Titel: Caron, über das Cementiren des Stabeisens.
Autor: Caron, H.
Fundstelle: 1860, Band 158, Nr. L. (S. 206–209)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj158/ar158050

L. Ueber das Cementiren des Stabeisens; von H. Caron.

Aus den Comptes rendus, October 1860, Nr. 15.

Die Verfahrungsarten, welche man in der Technik zum Cementiren des Stabeisens anwendet, unterscheiden sich durch die Zusammensetzung der Cementirpulver, gleichen sich aber alle in der Operationsweise; um nämlich fertige Eisenwaaren oberflächlich zu stählen, glüht man sie in gut verschlossenen Blechkästen mit Cementirpulver geschichtet aus, welches bald aus Holzkohlenpulver oder Ruß, bald aus verkohltem Leder oder Horn etc. besteht. Jede Methode wird von denjenigen, welche sie anwenden, gerühmt, aber die Stahlbildung selbst vermochte man bisher nicht zu erklären. |207| Nach meiner Ansicht kann die Verbindung des Eisens mit Kohle nur durch Zwischenkunft einer gasförmigen Kohlenstoffverbindung stattfinden, welche, indem sie in die durch die Wärme ausgedehnten Poren des Metalls eindringt, darin ihren Kohlenstoff abgibt; und diese Verbindung schien mir nach der Natur der gebräuchlichen Cementirpulver ein Cyanmetall seyn zu müssen. Um darüber Gewißheit zu erlangen, stellte ich folgende Versuche an:

Der Apparat, welchen ich anwandte, besteht aus einem mit Holzkohlenstücken von beiläufig 1 Kubikcentimeter Größe gefüllten Porzellanrohr; in der Mitte des Rohrs und in seiner Achse befindet sich eine vierkantige Eisenstange, welche also vollständig mit Kohlen umgeben ist. Das Rohr wird in einen mit seiner Kuppel versehenen Windofen gelegt und mit Kohks erhitzt. Ich leitete nacheinander in das zum Rothglühen erhitzte Rohr Wasserstoffgas, Kohlenoxydgas, Stickgas, atmosphärische Luft, reines Kohlenwasserstoffgas etc.; nach jedesmaligem zweistündigen Erhitzen erhielt ich in keinem Falle eine Cementation. Manchmal und an wenigen Stellen war die Oberfläche des Eisens etwas härter geworden, aber in allen Fällen konnte die stets oberflächliche Cementation der Unreinheit der Kohle oder des Gases zugeschrieben werden.

Anders war es aber, wenn ich anstatt jener Gase trockenes Ammoniakgas in die Röhre leitete; es erfolgt dann rasch eine gute Cementation: nach zweistündigem Erhitzen wurde die Eisenstange sofort gehärtet, dann gehämmert um das Korn zu verdichten und neuerdings gehärtet, wornach sie auf ihrem Bruch eine vollkommen regelmäßige Cementation von zwei Millimeter Tiefe mit vortrefflichem Korn zeigte. Diese Cementation ist offenbar der Wirkung des Ammoniaks auf die Kohle zuzuschreiben; diese beiden Körper mußten bei der angewandten Temperatur gasförmiges Cyanammonium bilden, welches seine Kohle an das Eisen abgab und so Stahl erzeugte.

Dieß war aber bloß noch eine Hypothese, daher ich mich direct von der Wirkung des Cyanammoniums überzeugen wollte; hierzu ließ ich die Kohlenstücke aus dem Porzellanrohr weg und brachte in dasselbe bloß das Eisen, welches in dessen Achse mittelst seiner beiden Enden befestigt wurde; ich leitete nun aus einer Retorte Cyanammonium in gasförmigem und trockenem Zustande in das zum Rothglühen erhitzte Porzellanrohr; nach zweistündigem Erhitzen wurde die Eisenstange herausgezogen und wie die vorhergehende behandelt; sie war vollkommen cementirt, und zwar an dem Ende wo das Gas eintrat, viel mehr als am anderen. Hiernach glaubte ich schließen zu können, daß in diesem Falle die Cementation durch das Cyanammonium hervorgebracht wurde.

