Titel: de Luynes, über die Fabrication von Gußstahl.
Autor: Luynes,
Fundstelle: 1845, Band 96, Nr. XXIII. (S. 106–112)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj096/ar096023

XXIII. Ueber die Fabrication von Gußstahl und damascirtem Stahl; von de Luynes.

Nach dem Mémoire sur la fabrication de l'acier fondu et damassé par H. de Luynes, Paris 1844 durch das polytechnische Centralblatt, 1845 7tes Heft.

Die Bestrebungen, die damascirten Klingen der Orientalen nachzuahmen, sind besonders seit der französischen Expedition nach Aegypten, wodurch man mit der vorzüglichen Qualität dieser Klingen wiederholt bekannt wurde, sehr vielfach gewesen. Clouet und Andere suchten den Zwek nun durch Zusammenarbeiten und Gerben verschiedener Sorten von Eisen und Stahl zu erreichen; Stodart und Faraday, Berthier, Mérimée, Bréant, Fischer und Andere suchten auf chemische Weise durch Darstellung von Legirungen und durch Vereinigung von Gußeisen und Schmiedeisen zum Ziele zu gelangen. Man ist noch heute nicht darüber einig, ob die vorzügliche |107| Qualität jener Stahlsorten einer chemischen Beimischung oder nur der vollkommenen mechanischen Bearbeitung zuzuschreiben sey.

Der Verf. wendet sich der chemischen Ansicht zu, und hat vielfach versucht, wenn nicht alle orientalischen Varietäten des Damasts (deren Zahl und Namen gar nicht zu merken sind), doch die besten, in Persien als Eski-hindi bekannten, von dem berühmten Assad-Allah fabricirten nachzuahmen. Er ging zu dem Ende von den Analysen verschiedener orientalischer Damaststahlproben aus:

1. 2. 3. 4. 5.
Kobalt
Nikel

0,790
0,10
1,4000

3,9355

Spuren
Wolfram 0,518 Spuren Spuren Spuren
Mangan 2,180 Spuren Spuren Spuren Spuren
Eisen 83,700 90,00 87,3484 87,5000 90,1
Kohlenstoff 12,812 9,80 11,2516 8,5645 9,9
6. 7. 8. 9.
Kobalt Spuren
Nikel 0,7000 1,6 0,7871 2,100
Wolfram 1,0000 Spuren Spuren Spuren
Mangan 0,7034 1,4 Spuren Spuren
Eisen 86,7000 79,0 86,2129 90,142
Kohlenstoff 10,8966 18,0 13,0000 7,758

Nr. 1. Gußstahlkönig von 2,5 Kil., aus Constantinopel durch M. de Franqueville erhalten; vollständig geschmolzen, oberflächlich vergoldet; der obere Theil ist krystallinisch. Die Masse ist sehr hart, spröde, im Innern von blätteriger Structur; gibt nach dem Schmieden keinen Damast. Soll in Persien fabricirt seyn.

Nr. 2. Kleine, gut geschmolzene Masse von Wootz, durch Hrn. Lepage erhalten; obere Fläche strahlig; Aeußeres glatt, aber wellenförmig; Bruch glänzend krystallinisch, Härte mittel. Gibt keinen Damast.

Nr. 3 und 4. Persische Gußstahlkönige, von der Größe eines Eies, durch M. d'Archiac erhalten. Ziemlich roh und stark oxydirt, aber ohne Löcher. Die obere Fläche zeigt Reste ungeschmolzener Nägel. Die Härte ist weit geringer als bei Nr. 1. Schwacher Damast.

Nr. 5. Gußstahl von Aleppo; sehr schlecht geschmolzen; ebenfalls mit Resten ungeschmolzener Nägel; schwer zu zerbrechen; Bruch dem gehärteten Stahl ähnlich. Schmiedet sich sehr schlecht und gibt nur einen unvollkommenen silberweißen Damast.

Nr. 6. Probe geschmiedeten orientalischen Damasts, von Lepage.

|108|

Nr. 7. Indische Dolchklinge.

Nr. 8. Persische Klinge, von der Gesandtschaft mitgebracht.

Nr. 9. Alte Damastklinge mit Vergoldungen.

Aus diesen Resultaten schließt der Verf., daß die Orientalen zu Bereitung ihres Damascenerstahls sich erst durch absichtlichen Zusaz kleiner Mengen irgend eines Metalls ein kohlenreiches, leicht schmelzbares und sehr hartes Eisen darstellen (Nr. 1 und 2) und dieses dann durch Zusammenschmelzen mit reinen schmiedeisernen Nägeln in Stahl verwandeln. Er berechnete aus den Analysen 1 und 2 die Quantität von Eisen, welche zuzusezen wäre, um Stahl zu erhalten, schmolz dann eine Probe mit der berechneten Menge von Eisen in der Form kleiner Nägel (pointes de Paris) zusammen und erhielt in beiden Fällen einen ausgezeichnet schmiedbaren Stahl, der nach dem Schmieden einen guten Damast erlangte.

