Titel: Fremy, Untersuchungen über die Zusammensetzung des Roheisens und des Stahls.
Autor: Frémy, Edmond
Fundstelle: 1861, Band 160, Nr. CIII. (S. 362–371)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj160/ar160103

CIII. Untersuchungen über die Zusammensetzung des Roheisens und des Stahls; von E. Fremy.

Aus den Comptes rendus, April 1861, t. LII p. 626.

Vierte Abhandlung.

Der Zweck meiner vorhergehenden Abhandlungen über den Stahl79) war, die bisher verkannte Rolle des Stickstoffs bei der Stahlerzeugung festzustellen und nachzuweisen, daß der Stickstoff nicht bloß ein sehr wirksames Cementirmittel ist, sondern im erzeugten Stahl zurückbleibt.

Bisher stützten sich meine Beweise hiefür fast ausschließlich auf synthetische Laboratoriumsversuche. Im Folgenden beabsichtige ich mittelst der chemischen Analyse zu beweisen, daß der Stahl zu bestehen aufhört, wenn man ihm seinen Stickstoff entzieht, und zu zeigen, daß alle in der Praxis gebräuchlichen Operationen meine früher mitgetheilten Ansichten über die Konstitution des Stahls bestätigen.

Ich will zuerst den analytischen Versuch beschreiben, welcher mit den strengsten Anforderungen zu genügen scheint.

Bei meinen früheren Untersuchungen hatte ich gefunden, daß der Wasserstoff in der Hitze dem Stickstoffeisen sämmtlichen darin enthaltenen Stickstoff in Form von Ammoniak entziehen kann; nachdem ich die Ueberzeugung erlangt hatte, daß der Stahl stickstoffhaltig ist, vermuthete ich, daß der Wasserstoff auch den Stahl zersetzen und in den Zustand von Schmiedeeisen zurückführen kann. Meine Versuche bestätigten diese Erwartung. Ich lege der Akademie ein Blech von Gußstahl bester Sorte vor, wovon nur ein Theil in der Rothglühhitze der Einwirkung des |363| Wasserstoffgases ausgesetzt wurde. Die Operation dauerte drei Stunden und während dieser ganzen Zeit entwickelte der Stahl beständig Ammoniakdämpfe und wahrscheinlich auch andere stickstoffhaltige Alkalien in Dampfform, wo sie den Geruch des verbrannten Horns besitzen. Der Theil des Blechs, worauf der Wasserstoff einwirkte und welcher seinen Stickstoff verlor, ist gänzlich entstählt; er hat sich in sehr weiches Schmiedeeisen verwandelt, welches im höchsten Grade hämmerbar ist und durch das Härten nicht modificirt wird. Dagegen behielt derjenige Theil des Blechs, welchem der Stickstoff nicht entzogen wurde, alle charakteristischen Eigenschaften des Stahls.

Bei dieser Umwandlung erleidet der Stahl einen Gewichtsverlust, welcher beiläufig 1 Procent beträgt; diese Gewichtsverminderung repräsentirt wahrscheinlich alle Substanzen, welche im Stahl außer dem Eisen enthalten sind, denn das Ammoniak nimmt die gekohlten Verbindungen in Form von blausaurem Ammoniak mit fort.

Die Konstitution des Stahls ist daher jetzt durch die Synthese und durch die Analyse festgestellt; man kann sagen, daß man Stabeisen stählt, indem man es bei Gegenwart von Kohlenstoff mit Stickstoff verbindet, und daß man es entstählt, indem man ihm durch Wasserstoff den Stickstoff entzieht.

Die Folgerungen, welche sich aus dem so eben beschriebenen Versuch ergeben, sind einleuchtend. Damit der Stahl seine schätzbaren Eigenschaften behält, darf man ihn bei feiner Fabrication nicht mit Körpern in Berührung bringen, welche ihm den Stickstoff entziehen können.

Bei der Anfertigung der Kriegswaffen aus Gußstahl wird man die Wirkung welche die bei der Explosion des Pulvers entstehenden Gase auf dm Stahl ausüben können, wohl berücksichtigen müssen.

