Titel: Caron, neues Verfahren zum Härten des Stahles etc.
Autor: Caron, H.
Fundstelle: 1873, Band 210, Nr. XXVIII. (S. 181–184)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj210/ar210028

XXVIII. Ueber ein neues Verfahren zum Härten des Stahles und über die Wiederherstellung von verbranntem Schmiedeeisen; von H. Caron.

Aus den Comptes rendus, t. LXXVII p. 836; October 1873.

Stahlhärtung. – Ein aus Stahl angefertigtes Stück wird in der Regel erst gehärtet (abgelöscht) und dann, entsprechend dem Grade von Härte und Elasticität, welchen es erhalten soll, mehr oder weniger stark angelassen. Das trockene Härten (trempe sèche), wie es gewöhnlich ausgeführt wird, d.h. das Ablöschen des rothglühenden Metalles in kaltem Wasser, hat den großen Nachtheil, daß es sehr häufig zur Entstehung von Härterissen (Hartborsten) und Sprüngen Anlaß gibt, welche die Festigkeit des Materiales benachtheiligen. Durch das auf das Härten folgende Anlassen können diese Fehler nicht beseitigt werden; die im Anfange beinahe oder ganz unsichtbaren Risse werden später nach und nach größer und führen schließlich einen schädlichen Bruch herbei. Man hat bereits anerkannt, daß es, um einer solchen Gefahr theilweise vorzubeugen, vorzuziehen ist, den Stahl etwas weniger stark zu härten, ihn dann aber auch schwächer anzulassen. So besitzt eine zum Rothglühen erhitzte, in kaltem Wasser abgelöschte und durch Abbrennen mit Oel (à l'huile flambante) angelassene Feder denselben Elasticitätsgrad, wie eine eben |182| solche Feder, welche in kaltem Oele abgelöscht (also schwächer, als die erstere, gehärtet) und in bis zum Rauchen erhitztem Oel (à l'huile fumante) getempert (schwächer, als die erstere, angelassen) worden ist; nur ist die letztgedachte Methode insofern vortheilhafter, als man das Entstehen von Härterissen in Folge einer zu raschen Abkühlung des Metalles, weniger zu fürchten hat. Da ich weiter gehen wollte, so stellte ich mir die Frage ob es wirklich nothwendig sey, mit einer übermäßigen Härtung des Stahles anzufangen und dann wieder zurückzugehen und das Metall mittelst einer zweiten Operation anzulassen. Demzufolge suchte ich eine Härteflüssigkeit zu ermitteln, durch deren milde Beschaffenheit das Entstehen von Härterissen möglichst beseitigt und der Stahl dennoch in einer einzigen Operation gleichzeitig gehärtet und angelassen würde.

Dieses Ziel erreichte ich auf sehr einfachem Wege dadurch, daß ich das Wasser, in welchem das rothglühende Metall abgelöscht wird, erhitzte; eine Temperatur von ungefähr 55° C. war hinreichend, um den obenerwähnten Federn (Federn für Zündnadelgewehre) die Elasticität und Dehnbarkeit zu ertheilen, welche der besten, mit einem zweckentsprechenden Anlassen verbundenen Härtung entsprechen.

Die Temperatur des Wassers muß nothwendig je nach den Dimensionen des zu härtenden Stückes, sowie der Benutzung, zu welcher dasselbe bestimmt ist, verschieden seyn. Der erforderliche Wärmegrad des Bades läßt sich aber durch vorläufige Versuche unschwer ermitteln.

Durch das Härten in heißem, besser noch kochendem Wasser wird weicher Stahl, welcher 2 bis 4 Tausendtel Kohlenstoff enthält, in eigenthümlicher Weise verändert; seine Zähigkeit (Dehnbarkeit) und seine Elasticität werden dadurch erhöht, ohne daß seine Müdigkeit merklich beeinträchtigt wird; die Natur des Korns wird eine andere und oft wird der vorher körnige oder krystallinische Bruch sehnig.117)

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Wiederherstellung von verbranntem Schmiedeeisen. – In einer in den Comptes rendus vom 4. März 1872 enthaltenen Mittheilung (polytechn. Journal Bd. CCIV S. 213) habe ich nachgewiesen, daß die krystallinische Textur auf dem Bruche gewisser Eisenstücke weder von der Einwirkung der Kälte, noch von derjenigen lange anhaltender Schwingungen herrührte, sondern daß das Eisen diese Textur bereits besaß, bevor die aus ihm gefertigten Stücke in Gebrauch genommen wurden. Nach meinen Versuchen wäre diese Texturveränderung die Folge eines unvollständigen Ausschmiedens, wobei das Eisen noch verbrannt, d.h. krystallinisch und spröde, geblieben ist. Außerdem bemerkte ich, daß es möglich sey, dem in solcher Art verdorbenen Eisen seine sehnige Textur oder die Dehnbarkeit zu verleihen, welche es besessen haben würde, wenn das Ausschmieden mit der gehörigen Sorgfalt vorgenommen worden wäre und daß sich dieser Zweck erreichen lasse, ohne, wie es zuweilen geschieht, zu einem nochmaligen Ausschmieden greifen zu müssen, durch welche letztere Operation ein Verlust an Zeit und an Metall, öfters sogar die Nothwendigkeit verursacht wird, das Stück gänzlich auszuschießen.

