezammoniak, so entwikelt er sehr rasch reines Wasserstoffgas und man findet hernach in der Auflösung Thonerde mit ein wenig Kieselerde. Der Gehalt von Thonerdemetall nach der Behandlung mit Säure und die Abwesenheit alles Stikstoffs ist eine charakteristische Eigenschaft sowohl des französischen als des englischen grauen Gußeisens; dagegen findet man in den Rükständen des weißen Gußeisens immer Kohlenstoff, Wasserstoff und Stikstoff, und diese Rükstände haben auch stets eine bräunliche Farbe; der Stikstoff findet sich ferner im Stahl sowohl als im Schmiedeeisen. Das Silicium ist nach dem Verfasser immer mit Kohlenstoff verbunden und im Kohlenstoffeisen aufgelöst; es ist nach ihm auch außerordentlich schwer eine Legirung von Eisen mit Silicium allein hervorzubringen, ohne daß etwas Kohlenstoff, Aluminium und andere ähnliche Körper zugegen sind. Er fand, daß die Molecule alles Eisens eine ähnliche Krystallform haben, welche dem Würfelsystem angehört, und daß der größte Krystall nicht über 0,0000633stel eines Zolles im Durchmesser hat, sowie daß hauptsächlich auf der Anordnung dieser Molecule das abweichende Aussehen der verschiedenen Arten abhängt. Nach ihm kann man durchaus keine Graphitschuppen im grauen Gußeisen entdeken; die Flächen, welche mit bloßem Auge betrachtet, Graphitschuppen zu seyn scheinen, zeigten sich unter dem Vergrößerungsglas als Pentagonale Krystalle, welche im kleinsten Durchmesser nicht über 0,000355stel eines Zolls breit sind und aus den kleinsten oder primitiven Eisenmoleculen bestehen. Die Eisenmolecule sind hienach im grauen Gußeisen in der regelmäßigsten Form angeordnet, weil sich alle ihre Flächen in einer Ebene befinden; die gleichmäßigste Vertheilung der Molecule zeigt sich im gehärteten Stahl; im weichen Stahl machen sie ein bündelförmiges Aggregat und im Schmiedeeisen sind sie loker und länglich an einander gereiht. Schafhäutl behauptet, daß reines Eisen nicht zusammengeschweißt werden kann und daß das Vermögen des Eisens, sich zusammenschweißen zu lassen, auf seiner Legirung mit dem Kohlenstoffsilicium beruht, sowie daß die guten und mannichfaltigen Eigenschaften |306| aller Stabeisensorten durch die Legirungen reinen Eisens mit anderen metallischen Körpern bedingt sind und daß man bisher bei der Analyse der verschiedenen Eisensorten ihren Gehalt an elektronegativen Metallen meistens übersah. Daß das schwedische Eisen Arsenik enthält, zeigt sich schon durch seinen Geruch, wenn man es rothglühend schmiedet. Bei der Analyse eines Eisens muß man seine Auflösung, um die anderen Metalle abzusondern, in zwei Portionen theilen; in die eine derselben leitet man nämlich einen Strom Schwefelwasserstoffgas, die andere hingegen präcipitirt man mit schwefelwasserstoffsaurem Ammoniak und digerirt sie sorgfältig damit. Eine geringe Menge Kieselerde ist schwieriger von einer großen Menge Eisen zu trennen, als man gewöhnlich zu glauben scheint; der Kohlenstoffgehalt des Eisens läßt sich nur dadurch genau bestimmen, daß man es entweder nach Berzelius' Methode in einem Sauerstoffstrom verbrennt oder mit chlorsaurem Kali und chromsaurem Blei vermengt, wie bei der. Analyse organischer Körper, in einer Glasröhre erhizt.44) Schafhäutl behauptet, daß der Stahl ein rein mechanisches Product des Schmiedehammers ist, welcher die Molecule einer gewissen Art weißen Gußeisens aus ihrer ursprünglichen Lage zieht, in die sie durch die Anziehungskräfte bei der langsamen Einwirkung der Hize gebracht worden waren. Der Stahl, so wie er aus dem Schmelzofen oder Tiegel kommt, ist weiter nichts als weißes Gußeisen und der indische Stahl oder Wootz die beste Sorte desselben. Der Verfasser theilte endlich noch die Analysen zweier Gußeisensorten und einer Stahlsorte mit. Von jenen war eines französisches graues Gußeisen, wie man es zu Vienne (Dept. de l'Isère) aus einem Gemenge von Bohnenerz und rothem Hämatit mit Steinkohlen von Rive de Gier und erhizter Luft gewinnt; es hatte 6,898 spec. Gewicht. Das zweite war von den Maesteg-Eisenwerken bei Neath im südlichen Wales, wo man es aus einem Gemenge von Thoneisenstein und Rotheisenstein mit Kohks und erhizter Luft gewinnt; es ist silberweiß, ohne Anzeichen von Krystallisation und besizt ein specifisches Gewicht von 7,467. Das Stahlstük war ein geschmiedetes Rasirmesser aus Rodger's Fabrik in Sheffield und hatte 7,92 specifisches Gewicht.

|307|
Graues
französisches
Gußeisen.
Weißes
Gußeisen aus
Wales.

Stahl.
Silicium 4,86430 1,00867 0,52043
Aluminium 1,00738 0,08571 0,00000
Mangan 0,75130 Spuren. 1,92000
Arsenik 0,00000 0,00000 0,93400
Antimon 0,00000 1,59710 0,12100
Zinn 0,00000 0,00000 Spuren.
Phosphor 0,54000 0,08553 0,00000
Schwefel 0,17740 0,32018 1,00200
Stikstoff 0,00000 0,76371 0,18310
Kohlenstoff 3,38000 4,30000 1,42800
Eisen 89,00740 91,52282 93,79765
Verlust 0,27222 0,31428 0,09382
––––––––– ––––––––– –––––––––
100,00000 100,00000 100,00000

Es scheint, daß die Eigenschaften des schwedischen Eisens hauptsächlich durch seinen Gehalt an Arsenik und die des russischen durch seinen Phosphorgehalt bedingt sind.

|306|

Die neueste Methode von Berzelius zur Untersuchung von Stahl, Stab- und Gußeisen ist im polytechnischen Journal Bd. LXXII. S. 41 beschrieben. Das wegen seiner Einfachheit und Genauigkeit so schäzbare Verfahren von Fuchs zur Bestimmung des Eisengehalts der Eisenerze und aller eisenhaltiger Körper findet man in Bd. LXXIII. S. 36. A. d. R.

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