Es ist wahrscheinlich, daß die verschiedenen Stahlsorten der Entziehung des Stickstoffs in verschiedenem Grade widerstehen, der Cementstahl mehr als der Puddelstahl. Durch Behandlung des Stahls mit Wasserstoffgas werden wir ein weiches Eisen herstellen können, welches gar keine Coercitivkraft besitzt und daher für gewisse magnetische Apparate eine nützliche Anwendung finden kann.

Nachdem ich den Stahl zersetzt hatte, indem ich ihm den Stickstoff mittelst Wasserstoff entzog, schien es mit interessant zu untersuchen, welche Veränderung er durch Einwirkung der Verbrennungsgase erleiden kann.

Den Einfluß der Kohlensäure mußte ich in dieser Hinsicht sorgfältig ermitteln. Ich fand, daß der Stahl durch Einwirkung der Kohlensäure seinen Kohlenstoff rasch verliert und auf stickstoffhaltiges Schmiedeeisen zurückgebracht wird; ein Ueberschuß von Kohlensäure würde das Metall |364| gänzlich verbrennen. Alle Arbeiter, welche den Stahl behandeln, wissen, daß dieser Körper zerstört, wie man sagt verbrannt wird, wenn man ihn während einer zu langen Zeit der Einwirkung der Verbrennungsgase aussetzt; offenbar ist die Veränderung in diesem Falle dem Einfluß der oxydirenden Verbindungen zuzuschreiben, welche dem Stahl den Kohlenstoff entziehen. Alle Mittel, welche in den Werkstätten zum Regeneriren des verbrannten Stahls angewandt werden, haben wahrscheinlich zum Zwech dem Stahl den Kohlenstoff wieder zu ersetzen, welcher ihm durch die Gase entzogen wurde. Ich glaube jedoch, daß dieser Ersatz ein sehr unvollständiger ist, und daß ein ganz verbrannter Stahl nicht mehr regenerirt werden kann; ich glaube sogar, daß unter gewissen Bedingungen die Hitze allein hinreicht um in dem Stahl eine physische Veränderung hervorzubringen, welche das Härten in einem fetten Körper bis zu einem gewissen Grade wieder aufheben kann. Die Veränderungen welche der Stahl erleidet wenn man ihn verbrennt, d.h. wenn man ihn ohne Vorsicht erhitzt, können also durch eine chemische Zersetzung oder durch eine bloße physische Modification veranlaßt werden.

Ich will nun die Thatsachen erörtern, welche durch die Praxis constatirt sind und meine Ansichten über die Constitution des Stahls bestätigen.

Die Anhänger der alten Stahltheorie, welche den Stahl noch als ein Kohlenstoff-Eisen betrachten, werden sagen, man könne unmöglich annehmen, daß sich eine Verbindung von Stickstoffeisen in einem geschlossenen Räume bildet, welcher nur Schmiedeeisen und Holzkohle enthält.

Ich will jetzt nachweisen, daß das Stabeisen in den Cementirkästen keineswegs bloß kohlenden Einflüssen ausgesetzt ist, und daß das Metall den Stickstoff nicht nur den in den Kästen circulirenden Gasen, sondern auch der darin befindlichen Holzkohle entnehmen kann.

Boussingault, welcher sich mehrere Jahre in Stahlfabriken aufhielt, bemerkte unlängst, daß der Stickstoff stets in die Cementirkästen eindringt und darin circulirt, folglich sich mit dem Eisen verbinden kann.

Saunderson, auf dessen schätzbare Versuche ich schon einigemal verwiesen habe, zeigt ebenfalls, daß das Cementiren nur bei Gegenwart von Stickstoff leicht erfolgt. Caron's Beobachtungen über die rasche Stählung mittelst blausauren Ammoniaks und die Bildung dieses Salzes in den Cementirkästen beweisen ebenfalls, daß der Stahl im Moment seiner Erzeugung sich in einer ammoniakalischen und folglich Stickstoff abgebenden Atmosphäre befindet.

Die Gase und Dämpfe, welche in den Cementirkästen circuliren, können somit die Vereinigung des Eisens mit Stickstoff bewirken.

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Ich mußte untersuchen, ob außer dem Stickstoff welchen die Luft liefert, das Eisen solchen auch den in den Cementirkästen befindlichen festen Verbindungen entnehmen kann.

