Titel: Montefiore-Levi und Künzel, über die Phosphorbronze.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1871, Band 202, Nr. XII. (S. 48–52)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj202/ar202012

XII. Die Versuche von Montefiore-Levi und Künzel über die Anwendung verschiedener Legirungen und besonders der phosphorhaltigen Bronze zum Geschützgusse; Bericht von Dumas.

Aus den Comptes rendus, t. LXXIII p. 530; August 1871.

In einer der letzten Sitzungen der französischen Akademie legte J. Dumas im Namen der Ingenieure G. Montefiore-Levi und Dr. C. Künzel ein von denselben verfaßtes Werk vor, welches in Brüssel (1870) unter dem Titel erschien: „Essais sur l'emploi de divers alliages, et spécialmente du bronze phosphoreux, pour la coulée des bouches à feu.“ Aus den in diesem Buche mitgetheilten Beobachtungen, und aus den von Dumas bezüglich der betreffenden metallurgischen Operationen persönlich gesammelten Documenten ergeben sich die nachstehenden Thatsachen, welche derselbe wegen ihres Interesses nach Angabe und unter Verantwortlichkeit der Verfasser jenes Werkes im Folgenden zusammenfaßt.

1. Der Nachweis der vortheilhaften Einwirkung des Phosphors auf die Bronze durch Montefiore-Levi und Künzel hatte zum Ausgangspunkt eine sehr ausgedehnte Reihe von Untersuchungen über die Anwendung verschiedener Legirungen von Kupfer mit Zinn, Zink, Eisen, Nickel und Mangan zum Geschützguß.

2. Zur Vergleichung der verschiedenen Legirungen unter einander wurde nicht nur deren absolute, sondern auch die relative Elasticität und Festigkeit, ihr specifisches Gewicht und die durch mehr oder weniger vollständige Abwesenheit von Höhlungen bedingte Dichtigkeit, endlich deren Härte bestimmt.

3. Zur Bestimmung der absoluten Elasticität und Festigkeit wurden von jeder Legirung cylindrische Stäbe mit Hülfe der hydraulischen Presse einem stufenweise verstärkten Zuge unterworfen, bis das Zerreißen eintrat, wobei man die Ausdehnung unter der Belastung und die bleibende Ausdehnung in bestimmten Intervallen notirte. Um die Vergleichung der verschiedenen Proben zu erleichtern, haben die Verfasser dieselben graphisch dargestellt. Die nach diesen experimentellen Daten hergestellten Curven ergaben besonders bezüglich der Elasticität der Metalle sehr interessante Resultate.

4. Auf diese Weise wurde erkannt, daß eine der Ursachen des verhältnißmäßig |49| nicht großen Widerstandes der gewöhnlichen Bronze in dem constanten Gehalte dieser Legirung an Spuren von Zinn in oxydirtem Zustande besteht. Dieses Oxyd wirkt in mechanischer Weise, indem es die Molecüle der Legirung durch Zwischenlagerung einer Substanz, welche an sich gar keine Zähigkeit besitzt, von einander trennt. Man wußte schon längst, daß die während des Schmelzens stattfindende Oxydation der Qualität der Bronze nachtheilig ist; bisher begnügte man sich aber mit dem sehr unzulänglichen Reductionsmittel des Umrührens (Polens) der flüssigen Metallmasse mittelst Stangen von grünem Holz.

5. Die Verfasser des erwähnten Werkes suchten ein vollständigeres Resultat durch Zusatz verschiedener Reductionsmittel, namentlich des Phosphors, zu erreichen; nach ihrer Angabe war ihr Erfolg ein vollständiger und ist die Wirkung dieses Zusatzes eine auffallend gleichförmige. Der bei der Verbrennung des Phosphors von diesem aufgenommene Sauerstoff mußte sich im Zustande von Oxyd in der Bronzemasse vertheilt befinden; denn wenn dieser Sauerstoff in derselben in freiem Zustande als comprimirtes Gas vorhanden gewesen wäre, so hätte er sich beim Erkalten des Metalles aus demselben ausscheiden und ein Spratzen verursachen oder die Entstehung einer weit größeren Menge von Blasen veranlassen müssen, als im Metalle nachgewiesen werden konnte; es kann aber kaum ein Zweifel darüber obwalten, daß dieses Oxyd Phosphorsäure ist. – Während es allen Gießern bekannt ist, daß in gewöhnlicher Bronze der Zinngehalt der Legirung mit jedem neuen Umschmelzen ziemlich rasch abnimmt, ergab hingegen eine Reihe von acht mit Phosphorbronzen von verschiedenem Phosphorgehalt abgeführten Versuchen, daß eine derartige Verminderung des Zinngehaltes nicht stattfindet. Bei drei von den gedachten Versuchen war nämlich die Abnahme ganz unbedeutend, und bei den fünf übrigen hatte sich sogar der Zinngehalt der Bronzen vermehrt. Diese Zunahme muß ohne Zweifel der Bildung einer phosphorsaures Kupferoxyd enthaltenden Schlacke zugeschrieben werden, in Folge deren der Kupfergehalt der Legirung vermindert, ihr Zinngehalt somit erhöht wird.

