Titel: Margueritte, über die Theorie der Stahlbildung.
Autor: Margueritte, Friedrich
Fundstelle: 1865, Band 175, Nr. XC. (S. 364–367)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj175/ar175090

XC. Ueber die Theorie der Stahlbildung; von F. Margueritte.

Aus den Comptes rendus, 1864, t. LIX p. 376.

Durch meine der Akademie unlängst mitgetheilten Untersuchungen über die Kohlung des Eisens74) erhält die jetzige Theorie der Stahlbildung, welche in Wirklichkeit nur der einfache Ausdruck der Thatsachen ist, ihre Bestätigung; dieselbe läßt sich in folgenden Sätzen zusammenfassen:

Durch Erhitzen in Holzkohle erhält das Stabeisen eigenthümliche, constante, charakteristische Eigenschaften. Das auf diese Weise behandelte Eisen wird beim Ablöschen hart, spröde, elastisch, erlangt dagegen durch Anlassen oder Tempern seine ursprüngliche Dehnbarkeit wieder und verliert seine Elasticität. Es ist zu Stahl geworden.

Bei der Umwandlung in Stahl verbindet sich das Eisen mit einigen Tausendtheilen Kohlenstoff; der Gehalt des Stahls an letzterem ist stets weit geringer, als der Kohlenstoffgehalt des Roh- oder Gußeisens. Die analytische Bestimmung des mit dem Eisen verbundenen Kohlenstoffs genügt zur Feststellung eines auffallenden Unterschiedes zwischen Gußeisen und Stahl, und die charakteristischen Eigenschaften des letzteren machen jede Verwechslung unmöglich. Daß Gußeisen und Stahl manche Eigenschaften gemeinsam besitzen, ist natürlich, da beide Eisencarburete sind; auch Gußeisen kann, gleich dem Stahle, durch Ablöschen gehärtet werden, es läßt sich indessen weder strecken noch schweißen, es bleibt immer mehr oder weniger spröde, zeigt nie Elasticität und kann z.B. nicht zur Anfertigung einer Rappierklinge oder einer Uhrfeder benutzt werden.

Demnach ist der Stahl ein Zwischenproduct zwischen dem Stabeisen und Gußeisen.

Der Kohlenstoff, bisher als der einzige Körper erkannt, welcher dem Eisen die in Folge des Ablöschens und Anlassens hervortretenden Eigenschaften zu ertheilen vermag, wird mit Recht als das für die Stahlbildung unerläßliche Agens betrachtet, denn kohlenstofffreien Stahl kennt man noch nicht.75)

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Niemals ist indessen der Stahl (Eisencarburet) chemisch rein; er enthält gewisse Substanzen, welche ursprünglich im Roheisen und in Folge dessen auch im Stabeisen vorhanden sind. Jeder dieser Körper oder alle zusammen beeinflussen die Eigenschaften des Stahls in bedeutendem Grade, und müssen deßhalb in der technischen Praxis selbstverständlich ihre Berücksichtigung finden; bezüglich der Theorie der Stahlbildung hingegen würde es keineswegs rationell seyn, anzunehmen, daß durch ihre Gegenwart das Vorhandenseyn von Kohlenstoff entbehrlich werde; denn wenn letzterer nicht vorhanden ist, so wird der Stahl als solcher vollständig vernichtet, indem er alle seine charakteristischen Eigenschaften einbüßt; überdieß ist experimentell nicht nachgewiesen, daß jene anderen Körper zur Stahlbildung unerläßlich nothwendig sind. Dagegen hat Chevreul 76) schon vor längerer Zeit drei Kategorien von Stahl angenommen, bestehend aus:

1) Eisen und Kohlenstoff;

2) Eisen, Kohlenstoff und einem dritten Körper;.

3) Eisen und einem anderen Körper, welcher nicht Kohlenstoff ist, also Stahl ohne Kohlenstoff.

Diese allgemeiner gehaltene Classification, welche sowohl die bereits dargestellten Stahlsorten, als diejenigen, welche später entdeckt werden können, umfaßt, entspricht allen Anforderungen der Theorie wie der Praxis.

Ich habe an diese allgemein bekannten Thatsachen nur erinnert um zu zeigen, welche Ansichten über die charakteristischen Eigenschaften und die chemische Constitution des Stahls heutzutage die herrschenden sind.

Was die Entstehungsweise des Stahls, d.h. die Art wie der Kohlenstoff sich mit dem Eisen verbindet, anbetrifft, so werden, wie ich glaube, die seit den Arbeiten von Guyton-Morveau und Clouet über die Kohlung des Eisens bezüglich dieses Punktes noch gebliebenen Zweifel durch die von mir veröffentlichten Versuche gehoben.