Ich fand, daß die Holzkohle selbst dem Eisen in sehr wirksamer Weise Stickstoff zuführen kann.

Aus meinen Versuchen geht nämlich hervor, daß eine stickstoffhaltige organische Substanz nach dem Glühen einen kohligen Rückstand hinterläßt, welcher fast immer Stickstoff enthält; wenn man auf denselben Wasserstoffgas einwirken läßt, so entbindet sich reichlich Ammoniak. Diese Ammoniakbildung kann man aber nicht der Gegenwart von Cyanüren im Rückstand zuschreiben, denn sie zeigt sich auch bei einer Kohle, welche mit saurem Wasser ausgewaschen worden ist. Sogar Holzkohle, nachdem sie lange der Rothglühhitze ausgesetzt und dann mit saurem Wasser zur Entfernung der Alkalien und der Cyanüre ausgewaschen worden war, entwickelte bei der Behandlung mit Wasserstoffgas noch Ammoniak.

Um vollends nachzuweisen, daß es stickstoffhaltige Kohle gibt, habe ich. solche auf synthetischem Wege dargestellt, indem ich nach dem kürzlich von Paul Thenard angegebenen Verfahren durch eine sehr reine organische Substanz, nämlich Zucker bester Sorte, im geschmolzenen Zustande einen Strom Ammoniakgas leitete und hernach die Verbindung lange Zeit ausglühte; die so erhaltene Kohle enthielt viel Stickstoff, denn sie entwickelte bei der Behandlung mit Wasserstoffgas während langer Zeit Ammoniak.

Diese Versuche zeigen also, daß die stickstoffhaltigen organischen Substanzen, wie diejenigen woraus die Gewebe der Thiere und selbst der Wanzen bestehen, beim Glühen eine stickstoffhaltige Kohle hinterlassen, welche hernach bei langsamer Verbrennung, wie sie in den Cementirkästen stattfindet, unter dem Einfluß des Wasserstoffgases oder des Wasserdampfes diesen Stickstoff in Form von Ammoniak entbinden kann.

Die stickstoffhaltige Kohle ist also gewissermaßen eine Aufspeicherung von zum Cementiren benutzbarem Stickstoff; ihre Zersetzung geschieht mit einer für die Operation ganz geeigneten Langsamkeit, welche vielleicht die Güte des Products zum Theil bedingt.

Die eben von mit mitgetheilten Thatsachen werden wahrscheinlich in der Industrie benutzt werden und erklären gewisse, allen Stahlfabrikanten bekannte Erfahrungen.

So sind alle organischen Körper, welche eine rasche Stählung hervorbringen können, wie Hörn, Ruß, Leder, gerade diejenigen, welche stickstoffreiche Kohlen geben.

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Der Nutzen des Stickstoffs in der Kohle erklärt eine sehr sonderbare praktische Thatsache, nämlich daß die Kohle welche in den Cementirkästen eine gewisse Zeit lang erhitzt wurde, sich erschöpft und durch neue Kohle ersetzt werden muß. Die alte Stahltheorie, wornach der Kohlenstoff beim Cementiren eine ausschließliche Rolle spielt, konnte diese Erfahrung nicht erklären, welche nach meinen neuen Ansichten nicht auffallend ist, indem der Stickstoff durch Einwirkung der wasserstoffhaltigen Körper, nach und nach der Kohle entzogen wird.

Den zur Stählung verwendbaren Stickstoff liefert also theils die Luft, und theils die Holzkohle selbst, welche immer stickstoffhaltig ist.

Der Stickstoff kann aber oft schon im Stabeisen in beträchtlicher Menge vorhanden seyn; das am besten gereinigte Stabeisen, welches sich mit Leichtigkeit stählt, ist gerade dasjenige, welches Stickstoff enthält.

Indem ich auf gewisse Stabeisensorten Terpenthinöl-Dämpfe einwirken ließ, erhielt ich manchmal eine merkliche Stählung; als ich hernach das Metall untersuchte, fand ich immer daß es Stickstoff genug enthielt, um die Erscheinung zu erklären.