6. Die Verfasser schreiben den constant bleibenden Zinngehalt der Phosphorbronzen beim Umschmelzen derselben, theilweise dem Vorhandenseyn einer stabilen Verbindung von Zinn und Phosphor zu, welche aber nicht die Verbindung von 2 Aequivalenten Zinn und 1 Aequiv. Phosphor (mit 21,5 Proc. Phosphorgehalt) ist, die man durch Erhitzen von dünnem Blattzinn in Phosphordampf, oder auch durch Erhitzen von Phosphor und Zinn in einem geschlossenen Rohre erhält; denn diese Verbindung besitzt nur geringe Stabilität. Beim Erhitzen derselben an der Luft wird |50| ein Theil des Phosphors ausgetrieben und es bleibt ein Phosphormetall zurück, welches 1 Aequiv. Phosphor und 9 Aequiv. Zinn, also 5,605 Proc. Phosphor enthält. Dieses beständigere Phosphorzinn läßt sich auch direct herstellen durch allmählich gesteigertes Erhitzen von schwammförmigem Zinn, welches über eine gewisse Menge Phosphor in einen Schmelztiegel gedrückt wurde.

7. Die Verfasser haben durch längere Zeit fortgesetzte Versuche ermittelt, welche Eigenschaften der Phosphor der gewöhnlichen Bronze ertheilt. Der Farbeton der Legirung wird, sobald der Phosphorgehalt 1/2 Proc. übersteigt, wärmer, dem des stark mit Kupfer legirten Goldes ähnlicher. Das Korn des Bruches nähert sich dem des Stahles. Die Elasticität wird beträchtlich erhöht; die absolute Festigkeit nimmt in gewissen Fällen um mehr als das Doppelte zu. Auch die Härte wird bedeutend größer, so daß manche Legirungen von der Feile nur schwierig angegriffen werden. Das geschmolzene Metall ist sehr dünnflüssig und füllt die Formen in ihren feinsten Details vollständig aus.

8. Eine der werthvollsten Eigenschaften der Phosphorbronze besteht darin, daß man derselben durch Abänderung der relativen Gewichtsverhältnisse ihrer Bestandtheile sehr verschiedene Eigenschaften ertheilen kann; man erhält so mit Sicherheit die gewünschten Qualitäten; so z.B. ziemlich große Härte, Festigkeit und wenig Elasticität für Geschützrohre, damit dieselben nicht zerspringen; oder auch große Härte und ein Maximum von Festigkeit, verbunden mit einer bleibenden Elasticität, für Gegenstände der Mechanik und des Maschinenbaues, damit dieselben der statischen Kraftäußerung widerstehen; oder aber nur Festigkeit neben sehr großer Dehnbarkeit, wie für Patronenhülsen; oder endlich sogar besondere Vollendung des Gusses, bestimmte Farbetöne, bei geringer Härte, wie für Kunstbronzen: alle diese Eigenthümlichkeiten vermag man durch Vorausbestimmung der Zusammensetzung der Legirung und der Gießmethode mit Sicherheit hervorzubringen.

9. Auf den verhältnißmäßig nicht hohen Preis und die Leichtigkeit des Umschmelzens der neuen Legirung genügt es hier aufmerksam zu machen; wir wollen nun bloß noch einige der schon versuchten Anwendungen kurz besprechen.