Was die Darstellung der als Basis dienenden kohlenstoffreichen Legirung anbelangt, so wissen wir darüber aus dem Orient sehr wenig. Der Wootz soll in Indien durch Zusammenschmelzen von Eisen mit den Stengeln der Cassia auriculata und den Blättern anderer Pflanzen erzeugt werden. Da die Qualität der Pflanze hier offenbar ohne Einfluß ist, so ersezte der Verf. in seinen Versuchen jene Pflanzentheile durch Sägespäne von Eichenholz. Es fehlt nur noch ein Zusaz von Nikel, Wolfram und Mangan. Wir kennen keine natürliche Verbindung, in der alle diese Metalle zugleich vorkommen. Der Wolfram enthält Mangan und Wolfram-Metall; da die Orientalen diese Metalle für sich nicht zu reduciren verstehen, so haben sie dieselben wahrscheinlich in der Form des Wolframs angewendet. Nikel dagegen konnte von ihnen als Metall benuzt werden, da die Malayen heutzutage Stahl mit Nikel gerben und die Indier und Perser durch den Verkehr mit China die Kenntniß des metallischen Nikels erlangt haben müssen. Der Verf. hielt also dafür, daß man durch Zusammenschmelzen von feinem weichen Eisen mit Sägespänen und gewissen Quantitäten von Wolfram, Nikel u.s.w. ein kohlenstoffreiches Eisen erhalten werde, welches dann mit mehr Schmiedeisen vereinigt, einen guten Damascenerstahl geben müsse.

Der Verf. prüfte zuerst zwei Vorschriften, nämlich: 1) 2000 Th. weiches Nageleisen, 100 Th. Wolfram, 175 Th. Eichensägespäne; 2) 3000 Th. Nageleisen, 144 Th. kohlensaures Manganoxydul, 150 Th. Wolfram, 270 Th. Sägespäne. Das Gemenge wurde in beiden Fällen in einem Kohlentiegel zum hellen Rothglühen erhizt und gab in beiden Fällen eine schöne geschmolzene Masse, welche man nach dem Erkalten zerschlug und mit ihrem gleichen Gewichte Nageleisen zusammenschmolz. Man erhielt in beiden Fällen einen |109| sehr schmiedbaren Stahl mit schönem Damast. – Vom Nikel und Kobalt sah der Verf. ab; der Kobalt ging stets ganz in die Schlaken, das Nikel aber gab stets ein Product, welches keinen Damast annahm. Auch der Wolfram geht nur zum kleinsten Theile in den Stahl, das meiste bleibt in der Schlake. Da indessen Wolfram sowohl als Manganerze keine ganz constante Zusammensezung haben, so stellte der Verf. Versuche mit einer durch Behandlung des Wolframs mit kochender Salzsäure dargestellten Wolframsäure, mit kohlensaurem Manganoxydul und Nikeloxyd an, wobei im Uebrigen ganz wie oben verfahren wurde:

1000 Th. Nageleisen, 48 Th. kohlensaures Manganoxydul, 10 Th. Wolframsäure, 10 Th. Nikeloxyd und 113 Th. Sägespäne gaben schöne Resultate, aber der Stahl war schwieriger zu bearbeiten, als der mit natürlichem Wolfram erhaltene. Ließ man Nikeloxyd und Mangansalz weg, so verbesserte sich das Resultat nicht. Der Stahl nahm einen guten Damast an.

2000 Th. Nageleisen, 100 Th. Mangansuperoxyd und 275 Th. Sägespäne gaben einen sehr schönen Stahl mit gutem Damast. Die Schlake ist bouteillengrün und sehr manganreich, aber sie durchbohrt die Tiegel leicht, was durch Gegenwart von Wolframsäure verhindert wird.

1000 Th. Nageleisen, 96 Th. kohlensaures Manganoxydul, 20 Th. Wolframsäure und 128 Th. Sägespäne geben ziemlich unganze und löcherige Stahlmassen, die sich aber übrigens sehr gut bearbeiten lassen und einen schönen Damast annehmen. Die Gefahr des Durchbohrens der Tiegel ist hier beseitigt.

