Titel: Legrip's Untersuchungen über verschiedene Methoden beim Härten des Stahls.
Autor: Legrip, V.
Fundstelle: 1854, Band 131, Nr. X. (S. 28–34)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj131/ar131010

X. Untersuchungen über verschiedene Methoden beim Härten des Stahls; von Hrn. V. Legrip zu Chambon.

Aus dem Journal de Chimie médicale, Juli 1853, S. 448.

Das Härtungsmittel, welches von den Eisenarbeitern zu Commentry und zu Montluçon angewendet wird und mir zur Untersuchung übergeben wurde, ist eine schwarze, sich fettig und plastisch anfühlende Masse; ihr unangenehmer Geruch gleicht dem der Seife und des gegerbten Leders, ihr widriger Geschmack dem des gekäueten Leders. Auf glühende Kohlen geworfen, zeigt sich außer dem rußigen Geruch, den der Rauch verbreitet, der eines fetten Oels. Ohne Flamme ist der Rückstand schwierig einzuäschern, er bleibt weich so lange er heiß ist, und wenn man das Erhitzen verstärkt, so entzündet sich die Masse, brennt wie ein Fett mit einigem Knistern ohne viel Rückstand.

Ich werde das Verfahren bei der Analyse dieser Substanz nicht speciell mittheilen. Mit kaltem und warmem Wasser habe ich daraus mehrere unauflösliche und bloß beigemengte Körper abgeschieden, während andere Bestandtheile nach dem Abdampfen erhalten wurden. Der Alkohol ist das zweite Hauptlösungsmittel für die Bestandtheile dieses Präparats. Endlich |29| wurden mittelst der geeigneten Reagentien als Bestandtheile der Masse nachstehende erkannt:

Textabbildung Bd. 131, S. 29

Ohne die guten Eigenschaften bezweifeln zu wollen, welche die Eisenarbeiter diesem Präparat beim Härten zuschreiben, muß man doch anerkennen, daß es nur ein unbestimmtes Gemisch ist, zusammengesetzt von Jemanden, der auch nicht die geringsten wissenschaftlichen Kenntnisse besitzt oder die Bemühungen zur Erkennung der Zusammensetzung vereiteln wollte.

Nach Beendigung dieser Analyse erkundigte ich mich bei den Eisenarbeitern nach den besten üblichen Härtemitteln; die meisten entsprachen meinem Verlangen und Jeder erklärte das von ihm angegebene Mittel für das beste; dasselbe war stets entweder eigene Erfindung des Arbeiters oder er hatte eine gewisse Summe einem, wo nicht geschicktem, doch schlauem Arbeiter dafür bezahlt.

Ehe ich nun über die Untersuchungen berichte, welche ich in wissenschaftlicher Hinsicht anstellen zu müssen glaubte, will ich die verschiedenen Präparate angeben, die zur Stahlhärtung verwendet werden, so wie sie mir von verschiedenen Personen wörtlich mitgetheilt worden sind.

1. Härtewasser (Montluçon).

Potasche von der besten Sorte
flüssiges chlorsaures Kali
von jedem 1/2 Kilogr.
Wasser 4 Liter

Man muß dieses Härtewasser mehr oder weniger warm anwenden, je nachdem man eine geringere oder größere Härte haben will.

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2. Verfahren beim Härten der Hämmer aus Gußstahl (Ferté-sous-Jouarre).

Blutlaugensalz 200 Gramme
Galläpfel 100 „
Jagdpulver 25 „
kohlensaures Natron 100 „
Salpeter 50 „
schwarze Seife 700 „

Man pulverisirt diese Substanzen und vermengt sie mit der Seife, um einen Teig daraus zu machen. Die rothglühend gemachten Hämmer werden in dem Teige gehärtet und dann in Wasser gesteckt, in welchem Blutlaugen salz aufgelöst worden.

Andere Eisenarbeiter lösen 250 Gramme von diesem Teige in 4 Litern Flußwasser auf und Härten darin die hell kirschroth gemachten Hämmer.

3. Verfahren beim Härten des Eisens, und um die Einsatzhärtung zu vermeiden. (Ferté-sous-Jouarre).

Das Eisen muß weißglühend gemacht werden, worauf man gepulvertes Blutlaugensalz darauf streut und das Ganze ins Wasser steckt. Das Eisen wird alsdann an der Oberfläche so hart, daß es von einer guten Feile nicht angegriffen wird.

4. Teig zum Härten der Mühlenhämmer.

Schwarze Seife 250 Gramme
Blutlaugensalz 100
pulverisirte Ochsenklauen 100
graues Salz 100
Salpeter 15
Chinarinde, graue 30
Jagdpulver 25

Man vermengt die pulverisirten Substanzen mit der Seife zu einem Teige.

Offenbar haben von diesen empirischen Härtemitteln das zweite und das vierte die größte Aehnlichkeit mit dem von mir analysirten.