Die Chemiker, welche den Einfluß des Stickstoffs läugnen wollten, weil man mit Kohlenwasserstoffen oder Diamant Stahl erzeugen kann, würden einen großen Irrthum begehen, denn das im Handel vorkommende Stabeisen enthält oft Stickstoff genug, um durch Einwirkung eines bloß kohlenden Körpers Stahl bilden zu können; überdieß werde ich später beweisen, daß der Stickstoff bei der Stählung auch durch ein anderes Metalloid ersetzt werden kann, welches wie der Phosphor einige chemische Analogie mit ihm besitzt und Verbindungen liefert, die leicht mit dem normalen Stahl zu verwechseln sind.

Nachdem ich gezeigt habe, daß die Stahlbildung immer in Gegenwart von Stickstoff erfolgt und daß der Einfluß dieses Körpers sowohl durch Laboratoriumsversuche als durch Beobachtungen in der Praxis bestätigt wird, habe ich nun zu untersuchen, wie der Stickstoff bei der Stahlerzeugung wirken kann.

Wie ich schon in einer früheren Abhandlung bemerkt habe, ist die Wirkung des Stickstoffs bei der Stahlerzeugung eine doppelte: er verbindet sich nicht nur mit dem Eisen, sondern macht auch das Metall porös, was uns die noch so dunkle Erscheinung beim Cementiren – daß eine Metallmasse von einem festen Körper durchdrungen wird – begreiflich macht.

Die Eigenschaften des Stickstoffeisens gestatten diese Durchdringung des Metalls auf die einfachste Weise zu erklären. Wie ich früher gezeigt habe, kann der vom Ammoniak gelieferte Stickstoff in das Stabeisen eindringen und sich mit demselben verbinden; wenn auf das so gebildete stickstoffhaltige Eisen Wasserstoffgas |367| einwirkt, so Wird es zu Metall reducirt, welches in einem sehr porösen Zustande zurückbleibt. Wird das stickstoffhaltige Eisen in einem Strom von Kohlenwasserstoffgas erhitzt, so bildet sich Stahl; in diesem Falle bleibt ein Theil des Stickstoffs mit dem Metall verbunden; der Kohlenstoff kann alsdann in die Poren eindringen, welche durch die Abscheidung des Stickstoffs und durch die Entbindung von Wasserstoff oder Ammoniak entstanden. Die Entstehung der zahlreichen Blasen im Cementstahl (dem sogenannten Blasenstahl), welche man nach der alten Theorie nicht zu erklären vermochte, ist nun leicht begreiflich; sie werden durch die Gase erzeugt, welche sich bei der Einwirkung der Kohlenwasserstoff-Verbindungen auf das Stickstoffeisen bilden.

Die chemischen Erscheinungen beim Cementiren lassen sich in folgender Weise zusammenfassen: Das Ammoniak erzeugt stickstoffhaltiges Eisen, indem der Wasserstoff frei wird, welcher das Eisen porös macht; die gasförmigen Kohlenwasserstoffe zersetzen hernach das stickstoffhaltige Eisen, indem sie durch ihren Wasserstoff und ihren Kohlenstoff wirken; der überschüssige Stickstoff wird in Form von Ammoniak oder blausaurem Ammoniak frei, was die Porosität des Metalls noch erhöht, während der Kohlenstoff sich mit dem rückständigen Stickstoff zu der Kohlenstickstoff-Verbindung vereinigt, welche der wesentliche Bestandtheil des Stahls zu seyn scheint.

Die wichtige Rolle, welche nach meiner Theorie das stickstoffhaltige Eisen beim Cementiren spielt, wird auch durch die Erfahrung bestätigt. Aus meinen früheren Abhandlungen weiß man, daß das stickstoffhaltige Eisen in der Nothglühhitze entsteht, daß ich es zehn Stunden lang auf dieser Temperatur erhalten habe, ohne daß es zersetzt wurde, und daß es, als ich es hernach einem kohlenden Einfluß unterzog, Stahl bildete; diese Bedingungen sind genau diejenigen, welche in den Cementirkästen verwirklicht werden müssen.