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Es war mehr als wahrscheinlich, daß nicht bloß das Ammoniakgas oder vielmehr Cyanammonium die Eigenschaft zu cementiren besitzt, sondern daß sie auch die Cyanmetalle der anderen Alkalien besitzen müssen; dieß beweist schon das in der Technik gebräuchliche Härten mit Blutlaugensalz, da aber in diesem Falle die Cementation immer nur eine oberflächliche ist, so konnte sie nicht mit der besprochenen verglichen werden. Ich mußte folglich andere Mittel anwenden, um die Cementation durch die Cyanmetalle nachzuweisen.

Mein Apparat wurde wie vorher angeordnet, aber die Kohlenstücke waren mit einer wenig concentrirten Auflösung von kohlensaurem Kali getränkt und ich leitete in das zum Rothglühen erhitzte Rohr einen Strom trockener Luft; bekanntlich bildet sich unter diesen Umständen Cyankalium, welches in der Rothglühhitze etwas flüchtig ist. Durch diesen Körper beabsichtigte ich das Eisen zu cementiren; in der That zeigte nach zweistündigem Erhitzen die Eisenstange eine vortreffliche Cementation von mehr als 2 Millimeter Tiefe.

Natron, Baryt und Strontian cementiren auf ähnliche Weise unter dem Einfluß des Luftstroms. Der Kalk brachte, wie ich dieß erwartete, gar keine Cementation hervor und liefert dadurch gerade einen Beweis für meine Ansicht, daß die Cementation durch die Cyanmetalle bewirkt wird. Als ich mich nämlich vor einigen Jahren mit der Darstellung von Cyanalkalien auf trockenem Wege beschäftigte, ließ ich, um sie zu erhalten, trockenes Ammoniakgas durch ein mit Holzkohlen gefülltes und zum Rothglühen erhitztes Rohr ziehen; ich leitete hernach das so gebildete Cyanammonium in ein anderes, ebenfalls zum Rothglühen erhitztes Rohr, welches Schiffchen aus Kohle enthielt, die mit der Basis gefüllt waren, deren Cyanmetall ich erhalten wollte. Ich erhielt so sehr leicht die Cyanüre von Kalium, Natrium, Baryum und Strontium, konnte aber niemals Cyancalcium, Cyanmagnesium etc. erzeugen. Da der Kalk nicht, wie der Baryt, unter dem Einfluß des Stickstoffs und der Kohle ein Cyanür bilden kann, so mußte er also zur Cementation nicht geeignet seyn, wenn meine Hypothese richtig war. Die Gegenwart einer alkalischen Basis reicht, wie man sieht, nicht hin, um die Cementation hervorzubringen, sondern es muß auch diese Basis unter den gegebenen Umständen ein Cyanmetall bilden können. Wenn kein Cyanmetall gebildet wird, findet also keine Cementation statt.

Alle in der Technik gebräuchlichen, zum Theil sehr sonderbaren Gemenge zum Cementiren des Stabeisens gestatten die Bildung von Cyanmetallen, denn die angewendeten Kohlen enthalten immer Kali oder Natron |209| und die thierischen Substanzen, welche man ihnen zusetzt, liefern außer dem Alkali auch noch Stickstoff welcher zur Cyanbildung dient.

Die mitgetheilten Versuche scheinen mir auf eine unbestreitbare Weise zu beweisen, daß man, um eine rasche und tiefe Cementation zu erhalten, innerhalb der das Eisen umgebenden Kohlen die Bildung der erwähnten Cyanalkalien begünstigen muß. Die Anwendung dieser Beobachtung in der Technik wäre ganz leicht; vielleicht könnte man auch durch dieses Mittel die Dauer der Cementation bedeutend verkürzen und ebendadurch dem in der Mitte des Metalls befindlichen Theil, welcher von der Cementation nicht erreicht wurde, eine größere Zähigkeit bewahren.

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