Wenn man graues Gußeisen umschmilzt, in kaltes Wasser ausgießt, zerkleinert, mit 14 Proc. krystallisirtem Mangansuperoxyd und 28 Proc. Schmirgel (Eisenoxyd) 4 Stunden zum Rothglühen erhizt, dann erkalten läßt, zerreibt, von Mangan und Schmirgel trennt, umschmilzt, die geschmolzene Masse zerbricht und mit ihrem halben Gewichte Nageleisen zusammenschmilzt, so erhält man ebenfalls einen sehr brauchbaren Stahl mit schönem Damast. Der Braunstein dient hier zum Verbrennen der überschüssigen Kohle des Gußeisens und führt etwas Mangan und Nikel (der Pyrolusit enthält merkliche Mengen von Nikel) in das Eisen; der Schmirgel ist nur da, um das Durchbrechen der Tiegel durch Bildung von Mangansilicat zu verhüten. Ein so erhaltener Stahl enthält: 90,142 Eisen, 7,758 Kohle, 1,400 Mangan, 0,700 Nikel. Wenn man den krystallisirten Pyrolusit im Kohlentiegel reducirt, so erhält man ein Mangan, welches über 23 Proc. Kohlenstoff und 2 Proc. Nikel enthält. Dieß erklärt |110| zum Theil den Kohlenstoffreichthum der stets manganhaltigen orientalischen Stahlsorten.

Es scheint sich hieraus zu ergeben, daß nur vom Mangan der Damast des Stahles abhängt und daß man durch Cementation mit dem Eisen ziemlich viel Mangan – und mit diesem viel Kohlenstoff – vereinigen kann, ohne der Hämmerbarkeit zu schaden. Man erhält zwar auch stets durch Zusammenschmelzen verschiedener Eisensorten in verschiedenen Zuständen der Kohlenstoffung Damaststahl, nie aber ist der Damast so schön und regelmäßig, als bei Anwendung von Mangan. Das beste Verfahren würde also seyn, sich metallisches (eisen-, chrom-, wolfram- und nikelhaltiges) Mangan durch Schmelzen von 1 Th. Braunstein mit 2 Th. Blutlaugensalz zu verschaffen und 15 Th. von diesem Mangan mit 100 Th. Guß- oder Cementstahl zusammen-, dann aber wieder mit dem halben Gewichte Nageleisen umzuschmelzen.

Der Apparat zum Schmelzen der Massen für diese Versuche besteht aus einem stark ziehenden cylindrischen Zugofen von starkem Eisenblech. Derselbe hat 0,5 Meter im Durchmesser und steht in einem gemauerten Kamine. Auf dem Boden des Kamins erhebt sich zuerst ein 0,4 M. hoher, 0,5 Meter weiter Blechcylinder, in den das Rohr eines kleinen Centrifugalgebläses mündet. Dieser Untersaz ist bedekt mit einer mehrfach durchlöcherten Eisenplatte, und einige Zoll unter dieser befindet sich ein zweites durchlöchertes Blech mit abweichender Stellung der Löcher. Durch diese Bleche dringt nun der in den Untersaz getriebene Windstrom gleichmäßig nach Oben in den eigentlichen Ofen, welcher aus einem zweiten, ebenfalls 0,5 Meter weiten und eben so hohen Blechcylinder besteht, dem das oberste durchlöcherte Blech als Bodenplatte dient und der mehrere Zoll stark mit Tiegelmasse ausgeschlagen ist. In die Mitte dieses Ofens stellt man die aus guter Tiegelmasse verfertigten Tiegel, die man mit aufgekitteten Hüten von gleicher Masse zudekt. Wenn die Tiegel gut getroknet sind, bedürfen sie keiner vorläufigen Brennung. Die Feuerung geschieht im ersten Anfange mit etwas Holz und Holzkohle, dann mit Kohks; man geht innerhalb einer halben Stunde bis zum hellen Rothglühen, unterhält dieses 1/2 Stunde lang, verstärkt dann die Hize durch Blasen während 1 1/2 Stunde und läßt dann erkalten. Die erkaltete Masse wird auf dem Amboße zu haselnußgroßen Stüken zerschlagen, mit dem gleichen Gewichte feinen Nageleisens vermengt und höchstens 1 1/2 Stunde geschmolzen. 1500 Gr. geben eine Säbelklinge und mehrere kleine Gegenstände, 2500 Gr. reichen zu zwei Säbelklingen hin.