Das Mittel welches ich zur Regenerirung von verbranntem Schmiedeeisen anwende, besteht ebenfalls im Ablöschen des rothglühenden Metalles in einer heißen Flüssigkeit. Ich beschränke mich hier auf die Mittheilung eines einzigen Beispieles, welches hinreichen dürfte, die von mir angegebenen Wirkungen würdigen und bestätigen zu können.

Ein 3 Centimeter im Durchmesser haltender Stab von Berri-Eisen, welcher sich in kaltem Zustande ganz zusammenbiegen ließ, ohne zu brechen oder nur einen Riß zu bekommen, wurde verbrannt, d.h. so erhitzt, daß er, in den Schraubstock gespannt, in kaltem Zustande zerbrochen werden konnte, ohne daß er sich dabei merklich bog. Die Bruchfläche war mit glänzenden Fasetten von mehreren Quadratmillimetern besäet. Andererseits war eine kochende gesättigte Lösung von gewöhnlichem Kochsalz bereitet worden. Ein von dem verbranntem Eisenstabe abgehauenes Stück wurde zur Hellrothgluth erhitzt und darauf so lange |184| in die kochende Salzlösung getaucht, bis das Metall die Temperatur des Bades (etwa 110° C.) angenommen hatte. Es zeigt sich bei diesem Verfahren eine ziemlich merkwürdige Erscheinung; sobald das rothglühende Eisen in die gedachte Flüssigkeit eingetaucht wird, überzieht es sich mit einer Schicht von weißem Salze, welche das Metall von der Flüssigkeit isolirt und sicherlich zur Verzögerung des Erkaltens beiträgt. Das auf solche Weise abgelöschte Eisen ließ sich nach dieser Behandlung in kaltem Zustande vollständig zusammenbiegen, hatte also die Beschaffenheit wieder angenommen, welche der Stab vor dem Verbrennen besessen hatte.118)

Sonach ermöglicht das Ablöschen in kochendem, mit Kochsalz gesättigtem Wasser die Wiederherstellung von verbranntem Schmiedeeisen. Die Praktiker werden daher künftig stets gut thun, fertige Schmiedestücke dieser Operation zu unterwerfen; sind sie gut gearbeitet, so schadet ihnen das Ablöschen in keiner Weise; haben sie dagegen zu starke oder zu langdauernde Hitzen ausgehalten, so erhalten sie durch jene Behandlung die Eigenschaften, welche sie in Folge eines guten Ausschmiedens erlangt hätten.

Sicherlich existiren noch andere Flüssigkeiten, andere Lösungen, welche, wenn man sie in derselben Weise wie die Kochsalzlösung anwendet, zu denselben Resultaten führen würden; ich habe die letztere nur angeführt, weil sie wohl die billigste und gleichzeitig die am leichtesten zu beschaffende Härtungsflüssigkeit seyn dürfte.

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Dieses Verfahren ist keineswegs neu. Ein z.B. bei den Härzer Schmieden sehr gebräuchliches Mittel zur Wiederherstellung nicht allein von verbranntem Stahl (d.h. solchem Stahl, welcher durch zu langes oder zu heftiges Anwärmen eines Theiles seines Kohlenstoffgehaltes beraubt, dadurch zu Schmiedeeisen umgewandelt worden ist, und die Eigenschaft, durch Ablöschen hart zu werden, eingebüßt hat), sondern auch von überhitztem Stahl (der sich wohl noch Härten läßt, aber im Bruche grobkörnig krystallinisch, dabei spröde und bröcklich geworden ist) besteht darin, das Metall in rothwarmem Zustande unter einem mit Wasser benetzten Hammer abzuhämmern und dann das Härten vorsichtig zu wiederholen. (Stark verbrannter Stahl läßt sich auf diese Weise allerdings nicht regeneriren.) Ueberhitzter Stahl läßt sich nach Rigaud Bulletin de la Société d'Encouragement, t, 1842) wieder feinkörnig und brauchbar machen dadurch, daß man ihn kirschrothwarm erwärmt, in fast kochendes Wasser (von 90 bis 95° C.) taucht und dieses Verfahren drei- bis viermal wiederholt. – Nach Malberg (polytechn. Journal, Bd. CXXVIII S. 428) wird verbrannter Stahl völlig regenerirt durch wiederholtes, drei- bis viermaliges Ablöschen |183| des zur Rothglühhitze vorsichtig angewärmten Stahles in Wasser von 70 bis 75° R. (87,5 bis 93,75° Cels.), wobei freilich guter Stahl nicht gehärtet wird, sondern seine volle Weiche und Geschmeidigkeit behält, und durch darauf folgendes vorsichtiges Härten bei Anwendung von Rothglühhitze und Wasser von 12 bis 15° R. (15 bis 20° Cels.). Ueber Regeneriren von verbranntem Gußstahl durch Ablöschen in Quecksilber s. man die oben citirte Abhandlung von Malberg. Hiernach liegt die Vermuthung nahe, daß der um das Eisenhüttenwesen so verdiente französische Artillerie-Major Caron zu Brest jene älteren Erfahrungen seinem „neuen Härtungsverfahren“ zu Grunde gelegt hat.

H. H.

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Reines, zum Kochen erhitztes Wasser kann zu diesem Zwecke ebenfalls verwendet werden; seine Wirkungen treten jedoch nicht so deutlich hervor.

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