Titel: Jarolimek, über das Härten des Stahls.
Autor: Jarolimek, Anton
Fundstelle: 1876, Band 221 (S. 436–446)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj221/ar221116

Ueber das Härten des Stahls1); von Anton Jarolimek, Fabriksdirector in Hainburg a. d. Donau.

Es ist eine allgemein verbreitete Ansicht, daß der Einfluß der Abkühlungsflüssigkeit auf die Härte des Stahls nur von deren Temperatur und Wärmeleitungsfähigkeit abhängt. Auch F. L. Schirlitz, in dessen Schrift: „Die Fabrikation der Stahlwaaren“, sich eine gute Zusammenstellung der beim Härten des Stahls geltenden Grundsätze findet, macht dieselbe Bemerkung, indem er hinzusetzt, daß die Härte des Stahls von dem Gefrierpunkte aufwärts in demselben Grade abnimmt, in welchem die Temperatur des Wassers steigt, wonach also das von H. Caron (1873 210 181) empfohlene Verfahren zum Härten des Stahls in warmem Wasser von etwa 55° ebenso wenig aus einem neuen Gedanken entsprungen erscheint, als die sogen. Wiederherstellung von verbranntem Stahl durch Abschrecken in heißem oder kochendem Wasser, welches Verfahren schon lange vorher von Andern angewendet und empfohlen wurde. Daß kochendes Wasser den Stahl nicht härtet, gilt als ausgemacht, und auch in der von Dr. E. Hartig neu bearbeiteten Auflage von Karmarsch's Technologie (S. 10) hat diese Behauptung wieder ihren Platz gefunden.

In dem Folgenden soll nun gezeigt werden, daß der Härteproceß, welcher doch in der Stahlindustrie eine nicht unbedeutende Rolle spielt, noch sehr unvollkommen studirt und erkannt wurde, und daß es sich damit in vielen Dingen keineswegs so verhält, wie gewöhnlich angenommen wird.

Vor Allem sei die Thatsache constatirt, daß unter Umständen nicht allein kochendes Wasser, sondern auch solches von 150° Temperatur und mehr, und ebenso siedendes Oel, heißflüssiges Blei, Zinn, ja selbst Zink, also eine Abkühlungsflüssigkeit von etwa 400° Hitze den Stahl zu Härten vermag. Die letztere Thatsache dürfte besonders auffallen, da man gewohnt ist, anzunehmen, der Stahl müsse, um gehärtet zu |437| werden, rasch auf eine viel niederere Temperatur abgekühlt werden, und da es ferner bekannt ist, daß gehärteter Stahl unter der Einwirkung einer Temperatur von ca. 300° an seiner Härte schon bedeutend nachläßt. Ich will auch constatiren, daß dünne Stahldrähte, die in heißflüssigem Zink bei kurzer Dauer des Eintauchens ganz hart werden, durch längeres Verweilen in demselben Bade ihre Härte wieder verlieren.

Hieraus ist zur Genüge zu entnehmen, daß die Härte des Stahls hauptsächlich von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher derselbe aus der Temperatur von etwas über 500° in eine solche von etwas unter 500° übergeführt wird, oder sozusagen von der Schnelligkeit des Auslöschens seiner Glut, wogegen das Anlassen durch ein dauerndes Exponiren einer innerhalb anderer Grenzen liegenden Temperatur bedingt wird. Wenn dies erkannt ist, kann nunmehr die Tauglichkeit geschmolzener Metalle zum Stahlhärten nicht weiter überraschen; sie sollte es aber um so weniger können, wenn von der Ansicht ausgegangen wird, daß die Härte des Stahls nur von der Temperatur und dem Wärmeleitungsvermögen der Abkühlungsflüssigkeit abhängt. Denn unter diesem Gesichtspunkte müßten die oben bezeichneten Metalle, wenn auch bis zum Schmelzen erhitzt, noch immer ein größeres Härtungsvermögen besitzen als Wasser. Nimmt man nämlich an, der Stahl erstarre oder härte sich bei der Temperatur von 500°, oder selbst erst bei 450°, bestimmt man dann die Differenzen zwischen der Temperatur des Stahls und jener der (continuirlich durch frische Massen ersetzt gedachten) Abkühlungsflüssigkeiten, und multiplicirt man schließlich diese Differenzen mit den Wärmeleitungscoefficienten der bezüglichen Stoffe, so bekommt man folgende Ziffern:


Für
Temperatur
des
Abkühlungsbades.
Differenz
gegen die
Temperatur
des Stahls.
Wärme-
leitungs-
coefficient.
Product
beider
Factoren.
Wasser 450° 1,0 450
Rose's Metall 100 350 2,8 980
Sickerloth 180 270 10,0 2700
Zinn 240 210 14,5 3045
Blei 335 115 8,5 977
Zink 425 25 15,0 375

Da diese Producte der obigen Ansicht zufolge als Verhältnißzahlen für das Härtevermögen der betreffenden Stoffe genommen werden könnten, so ergibt sich aus denselben im Großen und Ganzen (denn von einer Genauigkeit der Ziffern kann aus mehreren Gründen keine Rede sein), |438| daß geschmolzenes Zink noch etwa ebenso gut härten müßte als kaltes Wasser, hingegen die andern Metalle, namentlich aber Zinn, bedeutend stärker als Wasser härten müßten.

Nun muß ich aber, und zwar auf Grund vielfacher Experimente, bemerken, daß, obgleich, wie ich schon sagte, alle diese Metalle wirklich Stahl härten, ihr Härtevermögen bei weitem das des Wassers nicht erreicht. Der Grund davon liegt aber darin, weil auf das Härtevermögen durchaus nicht blos die Temperatur und die Wärmeleitungsfähigkeit der Abkühlungsflüssigkeit, sondern auch deren Wärmecapacität, die Höhe ihres Siedepunktes, und bei niederm Siedepunkte in größtem Maße auch der Betrag der latenten Wärme des entstehenden Dampfes von maßgebendem Einfluß sind.

Beweis hierfür ist u.a., daß Weingeist, der leicht in Dampf übergeht, aber einen geringern Betrag von latenter Wärme annimmt, schlecht härtet, und was speciell das Wasser anlangt, so werde ich nachweisen, daß dieses den Stahl nur allein durch Dampfbildung härten kann, daher dessen Wärmeleitung nur von secundärer Bedeutung ist, wenn auch dieselbe beim Härteproceß immerhin eine Rolle spielt.

Würde man bei Beobachtung ähnlicher physikalischer Processe die kurzen Zeittheilchen, aus denen sich der rasche Verlauf der erstern zusammengesetzt, für das Auge ebenso verlängern können, wie man die Stofftheilchen unter dem Mikroskope für das Auge vergrößern kann, so würde uns Manches anders erscheinen, als es jetzt der Fall ist, wo man nur das ins Auge springende Resultat betrachtet und kaum flüchtig erwägt, durch welches Zwischenspiel dasselbe herbeigeführt worden sein mag. So weiß man und denkt eben kaum darauf, daß in der nächsten Nähe eines auf 1000° oder selbst nur auf 500° erhitzten Metalles eine Temperatur herrschen muß, bei der Wasser von gewöhnlichem Druck unmöglich in flüssigem Zustande bestehen kann, vielmehr rasch in Dampf verwandelt werden muß. Zieht man jedoch diesen Schluß, so folgt von selbst, daß auch der zu härtende Stahl, so lange er die obige hohe Temperatur besitzt – und er behält dieselbe dem Gesagten zufolge bis zum Eintritte seiner Härtung – eine unmittelbare Berührung mit dem Wasser nicht eingehen kann, sondern, wenn im Wasser untergetaucht, bis zu seiner weitern Abkühlung von einer Dampfschichte eingehüllt bleiben muß.