Das Ausschmieden erfordert einige Vorsicht; es darf nur bei scharlachrother Glühhize – nie darüber – geschehen. Die Gußstahlmasse |111| wird, auf diesen Grad erhizt, mit zwei starken Hämmern auf 2/3 ihrer Dike abgeplattet, darauf die erhaltene Scheibe in der Mitte gelocht, dieser Ring aufgeschnitten, geöffnet und allmählich zu einem Stabe gerekt, wobei nicht eher von dem Gegenschmieden Gebrauch gemacht werden darf, als bis der Stab die halbe Länge erreicht hat; man schmiedet stets mit der flachen Bahn des Hammers und beseitigt jedes Fältchen und Rißchen, so wie sie sich zeigen. Hat der Stab 2/3 der Länge erreicht, so feilt man ihn, um sich von seiner Qualität zu überzeugen, und äzt ihn an, um den Damast zu prüfen. Nun wird die rohe Form der zu verfertigenden Klinge ausgeschmiedet, aber etwas diker. Man spannt sie dann in den Schraubstok, um durch Ciseliren mit dem Grabstichel oder mit der Feile die allgemeine Vertheilung des Damasts, wie man sie wünscht, vorzuzeichnen – wurmförmig, im Zikzak, in Streifen u.s.w. Nun wird die Klinge wieder ganz glatt gehämmert und fertig gemacht, gefeilt, polirt, darauf wie gewöhnlich durch Kirschrothglühen und Eintauchen in Wasser gehärtet, durch mäßige Erhizung und Abreiben mit Wachs nachgelassen, wieder polirt und zulezt mit dem Damast versehen. Dieß kann auf zweierlei Weise geschehen:

Nach orientalischer Art mit saurer schwefelsaurer Eisenoxydul-Magnesia (Zag). Eine verdünnte Auflösung dieses Salzes wird in ein hinreichend hohes, cylindrisches Glas gethan, und die mit befeuchteter Baumwolle und etwas Bimsstein, zulezt mit trokener Baumwolle gehörig abgeriebene Klinge so lange hineingetaucht, bis der Damast erscheint und seine volle Entwikelung erlangt hat. Dann wäscht man die Klinge mit reinem Wasser ab, troknet sie durch bloßes Abtupfen mit mehrfacher Leinwand ab, übergießt sie dann mit Klauenöhl und wischt sie erst den andern Tag mit feinem Leinen ab, wobei man eine dünne Fettschicht zurükläßt.

Die andere Art substituirt dem oben erwähnten Salze eine Salpetersäure, welche so stark verdünnt ist, daß sie nur noch wie starker Essig schmekt. Im Uebrigen verfährt man eben so. Man kann sich bei Anwendung der verdünnten Salpetersäure ganz gut hölzerner Tröge bedienen.

Ganz eigenthümliche und schöne Effecte erzeugen die Orientalen, indem sie verschiedene Damaststahlblätter unter sich oder mit einer Gußstahlseele zusammenschmelzen. Dieß ist auch mit dem auf des Verfassers Weise erzeugten Stahle möglich.

Man schweißt drei flache Stäbe zusammen, deren mittelster von Gußstahl ist und die doppelte Dike hat, während die beiden Deken |112| Damaststahl sind und nach der Seite der Schneide zu so weit hervorstehen, daß die Schneide aus ihnen gebildet wird. Vorher werden die Stäbe gehörig gereinigt und abgefeilt. Nach dem Zusammenschweißen wird mit dem so erhaltenen Stabe weiter verfahren wie oben.

Die Malayen verfertigen vorzügliche Klingen, welche sämmtlich einen Stahlkern haben, deren Deken sich aber durch einen schönen, schwarzen und weißen Damast auszeichnen. Diese Deken enthalten Kupfer und Nikel. – Diese malayischen Klingen lassen sich auf folgende Art nachahmen:

Man schneidet aus dem besten Eisenblech 20 Streifen von 30 Centimeter Länge und 5 Centim. Breite, strekt sie sorgfältig, feilt sie rein, befeuchtet sie, bestreut sie auf beiden Seiten mit pulverisirtem reinen Nikel (das Kupfer schadet mehr, als es nüzt), wie es aus Deutschland bezogen werden kann. Aus den 20 Blechen bildet man nun ein Paquet und schweißt dieses zu einem Stabe zusammen, den man dann ausstrekt und, wie früher erwähnt, mit dem Grabstichel bearbeitet. Je feiner der Damast seyn soll, desto öfter muß das Paquet wieder umgebogen und ausgerekt werden. Ist die Klinge fertig, so wird sie durch Cementation mit Kohlenpulver in Stahl verwandelt, gehärtet, polirt, entfettet und mit einer verdünnten Lösung von Oxalsäure in destillirtem Wasser angeäzt.

Auf ähnliche Art kann man auch mit Platin gegerbte Klingen verfertigen; das Platin wird in dünnen Blättchen zwischen die Blechstreifen geschoben. Das Schweißen ist aber hier sehr schwierig und die Klingen werden natürlich theuer.

Auch die durch Zusammengerben verschiedener Stahl- und Eisensorten erzeugten Klingen werden am besten mit Oxalsäure geäzt. Diese Klingen dürfen natürlich nicht cementirt werden, da durch die Cementation die Differenz des Kohlengehaltes und somit auch der Damast verschwindet.

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