a. Anfertigung von Geschützrohren. – Aus einem Nachtrage indem Werke von Montefiore-Levi und Künzel ersieht man, daß diese Ingenieure im Verfolge ihrer Versuche einen 6 Pfünder aus Phosphorbronze gegossen haben, mit welchem im Vergleich mit einem aus gewöhnlicher Bronze in der königl. Gießerei zu Lüttich gegossenen |51| 6 Pfünder Gewaltschießproben angestellt wurden. Es handelte sich für sie dabei um die Ermittelung der besten Zusammensetzung der Bronze für den Geschützguß. Nachdem das Resultat der ersten Schießprobe gezeigt hatte, daß man ein viel zu hartes Metall gewählt hatte, wurde ein zweites Geschütz mit einem beinahe dreimal geringeren Phosphorgehalt angefertigt, und mit einem aus vorschriftsmäßiger Bronze bestehenden Rohre vergleichenden Schießversuchen unterzogen. Aus den Tabellen über den Befund der Rohre in verschiedenen Stadien der Schießproben geht hervor, daß das Geschütz aus Phosphorbronze eine bedeutend größere Härte als dasjenige aus vorschriftsmäßiger Bronze zeigte, und daß letzteres bei den Gewaltproben zersprungen ist, während man mit ersterem noch mit aller Sicherheit schießen konnte. Die verwendete Bronze war durch Zusatz von phosphorhaltigem Kupfer zu altem Kanonenmetall dargestellt worden.

b. Gewalzte Stücke. – Die Phosphorbronze läßt sich bei zweckentsprechender Zusammensetzung und geeigneter Behandlung beim Gießen mit sehr großer Leichtigkeit walzen und stanzen, ohne an ihrer großen Festigkeit einzubüßen. Sie eignet sich daher vollkommen zur Anfertigung der Patronenhülsen. Will man, wie es bereits in sehr großem Maaßstabe in Rußland geschehen ist, das System der wiederladbaren Patronenhülsen adoptiren, so liefert die Phosphorbronze ein vortreffliches Material dazu, denn bei Versuchen welche in Lüttich angestellt wurden, wurde eine sehr große Anzahl von Patronenhülsen aus Phosphorbronze 50mal wiedergeladen, ohne daß das Metall im Geringsten gelitten hätte. Beabsichtigt man aber bloß eine beträchtliche Verminderung des Gewichtes der Patronenhülsen, eine größere Sicherheit gegen das Zerspringen derselben während des Schießens, und, in Folge der Elasticität des Metalles, ein leichteres Entfernen der Hülse nach dem Schusse, so ist auch dieses erreichbar.

c. Die Phosphorbronze ist bereits in großem Maaßstabe zur Anfertigung der Gewehrverschlüsse angewendet worden; in Belgien wurden 6000 Comblaix-Gewehre mit Phosphorbronzeverschluß an die Bürgerwehr vertheilt. Für diese Verwendung gewährt die Phosphorbronze hauptsächlich den Vortheil, daß die Verschlüsse ökonomisch und rasch angefertigt werden können und keine Oxydation derselben zu befürchten ist.

d. Auch in der Mechanik hat die Verwendung dieser Bronze zu verschiedenen Zwecken sich bereits erprobt, z.B. für die Getriebe der Universalwalzwerke, welche bekanntlich stets heftigen Stößen ausgesetzt sind. Auf einer Hütte in der Provinz Charleroi hat ein Paar solcher Getriebe sechs Monate gehalten und ist lediglich durch Abnutzung der |52| Zähne unbrauchbar geworden, ohne daß ein einziger derselben abgebrochen oder aufgerissen war; ein anderes Paar ist noch jetzt, nach zwölf Monaten, diensttauglich. Mit gleichem Erfolge ist die Phosphorbronze versuchsweise verwendet worden zu Lagern für hydraulische Pressen, welche sehr starken Druck auszuhalten haben, zu Excenterringen für Locomotiven, zu Kolbenringen und Bolzen von Dampfcylindern etc.

e. Vollkommen geeignet ist die Phosphorbronze zur Herstellung von Kunst- und Decorationsbronzen. Die Leichtigkeit ihres Gusses, ihre sehr angenehme Farbe, ihr Widerstand gegen oxydirende Einflüsse machen sie zu einem für diesen Zweck sehr werthvollen Material.

Ohne Zweifel wird die Phosphorbronze bald noch zahlreiche andere Verwendungen finden; die von den Verfassern angestellten Versuche lassen sie hoffen, daß diese Legirung weniger leicht angegriffen wird als das Kupfer und die zum Beschlagen der Schiffe gewöhnlich angewendeten Legirungen; ferner daß sie, weil frei von Zinnoxyd, ein besserer Elektricitätsleiter seyn, und sich zur Anfertigung von Glocken, Schellen etc. besonders eignen wird.

Auf den Vorschlag von Dumas, ihres beständigen Secretärs, beschloß die Akademie eine Commission zum Studium der mit der vorgelegten Arbeit verknüpften Fragen zu erwählen, welche aus den HHrn. Dumas, Morin, Fremy, Jurien de la Gravière, Cahours, und Phillips bestehen wird.

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