Schirlitz sagt in dem schon citirten Werke: „Es muß darauf gesehen werden, daß das Härtewasser stets in genügender Menge vorhanden ist, weil ein zu geringes Quantum desselben durch den glühenden Stahl sehr bald merklich erwärmt wird. Das Wasser würde sich in diesem Falle an den Stellen, welche den Stahl umgeben, in Dampfverwandeln, |439| welcher eine Zurückstoßung der ihn umgebenden Wassertheile bewirkt und so ein gleichmäßiges Härten verhindert.“

Und ich behaupte, daß diese Dampfbildung, resp. Wasserzurückstoßung, beim Härten nach bisheriger Art in allen Fällen eintritt, und daß beides bei Anwendung von zu wenigem oder von schon heißem Wasser eben nur in verstärktem Maße auftritt und dann natürlich abschwächend auf die Härte des Stahls einwirkt.

Diese Einhüllung des heißen Stahls in eine Dampfschicht ist sehr deutlich durch den Augenschein nachzuweisen, wenn ein glühendes Drahtstück in heißes Wasser eingeführt wird. Da nahe bis zum Siedepunkte erhitztes Wasser sehr leicht in Dampf übergeht, so bildet sich eine ziemlich starke Dampfschichte um den Draht, die sich während dem Ablöschen des letztern langsam von unten nach oben hin verliert.

Unter diesen Umständen kann aber der Stahl seine Wärme selbstverständlich nicht unmittelbar durch Wärmeleitung an das Wasser abgeben; da sich der inzwischen befindliche Dampf aber bei so geringer Pressung auch nicht wesentlich überhitzen kann, so erfolgt die Abgabe der Wärme an das Wasser hauptsächlich durch Strahlung, und die durch den Dampf vom Stahle abgetrennte Wasserwand entwickelt dann beständig und zwar durch rasche Verdunstung Dämpfe, die nach den obern Wasserschichten abziehen und sich daselbst condensiren.

Ich bin nun daran, zu zeigen, daß dieser Gesichtspunkt nicht etwa blos von theoretischem, sondern auch von eminent praktischem Interesse ist, indem er unmittelbar zu wesentlich neuen und rationellen Verfahrungsweisen für das Härten des Stahls führt. Ist man nämlich zu der Einsicht gekommen, daß die Dampfbildung beim Härten im Wasser überhaupt nicht zu vermeiden ist, ja daß dieselbe vielmehr, indem der Dampf bei seinem Entstehen sehr viel Wärme bindet, in diesem Sinne den Härteproceß fördert, so entsteht die Frage, wie eben diese Dampfentwicklung dem vorgesteckten Ziele am besten angepaßt, resp. geregelt werden kann.

Ehe ich zur Beantwortung dieser Frage schreite, will ich darauf aufmerksam machen, welche geringe Menge Wasser erforderlich ist, um eben durch Dampfbildung ein bestimmtes Quantum glühenden Stahls bis zum Eintritte der Härte abzukühlen. Die specifische Wärme des Eisens ist für hohe Temperaturen von A. Weinhold sehr genau bestimmt worden. Nach dessen Angabe nimmt Eisen bei der Erwärmung von 0 auf 300° etwa 35c, und bei einer solchen von 0 auf 1000° bei 160c auf. Setzen wir also voraus, der Stahl solle von 1000° auf 300° abgekühlt werden, so müssen demselben per Kilogramm 125c entzogen |440| werden. Benützt man Wasser von 20°, so nimmt 1k Wasser, bis auf 100° erhitzt, 80c und, wenn dasselbe in Dampf übergeht, weitere 540, im Ganzen also 620c auf. Hieraus folgt, daß, um 1k Stahl von 1000° auf 300° abzukühlen, die Verdampfung von 125 : 620 oder etwa 0k,2 Wasser von 20° genügen sollte.