Jedenfalls würde eines von den angewendeten Salzen im Allgemeinen zum Härten genügt haben, nämlich das Blutlaugensalz; ich meine für die größern Schneidwerkzeuge und die Hammerspitzen, denn ob es zu kleinern |31| und dünnern Stücken, z.B. zu Messerschmiedarbeiten, ebenfalls anwendbar sey, fragt sich noch.

Bei meinen Untersuchungen über die Härtung gieng ich von der Ansicht aus, daß man bei Versuchen mit kleinen und zerbrechlichen Gegenständen die genauesten Beobachtungen anstellen und dann sichere Folgerungen auf die Härtung größerer Stücke ziehen könne, welche für intelligente Arbeiter die besten Winke geben würden. Ich hoffte auf diese Weise ohne sehr große Mühe ein Härtewasser zu ermitteln, welches, mit dem gewünschten Temperaturgrade des Metalls übereinstimmend, stets das verlangte Resultat liefert. Bei diesen Versuchen unterstützte mich ein geschickter Messerschmied, der sich sehr viele Klingen von Federmessern, kleinen und großen Taschenmessern, Küchenmessern, Fleischermessern etc., gegen 200 Stück verschaffte. Es wurden nun verschiedene Härtewasser bereitet und damit Versuche angestellt, deren Resultate in der nachstehenden Uebersicht angegeben sind. Von Seiten des Messerschmieds wurde dabei die größte Sorgfalt angewendet.

Resultate beim Härten in verschiedenen Bädern.

1. Kalkhaltiges Brunnenwasser:

Undichter Stahl, starke Härtung, die Stücke sehr verworfen oder verzogen, keine zerbrochen. Es ist ein Anlassen erforderlich.

2. Dasselbe Wasser mit gerade so viel Potasche, daß der Kalk daraus niedergeschlagen wird:

Hoher Härtegrad, undichter Stahl, die Stücke wenig verworfen; keine Klinge zerbrochen. Ein geringes Anlassen erforderlich.

3. Dasselbe Wasser mit 25 Grammen einfach-kohlensaurem Kali auf 1 Liter:

Minder weißer Stahl, starke Härtung, sehr verworfene Stücke, keine zerbrochenen Klingen. Ein geringes Anlassen ist erforderlich.

4. Flußwasser:

Undichter Stahl, so starke Härtung, daß etwas Anlassen erforderlich ist; einige Stücke etwas verworfen, keines zerbrochen.

5. Dasselbe Wasser mit 25 Grammen Blutlaugensalz auf 1 Liter: Bedeutende Härtung, undichter Stahl, einige Stücke verworfen, kein Bruch; außer der Verwerfung würde dieß Resultat sehr genügend seyn.

6. Dasselbe Wasser mit 25 Grammen sal tartari (einfach-kohlensaurem Kali) auf 1 Liter:

Sehr loser (undichter) Stahl, starke Härtung, welche ein Anlassen erfordert; einige große Klingen waren verworfen, keine zersprungen.

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7. Dasselbe Wasser mit 25 Gram. reiner Kaliseife auf 1 Liter: Wenig loser Stahl, schwache Härtung, das Anlassen nicht vertragend; einige Klingen hatten sich verzogen, zwei waren zerbrochen.

8. Dasselbe Wasser, vermischt per Liter mit 25 Gram. des im Eingang erwähnten Präparats:

Wenig loser Stahl, schwache Härtung, welche kein Anlassen erfordert; Verziehungen kleiner und großer Klingen; die größten zerbrachen.

9. Destillirtes Wasser:

Sehr loser Stahl, schöne und gute Härtung, nur ein Stück hatte sich etwas verzogen. Die Härtung ist so stark, daß sie ein geringes Anlassen erfordert.

10. Luft, starker Strom:

Schwarzer Stahl, keine Brüche; zwei große Klingen hatten sich etwas verzogen. Die Härtung war bedeutend genug, um ein Anlassen zu ertragen.

Nach unsern Bemerkungen kann jeder Härtegrad stets besser in einem Mittel erlangt werden, welches bloß eine abkühlende Eigenschaft hat, wie die Luft, das Wasser oder selbst Quecksilber;2) wir sind jedoch der Meinung, daß wenn man das zu härtende Stück stärker oder schwächer glüht, das bloße Wasser sehr gut alle erforderlichen Härtegrade geben kann, besonders dünnern Stücken, die sich leicht verziehen. Zu einer sehr schwachen Härtung kann man jedoch Luft anwenden, und zu einer sehr hohen Härtung Quecksilber gebrauchen; letzteres dürfte aber unerachtet der großen Vortheile, die es darbietet, wenig in Gebrauch kommen.