Ich habe nun zu untersuchen, ob bei der Stahlfabrication durch Frischen des Roheisens der Stickstoff einen eben so wichtigen Einfluß ausübt wie beim Cementiren. In dieser Hinsicht bemerke ich vorerst, daß man in dem Stahl, welcher im Puddelofen oder im Frischherde erzeugt wurde, den Stickstoffgehalt leicht nachweisen kann, indem man entweder auf das Feilicht einen Strom von Wasserstoffgas einwirken läßt, welcher Ammoniak entbindet, oder den bei der Behandlung des gefrischten Stahls mit Säuren entstandenen stickstoffhaltigen Rückstand untersucht.80) Wenn |368| der Stahl im Frischherd in Berührung mit Holzkohlen erzeugt wurde, also unter Umständen, wo sich die Cyanüre in beträchtlicher Menge bilden, so ist die Vereinigung des Eisens mit Stickstoff und seine Umwandlung in Stahl leicht begreiflich.

Im Puddelofen ist die Stahlbildung manchmal dem im Roheisen enthaltenen Stickstoff zuzuschreiben, hauptsächlich aber den stickstoffhaltigen Verbindungen, welche das Brennmaterial und die Luft liefern; diese wirken in der Periode des Aufkochens auf das sich abscheidende entkohlte Eisen, welches rothglühend und porös ist, rasch ein.

Ich komme nun zu einem der wichtigsten Punkte der Stahlfabrication.

Gibt es, wie viele Metallurgen jetzt annehmen, Stahlerze, die einen den Chemikern unbekannten Körper enthalten, welcher dem mit solchen Eisenerzen erzeugten Stahl seine schätzbaren Eigenschaften ertheilt? Sind wir in Frankreich dazu verurtheilt, den Cementstahl und Gußstahl bester Qualität vom Auslande zu beziehen? Können wir Roheisensorten erzeugen, welche durch das Puddeln einen dem deutschen gleichkommenden Stahl liefern? Zahlreiche Analysen und synthetische Operationen, welche in meinem Laboratorium seit mehreren Jahren angestellt wurden, gestatten mit diese verschiedenen Fragen sofort zu beantworten.

Ich habe gefunden, daß das Eisen sich vorzugsweise mit gewissen Metalloiden verbindet, wodurch andere Verbindungen desselben ausgeschlossen werden. Synthetische Versuche ergaben, daß man vergebens versuchen würde, dem Eisen überschüssigen Kohlenstoff zu ertheilen und es in graues Roheisen zu verwandeln, so lange als Phosphor oder Schwefel mit demselben verbunden bleiben. Der Graphit, dessen Gegenwart das welche Roheisen charakterisirt, erscheint erst, nachdem man dem Roheisen mittelst reinigender und basischer Schlacken den darin befindlichen Phosphor und Schwefel entzogen hat. Und umgekehrt, wenn man graues Roheisen in einem Tiegel erhitzt, dessen Futter Schwefel oder Phosphor abgeben kann, so wird das Roheisen weiß und verliert alsdann seinen überschüssigen Kohlenstoff, welcher in großen Schuppen an der Oberfläche des Metallbades krystallisirt.

Nur das Silicium, welches sich bekanntlich durch seine chemischen Eigenschaften dem Kohlenstoff nähert, kann gleichzeitig mit diesem im grauen Roheisen enthalten seyn. Was ich von der Ausschließung des |369| Kohlenstoffs durch den Phosphor und Schwefel gesagt habe, gilt auch für den Stickstoff; es war mit unmöglich, das Stabeisen mit Stickstoff zu verbinden, wenn es Schwefel oder Phosphor enthielt; solches Eisen würde sich also nicht zur Stählung eignen; man begreift daher, daß der Stahl sich im Hohofen nicht bilden kann.