Fragt man sich nun aber, warum in der Praxis zum Stahlhärten weitaus größere Mengen Wasser erfordert werden, so ist die Antwort einfach die: weil man bei der üblichen Methode, um der die Härte verhindernden Anhäufung der Dämpfe auszuweichen, den glühenden Stahl im Wasser herumbewegen muß, und weil sich die Dämpfe im Wasser zum großen Theile wieder condensiren, daher bei geringem Quantum Wasser dieses zu sehr erhitzen.

Diese Betrachtung führt von selbst zu dem Schlusse, daß sich der Stahl mit sehr wenig Wasser härten lassen muß, wenn der entstehende Wasserdampf, sowie derselbe auftritt, rasch abziehen kann. Dies ist nun bei der Härtung unter Wasser niemals möglich. Denn je dünner dort die entstehende Dampfschichte ist, um so kleiner ist auch der Abflußquerschnitt des Dampfes, daher sich die beiden den Härteproceß fördernden Momente: möglichst schwache Dampfhülle und großer Raum zum Abzug der Dämpfe bei der Unterwasserhärtung gegenseitig völlig ausschließen. Nur sehr rasches Fortbewegen des Stahls kann der Härtung desselben unter Wasser einen höheren Grad verleihen, durch welches Mittel es mir eben gelungen ist, Stahldraht selbst unter ganz heißem Wasser, in Alkohol und in Terpentinöl zu härten.

Wenn aber die Frage sowohl nach dem Maximum, als wie nach der möglichst größten Gleichförmigkeit der Härte steht, so kann sich demnach die Unterwasserhärtung nicht besonders empfehlen. Um der obigen Bedingung, dem raschen Abzug der Dämpfe, zu genügen, erweisen sich vielmehr die folgenden Mittel als angezeigt:

1) Langsames Eintauchen. Da hierbei stets nur die Oberfläche des Wassers zur Hauptwirkung gelangt, an welcher die Dämpfe sofort in die Luft entweichen können, so muß bei richtiger Wahl der Eintauchgeschwindigkeit der Erfolg jenen der gewöhnlichen Unterwasserhärtung übertreffen. In Fällen, wo der außer Wasser nachrückende Stahlkörper nicht genügend lange heiß bleiben kann, ist die Methode natürlich nicht anwendbar; zum Härten von Feilen und ähnlichen Gegenständen ist das Verfahren aber schon üblich.

2) Strahlhärtung. Dieses ebenfalls schon bekannte Verfahren wirkt sehr kräftig. Der Grund davon liegt aber weniger in dem sonst (z.B. von Karmarsch) betonten Umstand, daß dabei stets frische |441| Wassermassen mit dem Stahle in Berührung treten, als in dem durch den kräftig vordringenden Wasserstrahl bewirkten raschen Mitreißen der Dämpfe. Der beste Beweis hierfür ist, daß ich durch einen 150° heißen, einem Dampfkessel entströmenden Wasserstrahl bei einem mehrere Millimeter dicken Stahldrahte eine sehr große Härte erzielte.