Fette Körper können nur einen geringen Grad von Härtung geben, und da sich die organische Materie zersetzt, so wird sich um so mehr Kohlenstoff mit dem Eisen verbinden, je langsamer dessen Abkühlung erfolgt; es bildet sich folglich an der Oberfläche eine Schicht gekohlten Eisens mit Ueberschuß von Kohlenstoff; daher sagt man, daß der Stahl dicht (nicht lose) sey. Jedoch fällt das gekohlte Eisen, welches sich auf dem Stück in dem Herde gebildet hat, so gut wie in dem Wasserbade größtentheils zu Boden. Harzige Substanzen verhalten sich wie die fettigen.

Ein Wasserbad mit Seife, sey es nun Natron- oder Kaliseife, gibt eine minder weiche Härtung und dennoch einen ziemlich dichten Stahl; denn auch hier liefert die organische Materie, unerachtet der Salzbasis, bei ihrer Zersetzung eine anhaftende Schicht von Kohlenstoffeisen.

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Da die dem Wasser zugesetzten salzigen Stoffe stets Kali- oder Natronsalze sind, oder eine andere, in Beziehung zum Eisen elektropositive, Basis haben, so dienen sie nur zur Erhöhung der Dichtigkeit des Wassers; man erhält daher eine höhere Härtung, weil die Wärme aus dem Stück rascher absorbirt wird; dünne Stücke verziehen sich dabei und reißen auch häufig. Oft zersetzt sich auch die Säure der salzigen Materie, und wenn dann, wie bei den kohlen-, weinstein-, essig-, klee- und blausauren Salzen, Kohlenstoff frei wird, so erhält man, unerachtet der hohen Härtung, wegen des beim Eintauchen gebildeten Kohlenstoffeisens, doch keinen losen Stahl.

Je mehr von löslichen Salzen das Härtewasser enthält, desto weniger ist es nach unserer Meinung zum Härten feiner Gegenstände geeignet, wie sie beim Messerschmied so häufig vorkommen. Besonders scheinen die Kalksalze mehr als alle übrigen, das Wasser zum Härten feiner Stahlarbeiten ungeeignet zu machen. Hat man aber nur kalkiges Wasser an einem Ort, so kann man es doch anwenden wenn man ihm etwas kohlensaures Kali oder Natron zusetzt, um allen Kalk zu fällen, dabei jedoch einen Ueberschuß des Alkalis vermeidet.

Nach dem destillirten Wasser muß man immer dem Regen- oder Schneewasser den Vorzug geben und dasselbe daher sammeln; nach diesem kommt weiches Flußwasser. Niemals darf man das Härtewasser aber von solchen Stellen eines Flusses nehmen, wo es schon verunreinigt ist, d.h. unterhalb Färbereien, Bleichereien, Gerbereien etc.

Wenn wir nun zugeben müssen, daß zum Härten von Messerschmiedsarbeiten kein salziges Härtewasser, was immer für einer Art, dem reinen Wasser vorzuziehen sey, so gilt dieß doch nicht für alle andern Eisen- und Stahlarbeiten, wie z.B. für Hämmer, Schneidewaaren, wie Beile, Meißel etc. So geben einfach-kohlensaures Kali und Natron, Weinsteinsalz und Blutlaugensalz stets eine gute Härtung, und zwar eine um so höhere, je mehr von diesen Salzen das Härtewasser enthält, und man kann den Nutzen dieser Substanzen daher nicht bestreiten, besonders da man kein Verziehen und keine Risse zu befürchten hat.

Von der Benutzung der Fette, der Harze, thierischer Substanzen, wie Ochsenklauen, Leder, getrocknete und pulverisirte Lohe etc., haben wir keinen Nutzen beim Härten beobachten können; eben so wenig ist es zu billigen, daß man eine Menge von Dingen, ohne jeden Grund, als Härtungsmittel wählt.

Beim Härten der Spitzhämmer, womit die Mühlsteine geschärft werden, hat ein von uns vorgeschlagener Teig sehr gute Resultate geliefert; |34| die Spitze brach, unerachtet ihrer großen Härte, nicht leicht ab; der Teig hatte folgende Zusammensetzung:

Blutlaugensalz,
Sal tartari (einfach-kohlensaures Kali),
von jedem 125 Gramme;
weiche grüne Seife,
Schweineschmalz,
von jedem 250 Gramme.

Um dieses Härtungsmittel zu bereiten, werden die Salze pulverisirt, mit der Seife vermengt und dann das geschmolzene Schmalz genau damit vermischt, indem man das Ganze so lange rührt, bis es kalt ist.

Um diesen Teig anzuwenden, macht man die Spitze des Werkzeugs stark rothglühend, taucht sie in den Teig und härtet sie alsdann in einem Bade von reinem Wasser oder in einer Auflösung von Blutlaugensalz. – Aber auch andere Gegenstände, wie grobe Schneidwaaren, die eine hohe Härtung ertragen können, lassen sich sehr gut mit diesem Teige Härten und hielten sich dann sehr gut, ohne auszubrechen.

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Man s. die Abhandlungen von Treviranus und Malberg im polytechnischen Journal Bd. CXXVIII S. 141 und 428.

A. d. Red.

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