Die so eben besprochenen Versuche scheinen mit die Bedingungen der Stahlerzeugung festzustellen. Den Cementstahl erster Qualität und den guten Puddelstahl kann man nur, jenen mit Stabeisen, diesen mit Roheisen von fast absoluter Reinheit erhalten; denn der Stickstoff kann seine stählende Wirkung nur auf ein Metall ausüben, welches gänzlich von Silicium und namentlich von Phosphor und Schwefel gereinigt worden ist. Mehrere unserer französischen Fabrikanten erzeugen bereits vortrefflichen Stahl; für diejenigen, welche noch Fortschritte zu machen haben, bemerke ich: es ist nicht wahr, daß gewisse Länder das ausschließliche Privilegium haben, einen Stahl von besonderer Güte zu fabriciren, sondern dieses vollkommene Product wird durch Anwendung sehr reinen Rohmaterials erzielt; wir haben in Frankreich Erze, welche sich zur Stahlfabrication vollkommen eignen; man reinige daher unser Stabeisen; man bringe in unsere Roheisenfabrication eine Regelmäßigkeit, welche nicht immer befolgt wird; man betrachte nicht ein Gemisch von Stabeisen und Roheisen als Stahl; man versuche nicht unreines Stabeisen zu cementiren oder viele fremdartige Körper enthaltendes Roheisen zu frischen, weil sonst der sich bildende Stahl keine Beständigkeit hat, sondern leicht zersetzt wird, seinen Stickstoff und Kohlenstoff verliert und in den Zustand von Schmiedeeisen zurückkehrt.

Nachdem ich gezeigt habe, daß die Reinheit des Metalls die wesentliche Bedingung der Bildung und Beständigkeit des Stahls ist, füge ich sofort bei, daß gewisse Metalle, wie die Praxis längst bewiesen hat, die Qualität gewisser Stahlsorten verbessern können.

Man wendet oft mit Vortheil das Mangan, Nickel, Titan, Wolfram etc. an. Diese Metalle können im Allgemeinen, indem sie sich mit dem Eisen verbinden, die Eigenschaften des Stahls auf eine nützliche Weise modificiren, und wahrhafte Legirungen bilden. Ich werde aber bald zeigen, daß die Metalle, welche hauptsächlich die Stahlbildung zu erleichtern scheinen, diejenigen sind, welche, wie das Titan und Wolfram, mit dem Stickstoff beständige Verbindungen bilden.

Die Erzeugung dieser besonderen Stahlarten erklärt sich vollkommen durch die allgemeinen Principien, welche ich in meiner dritten Abhandlung über den Stahl aufgestellt habe; ich sagte dort, daß der Stahl eine |370| ganze Familie von Körpern bildet, worin das Eisen mit stickstoffhaltigen Substanzen verbunden ist, welche Kohlenstoff oder andere einfache Körper enthalten können. Die Verbindungen letzterer Art liefern uns eine zahlreiche Classe von Stahlarten, deren Konstitution die Theorie jetzt erklären, über deren Werth aber nur die Praxis entscheiden kann.

Das Mangan, dessen Einfluß auf die Stahlbildung alle Fabrikanten kennen, wirkt vielleicht in der Weise, daß es sich rasch oxydirt und so ein Metalloxyd bildet, welches das Frischen des Eisens vervollständigen und folglich die Stahlerzeugung durch Ausscheidung der fremdartigen Körper erleichtern kann.

Die in dieser Abhandlung mitgetheilten Thatsachen führen zu folgenden Schlüssen:

1) Ich hatte bisher die Constitution des Stahls festgestellt, indem ich zeigte, daß dieser Körper immer Stickstoff enthält, welchen man in der bei seiner Behandlung mit Säuren zurückbleibenden unauflöslichen Substanz findet, oder durch Wasserstoffgas aus dem Stahl in der Glühhitze abscheiden kann; ich hatte ferner festgestellt, daß der Stahl sich leicht unter Umständen bildet, wo dem Eisen Stickstoff geliefert wird, und daß die Stahlerzeugung von dem Verhältniß des Stickstoffs abhängt, welchen man dem Metall einverleibt. Aber ich hatte noch nicht gezeigt, daß man den Stahl entstählt und in den Zustand von Schmiedeeisen zurückführt, indem man ihm mittelst Wasserstoffgas den Stickstoff entzieht; diesen analytischen Beweis habe ich an die Spitze der vorliegenden Abhandlung gestellt.

2) Während man nach der alten Stahltheorie nicht begriff, daß das Eisen in den Cementirkästen, welche scheinbar nur Kohlenstoff enthalten, sich mit Stickstoff verbinden kann, habe ich bewiesen, daß das Eisen in den Cementirkästen den Stickstoff nicht nur den darin circulirenden gasförmigen Producten entnehmen kann, sondern auch der Holzkohle, welche immer stickstoffhaltig ist.