3) Spritzhärtung. Dieses Verfahren besteht einfach in der Anwendung einer feinen Brause an Stelle der Strahldouche. Die Wirksamkeit der Regendouche ist aber eine ganz andere, als die der Strahl- oder Gießdouche, und kaum dachte noch Jemand daran, ihre Wirkung durch Verwendung eines Minimums von Wasser auf das höchste Maß zu steigern. Diese Möglichkeit ist aber bei Anwendung der Regendouche allerdings vorhanden. Während nämlich bei der Strahldouche der Dampf, wie gesagt, von den heftig andringenden Wassermassen mitgerissen werden muß, und daher in der That viel Wasser erfordert wird, bleibt bei der Regendouche zum Entweichen des Dampfes der ganze Raum zwischen den einzelnen Wasserfäden offen, dessen Querschnitt leicht hundert und mehrmal größer als der aus überaus feinen Wasserfäden zusammengesetzte Querschnitt des zuströmenden Wassers gewählt werden kann. Und da dieser Dampfabflußraum eben um so größer wird, einen je geringern Raum das zuströmende Wasser beansprucht, so folgt daraus, daß zur Erzielung des leichtesten Abflusses der Dämpfe, resp. zur stärksten Härtung des Stahls, die geringst zulässige Menge Wasser anzuwenden ist. Hierbei sind jedoch zwei sehr wesentliche Umstände zu beachten. Erstens ist zur Abkühlung, resp. Härtung in der hier in Rede stehenden Weise heißes Wasser anstatt kalten Bedingung, da kaltes Wasser eine verhältnißmäßig längere Zeit braucht, um sich bis zum Sieden zu erhitzen, daher es sich in der Nähe der heißen Fläche staut und so die beabsichtigte Wirkung abschwächt. Zweitens muß der den Ausfluß des Wassers bewirkende Druck möglichst hoch gehalten werden, damit die entstehenden, zwar schnell expandirenden, doch aber etwas gepreßten Dämpfe von den Wasserstrahlen leicht überwunden werden. Da hierbei das ganze den heißen Stahl treffende Wasser verdampfen soll, so müssen die Wasserstrahlen äußerst dünn sein, was aber deren Geschwindigkeit (der Reibung in den Ausströmungsöffnungen wegen) wieder herabzieht, somit in dieser Hinsicht eine praktische Schwierigkeit besteht. Deshalb empfiehlt sich schließlich besser:

4) Das Härten mit Wasserstaub, wozu die meisten der gebräuchlichen Zerstäubungsgebläse anwendbar sind. Da diese Apparate ein Gemenge von Luft und feinstvertheilten Wasserstäubchen (nach Umständen nebst Dampf) liefern, das mit weit höherer Geschwindigkeit gegen |442| den heißen Stahl stößt, so wird damit nicht allein eine rasche Verdampfung, sondern auch ein rasches Hinwegreißen der entstehenden Dämpfe bewirkt und dadurch die Möglichkeit einer außerordentlichen, und was das Wichtigste ist, auch einer gleichmäßigen Härte des Stahls gegeben.

Glashärte wird nun wohl in der Praxis selten beabsichtigt; vielmehr hat man gewöhnlich einen bestimmten Härtegrad im Auge, der bisher in der Regel erst durch das dem Härten nachfolgende Anlassen erzielt wird. Und da ein Verfahren, mittels dessen unmittelbar eine bestimmte ermäßigte Härte, ohne späteres Anlassen, erzielt werden kann, nicht nur zur Vermeidung der Härterisse, sondern auch deshalb von Wichtigkeit ist, weil der von außen nach innen gehärtete Stahl stets äußerlich die größte Härte besitzt, wogegen bei dem angelassenen Stahle das umgekehrte Verhältniß statthat, so will ich die zur unmittelbaren Erzielung einer gedämpften Härte geeigneten Mittel nunmehr einer besondern Besprechung unterziehen.

Caron hat, um das Anlassen zu umgehen, das Eintauchen des Stahls in warmes Wasser empfohlen. Da die Härte hierbei jedoch, wie ich schon nachwies, keineswegs von der Temperatur des Wassers allein, sondern zugleich von der Form und Masse des Stahls, sowie von der Geschwindigkeit, mit welcher dieser unter dem Wasser bewegt wird, u.a.m. abhängt, so kann diese Methode durchaus nicht als zuverlässig bezeichnet werden. Die Schwierigkeit, auf diesem Wege das Anlassen mit dem Härten zu verbinden, leuchtet noch mehr ein, wenn erwogen wird, daß, wie schon eingangs dieses Aufsatzes gesagt wurde, die eigentliche Härtung des Stahls bereits bei einer kaum unter 500° liegenden Temperatur vor sich geht.