Das Eisen verbindet sich mit dem Kohlenstoff und verwandelt sich in Stahl durch Contact oder Cementirung, und auch durch die Zersetzung eines Kohlenstoff enthaltenden Gases; in den Cementirkästen wirken beide Kohlungsursachen gleichzeitig.

Wie man sieht, ist nichts einfacher und logischer, nichts entspricht den Thatsachen besser, als die nach diesen Daten aufgestellte Stahlbildungstheorie. Indessen hat Saunderson über die Stahlbildung ganz abweichende Ansichten aufgestellt. Er suchte nämlich zu beweisen, daß |366| die Kohle, das Kohlenoxyd, das Ammoniak, die reinen und von anderen Gasen freien Kohlenwasserstoffe zur Cementirung nicht geeignet sind; daß die gleichzeitige Wirkung von Stickstoff und Kohlenstoff zur Umwandlung des Stabeisens in Stahl erforderlich ist, in welchem letzteren er die Gegenwart von Stickstoff nachwies, ohne sich jedoch über dessen absolute Nothwendigkeit auszusprechen.

Frémy schreibt in seinen „Untersuchungen über die chemische Constitution des Roheisens und des Stahls“ dem Stickstoff bei der Cementirung eine ganz besondere und unentbehrliche Rolle zu, und nimmt übereinstimmend mit Saunderson's Ansicht an, daß durch reinen Kohlenstoff keine Stählung stattfinden und daß die Cementirung nicht ausschließlich durch eine flüchtige Kohlenstoffverbindung herbeigeführt werden kann, weil man bei Anwendung von Leuchtgas nur Roheisen (Gußeisen) erhält, während, wenn in dem Metalle bereits Stickstoff enthalten ist, sofort Stahl entsteht; daß ferner die in einem Eisen enthaltene Stickstoffmenge es ist, durch welche im Momente der Kohlung, der Grad der Stählung bedingt wird; daß endlich der Stahl nicht ein bloßes Carburet, sondern ein Nitrocarburet (Kohlenstickstoff-Eisen) ist. Dieß ist die Basis der neuen von ihm aufgestellten Theorie.

Gegen Frémy's Ansichten wurden verschiedene Einwürfe erhoben; auch blieben sie mit Versuchen, denen sich Bedeutung und Werth nicht absprechen läßt, in Widerspruch.

Caron hat gezeigt, daß das Eisen sich durch stickstofffreie Kohlenstoffverbindungen (reines Sumpfgas) in Stahl verwandeln läßt, sofern dieselben nicht durch die Hitze zersetzt werden können, bevor sie auf das Eisen reagiren.

Andererseits glaube ich klar nachgewiesen zu haben, daß das (vorher durch siebzehnstündiges Glühen im Wasserstoffstrom von seinem Stickstoff befreite) Eisen mittelst reinen, in Form von Diamant oder Kohlenoxyd angewendeten Kohlenstoffs in Stahl verwandelt werden kann. Wenn der Wasserstoff, wie Frémy angibt, dem Eisen den Stickstoff entzieht, der Stickstoff aber für die Constitution des Stahls unerläßlich nothwendig ist, so würde die Stahlbildung in einem Wasserstoffstrom unmöglich seyn. Durch das Experiment wird nun aber das Gegentheil bewiesen. Demnach ist der Stickstoff kein wesentlicher Bestandtheil des Stahls. Indessen sind die meisten Stahlsorten stickstoffhaltig. Nach den Untersuchungen sehr tüchtiger Chemiker, wie Marchand, Schafhäutl, Caron, Bouis, Boussingault, ist aber dieser Stickstoffgehalt unendlich klein, und wenn derselbe wirklich den Maaßstab für die Stahlbildung abgäbe, wäre daher letztere beinahe gleich Null.

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Die Wahrheit ist, daß heutzutage Niemand beweisen kann, daß der Stahl ausschließlich ein Eisen-Nitrocarbür, oder Phosphorcarbür, oder Kieselcarbür, oder Mangancarbür, oder Chromcarbür, oder Titancarbür, oder Wolframcarbür etc. sey. Aber unter diesen so zahlreichen und durch so verschiedene Eigenschaften charakterisirten Stahlclassen ist es der typische, der aus Eisencarburet bestehende Stahl, welcher mit dem Kohlenstoff entsteht und verschwindet, und welcher die anderen Stahlsorten erzeugt, indem er sich unter dem Einfluß aller Metalloide und Metalle, welche sich mit ihm verbinden können, modificirt.

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Comptes rendus, t. LIX p. 185; polytechn. Journal Bd. CLXXIV S. 226.

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Abgesehen von Faraday's und Stoddart's Versuchen, welche unter dem Gesichtspunkt des Kohlenstoffs zu wiederholen sind.

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Polytechn. Journal Bd. CLX S. 129.

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