3) Der unbestreitbare Einfluß aller stickstoffhaltigen organischen Verbindungen bei der Stahlbildung bestätigt meine Theorie: ich erhielt sehr wirksame stickstoffhaltige Kohle, indem ich ternäre organische Körper, z.B. Zucker, vorher mit Stickstoff verband.

4) Beim Cementiren wirkt der Stickstoff nicht bloß chemisch, indem er sich mit dem Kohlenstoff zu einem dem Cyan ähnlichen Körper verbindet, welcher der wesentliche Bestandtheil des Stahls zu seyn scheint, sondern er übt auch eine mechanische Wirkung aus, und wird dadurch ein Kohlungsmittel; das überschüssige Stickstoffeisen wird durch das gekohlte Gas |371| reducirt. Wir haben hier eine wirkliche Substitutionserscheinung, der Stickstoff verbindet sich zuerst mit dem Eisen, um hernach seinen Platz dem Kohlenstoff zu überlassen, indem er das Metall porös macht. Auf diese Weise kann man die Durchdringung des Eisens von Kohlenstoff und die Entstehung der Blasen im Cementstahl erklären.

5) Bei der Stahlbildung durch Frischen des Roheisens verbindet sich das entkohlte Eisen mit Stickstoff in der Periode des Aufkochens, in dem Zeitpunkt wo es frei wird; den Stickstoff können die Verbrennungsgase und auch die atmosphärische Luft, endlich das Roheisen selbst liefern.

6) Ich habe gezeigt, daß die Güte des Stahls nicht von der chemischen Natur gewisser, an einzelnen Orten vorkommenden Eisenerze abhängt; sie beruht einzig auf der Reinheit des zum Cementiren verwendeten Stabeisens und des zum Frischen angewandten Roheisens. Aus meinen Versuchen geht hervor, daß das Eisen sich vorzugsweise mit gewissen Metalloiden verbindet. Ich habe mich überzeugt, daß man das Stabeisen nicht mehr mit Stickstoff zu verbinden vermag, wenn es Silicium, Phosphor oder Schwefel enthält. Die Stahlfabrikanten würden sich daher vergeblich bemühen, mit unreinem Stabeisen oder weißem schwefelhaltigem Roheisen Stahl zu erzeugen.

7) Die Metalle, welche einen nützlichen Einfluß bei der Stahlbildung auszuüben scheinen, wie das Wolfram, sind gerade diejenigen, welche mit Stickstoff Verbindungen eingehen. Die verschiedenen Körper, welche die Stahlfamilie bilden, Haben daher zur Basis eine Verbindung von Kohlenstoff mit Stickstoff, oder Stickstoffmetalle.

Sowohl die Untersuchungen im Laboratorium als die Beobachtungen der Praxis bestätigen somit die Nützlichkeit des Stickstoffs bei der Stahlbildung und beweisen, daß der Stahl nicht bloß eine Verbindung von Eisen mit Kohlenstoff ist.

Die Richtung, in welcher ich meine Untersuchungen durchführe, ist, wie man steht, eine ausschließlich wissenschaftliche. Ich bin aber überzeugt, daß unsere geschickten Fabrikanten vortrefflichen Stahl machen werden, wenn sie durch die Wissenschaft über die wirkliche Constitution dieses Körpers aufgeklärt worden sind; diesem wichtigen Zweck widme ich alle meine Anstrengungen.

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Polytechn. Journal Bd. CLVIII S. 209, ferner S. 43 und 123 in diesem Bande.

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Die Chemiker, welche den Stahl auf einen Stickstoffgehalt mittelst Wasserstoffgas untersuchen wollen, müssen die zahlreichen Einflüsse vermeiden, welche das Ammoniak |368| zersetzen; sie müssen überdieß den Stickstoff welchen das Wasserstoffgas nicht anzeigen würde, sowohl in der bei der Behandlung des Stahls mit Säuren erhaltenen Flüssigkeit, als in der hierbei entstandenen unauflöslichen braunen Substanz aufsuchen.

Sehr reines Kalihydrat könnte ebenfalls in der Hitze den im Stahl enthaltenen Stickstoff frei machen.

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