Denn hiernach müssen zwei Phasen des Processes wohl unterschieden werden: die Abkühlung bis auf ca. 400°, und jene von da bis zu etwa 200°; und da die eigentliche Härtung schon während der erstern Periode eintritt, so hat in der letztern mehr oder weniger ein nur ein Anlassen des Stahls statt, so daß sich bei jedem regelmäßigen Härteproceß Härten und Anlassen von selbst an einander reiht.

Selbstverständlich bleibt bei sehr raschem Verlauf des ganzen Processes die Wirkung dieses Anlassens eine sehr geringe. Eine ermäßigte Härte kann aber auf zweierlei Art erzielt werden. Erstens nämlich, indem der Stahl überhaupt verhältnißmäßig langsam gekühlt wird, in welchem Falle er also schon im ersten Stadium des Processes, nämlich beim Sinken seiner Temperatur auf 400°, eine abgeschwächte Härte annimmt, oder zweitens, indem man denselben anfangs (bis auf 400°) rasch, von da ab aber langsam abkühlt.

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Nur diese, ich möchte sagen gebrochene Härtung kann thatsächlich als ein mit dem Härten direct verbundenes Anlassen betrachtet werden, wogegen das erstere Verfahren von Haus aus eine geschwächte Härte erzeugt, die allerdings keines weitern Anlassens bedarf, und in dieser Hinsicht der erwähnten gebrochenen Härtung gegenüber, welche eigentlich zwei, wenn auch einander unmittelbar folgende Operationen verlangt, den Vortheil größerer Einfachheit voraus zu haben scheint.

Allein dieser Vortheil der „schwachen“ Härtung (und nur eine solche kann nach dem Verfahren von Caron und ähnlichen, eine gedämpfte Härte bezweckenden Methoden erzielt werden) schwindet vollständig vor der großen Schwierigkeit, die erste Phase der Härtung, nämlich die Abkühlung des Stahls auf 400°, welche, wenn überhaupt Härte eintreten soll, stets sehr rasch verlaufen muß, in Beziehung auf die Geschwindigkeit ihres Verlaufes entsprechend zu reguliren. Angestellte Versuche zeigen auch, daß bei diesem Verfahren meistens entweder ganz harter oder völlig weicher Stahl resultirt, daher zur directen Erzielung einer ermäßigten Härte mit Sicherheit nur das angegebene Verfahren der gebrochenen Härtung führen kann, indem sich sowohl der richtige Zeitpunkt zum Abschluß der raschen Abkühlung des Stahls auf etwa 400°, als die entsprechende Geschwindigkeit oder Dauer der Abkühlung desselben bis auf ca. 200° unschwer beurtheilen läßt, da bei der ersten Phase schon das Erlöschen der Glut an sich einen sichern Anhaltspunkt zur Beurtheilung der nöthigen Dauer derselben an die Hand gibt, und die zweite Phase, bei der meistens schon die Luftkühlung anwendbar ist, genügend langsam verläuft, um die Zeit derselben genau zu bemessen und deren Verlauf überhaupt controliren zu können.

Die Durchführung der gebrochenen Härte gestattet nun mehrfache Modificationen, und habe ich in dieser Beziehung ebensowohl mit Zerstäubern, als wie mit dem Eintauchen in Wasser Versuche vorgenommen.

Das Zerstäubungsgebläse hat jedenfalls den Vortheil, daß mit Hilfe desselben die Geschwindigkeit der Abkühlung des Stahls sehr genau geregelt werden kann, u. z. nicht allein durch Modification des Verhältnisses in der Zufuhr an Luft und Wasser, sondern auch durch das Maß der Entfernung vom Blasrohr, in welcher das glühende Stahlstück in den ausströmenden Wasserstaub eingeführt wird. In ersterer Hinsicht ist zu bemerken, daß ein Minus der Zufuhr an Wasser erst dann abschwächend auf die Härte des Stahls einwirken kann, wenn das zuströmende Wasserquantum schon unter jenes Maß herabsinkt, das eben die größte Härtung bewirkt und identisch ist mit dem Maximalwasserquantum, welches der heiße Stahl ohne Rücklaß von flüssigem Wasser noch in |444| Dampf zu verwandeln vermag; denn von diesem Punkte an schwächt nicht nur ein Minus, sondern auch ein Plus an Wasser die Härte ab, letzteres aber keineswegs mit der gewünschten Regelmäßigkeit, indem es analog wie bei der Härtung unter Wasser störende Wirkungen durch Zurückstoßung des Wassers hervorruft.

Streng genommen verlangt dieses Verfahren auch zur Erzielung des höchsten Härteeffectes nicht einen gleichbleibenden, sondern einen während dem Härten an Stärke abnehmenden Wasserzufluß, da der Stahl anfangs, wenn dessen Oberfläche noch den höchsten Hitzegrad besitzt, mehr Wasser verdampfen kann, als im spätern Verlaufe des Processes. Diese Correctur ist, wenn gerade erwünscht, mit dem Zerstäubungsapparate leicht zu bewirken.

Wenn ich zwar in dieser Richtung bisher nur Versuche im Kleinen vornahm, so erfüllten diese doch insoferne ihren Zweck, als sie die principielle Richtigkeit meiner Ausführungen im wesentlichen bestätigten. Ich benützte mit Dampf arbeitende Zerstäuber (wie die von Siegle), sowie solche mit Gebläse (nach Schrötter), wobei es sich gezeigt hat, daß selbst mit ganz schwachem Drucke arbeitende Apparate, die nicht mehr als ca. 0g,15 Wasser pro Secunde liefern, in der Nähe der Ausflußmündung noch Stahlkörper von etwa 0g,05 ganz gut härten, was mit Rücksicht auf die überaus kurze Zeit, welcher die Härtung so kleiner Massen beansprucht, genügend beweist, daß in der That das vorausgesetzte Minimum von Wasser die Härte bewirken kann.

Um praktische Verwendung zu finden, müßten allerdings Zerstäuber von größern Dimensionen, und am besten solche mit vielen combinirten, nach Art einer Brause sphärisch begrenzten oder sonst passend angeordneten Ausflußmündungen hergestellt und eine angemessen starke Windpressung angewendet werden. Der hierdurch erzeugte energische und nach und nach sich ausbreitende Strahl von Wasserstaub gäbe sicherlich ein eben so bequemes als vorzügliches Mittel, wenn es sich um eine möglichst starke, oder auch um eine Härte von jedem beliebigen Grade handelt.

Nicht nur gestattet dieses Verfahren, den Stahl schon während der Vorhärte, resp. dem Löschen seiner Glut mitten in dem Wasserstaub zu beobachten (wobei dem Stahl natürlich nach Umständen eine rasche Drehung gegeben werden müßte, um alle Flächen desselben gleichmäßig zu kühlen), sondern es ermöglicht auch dadurch, daß man den Stahl nach geschehener Vorhärtung in den mehr ausgebreiteten Theil der ausströmenden feuchten Wolke zurückzieht, eine sehr sichere Regulirung der gebrochenen Härte auch bei Stahlstücken, die ihrer Größe wegen bei der |445| blosen Luftkühlung schon zu weich werden sollten. Letzteres mag indessen, wenn der Stahl bei der Vorhärte richtig gekühlt wurde, nur selten eintreten. Uebrigens steht zu erwarten, daß hierauf, sowie auf andere noch fragliche Punkte bald von Andern Antwort gegeben wird, die zu Versuchen in größerm Maßstabe bessere Gelegenheit und auch näheren Anlaß haben. Andernfalls werde ich die Sache selbst so viel als möglich im Auge behalten und bemerke in Bezug auf die gebrochene Härtung nur noch, daß dieselbe auch mit der Strahlhärtung zu verbinden und bei kleinern Gegenständen schon dadurch zu bewirken ist, daß man die Stahlstücke, wenn angemessen erhitzt, nur für einen Moment (bis die Glut erlischt) in Wasser taucht und sodann an der Luft langsam abkühlen läßt.

Die Versuche, die ich auf diese Weise mit Matrizen, Bohrern etc. anstellte, zeigten, daß die Dauer des Eintauchens behufs Erzielung der richtigen gebrochenen Härte mit Rücksicht auf die Masse des zu härtenden Objectes unschwer zu beurtheilen ist, und daß dieses Verfahren bei einiger Aufmerksamkeit und von geschickten Händen mit genügender Sicherheit angewendet werden kann. Der so behandelte Stahl zeigt eine bedeutende Zähigkeit, so daß ich eine gut gehärtete Matrize, welche der Feile widerstand, mit einem schweren Hammer weder merklich stauchen, noch in Stücke schlagen konnte. Am Bruche zeigen derlei Stahlstücke natürlich im Innern eine geringere Härte als nach Außen hin, welche Differenz sich übrigens auch noch dadurch reguliren läßt, daß man den Stahl nach dem ersten Abschrecken nur eine gewisse Zeit an der Luft läßt und dann nochmals im Wasser abkühlt.

Es wäre interessant, Versuche mit Härten von Stahldraht in langen Adern auf diesem Wege vorzunehmen, wobei der Draht blos mit bestimmter Geschwindigkeit durch eine Flamme und unmittelbar darauf durch Wasser oder ein Metallbad zu ziehen wäre, und die Festigkeitsverhältnisse und sonstigen Eigenschaften des so gehärteten Drahtes zu erheben.

Ebenso scheint es mir angezeigt, Versuche nach einem ähnlichen Verfahren auf das Härten von Glas auszudehnen. Denn wenn das Hartglas wirklich, wie Dr. Otto Schott (1875 216 *75. 288) ausführt, nichts als eine in Oel gekühlte Glasthräne ist, so wirft sich wohl die Frage auf, ob die momentane und streng geregelte Abkühlung des Glases durch eine feinst vertheilte Dunstwolke und darauf folgende langsamere Kühlung im Kühlofen nicht besseres Hartglas liefern würde als die Kühlung in Fettbädern, die nach einem Auszug aus De la Bastie's Patent (1875 215 186) unter hermetischem Verschluß (vermuthlich der |446| entstehenden Gase wegen) gehalten werden müssen. Meine Vorschläge demnach allen Fachmännern empfehlend, will ich an dieser Stelle nur noch beifügen, daß sich zum Härten kleiner Gegenstände geschmolzene Metalle, namentlich Zinn, vorzüglich eignen, wovon ich mich durch vielfache Versuche überzeugte. Thatsache ist, daß ich 3mm starken Stahldraht noch in einem Zinnbade von 400° sehr gut härten konnte, worauf derselbe Draht durch längeres Verweilen in einem Bade von 350° wieder nahe weich wurde. Allerdings müssen, um 1 Gew.-Th. Stahl von 1000° auf 300° abzukühlen, mit Rücksicht auf die geringere Capacität des Zinns von letzterm ca. 45 Gew.-Th. genommen werden, wenn dessen Temperatur vor der Verwendung 250° beträgt und es sich bei Einführung des Stahls nicht über 300° erhitzen soll.

Da hier im Wesentlichen immer nur die Temperatur des Bades den Grad der Härte bedingt, so erzielt man damit jedenfalls sicherere Resultate als beim Härten mit Kohlenlösche, Seifenwasser, Colophonium, Leinöl, Siegellack und dergl., abgesehen indessen von der kohlenden oder vor Oxydation schützenden Wirkung ähnlicher Substanzen, von der ich in diesen Ausführungen ganz abgesehen habe, wie ich mir denn auch betreffs des Hitzens des Stahls vor dem Härten eine andere Mittheilung vorbehalte.

Vom Verfasser gef. eingesendeter Separatabdruck aus der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1876 S. 69 ff.

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