Titel: Ueber homogenes Eisen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1877, Band 226 (S. 164–167)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj226/ar226047

Ueber homogenes Eisen.

Der im Januar d. J. von Henry Kirk aus Workington vor der Institution of Mechanical Engineers in Birmigham gehaltene Vortrag über die Darstellung von homogenem Eisen, welcher S. 55 d. Bd. im Auszug wiedergegeben ist, gewinnt dadurch an Werth, daß derselbe inzwischen auf einer Versammlung zu London von J. L. Bell und Stead (letzterer Chemiker in Middlesbrough) in seinen wesentlichsten Punkten einer öffentlichen Besprechung unterzogen wurde, unter Zuhilfenahme der seitdem auf dem betreffenden Gebiete gemachten Erfahrungen. Das Resultat dieser Besprechungen, welches sich im Wesentlichen als eine Bestätigung und Ergänzung der von Kirk aufgestellten Behauptungen darstellt, mag daher nach Engineering, Juni 1877 S. 439 in Kürze hier folgen.

Es ist im Eingang des Vortrages darauf hingewiesen worden, daß die körnige Structur des homogenen Eisens an und für sich seine allgemeine Einführung zu Constructionszwecken erschwert, weil die betreffenden Ingenieure durchweg an der Idee festhalten, daß starkes Eisen sehnig sein müsse. Zum Glück mehren sich in jüngster Zeit Beispiele, welche unwiderleglich das Gegentheil beweisen. Wie hartnäckig an dem alten Glauben festgehalten wird, geht aus folgendem Fall hervor: Eine Firma verweigerte die Annahme von Nieten, weil sie einen stahlartigen Bruch zeigten. Nach den mit denselben vorgenommenen Festigkeitsproben, ergab es sich, daß das Eisen, aus welchem sie hergestellt waren, auf 1qc eine Last von über 3900k trug und dabei eine Ausdehnung von 25 Proc. erlitt. Die zum Versuch gebrauchten Stäbe waren 305mm lang. Es ist also unzweifelhaft, daß die Qualität außergewöhnlich gut war. Trotzdem die Besteller hiervon Kenntniß hatten, nahmen sie die Nieten nicht an. Bei einem zweiten ganz ähnlichen Fall weigerten sich die Parteien beharrlich, die Resultate der Festigkeitsprobe mitzutheilen, obgleich die Abnehmer fortfuhren, Eisen derselben Qualität zu beziehen.

Wie schon an anderem Ort erwähnt, wird die Sehne häufig künstlich hervorgebracht, dadurch daß in dem Eisen fein zertheilte Schlacke zurückbleibt, welche die Krystallausbildung und den Zusammenhang der einzelnen Krystalle unter sich hindert. Bei Eisen von sonst schlechter Qualität kann dieser Schlackengehalt vortheilhaft sein, weil plötzliche Stöße sich dann weniger leicht durch die ganze Masse fühlbar machen und deshalb weniger schnell Brüche entstehen. Bei guten Eisensorten dagegen, welche das Umbiegen, Zusammenschlagen und wieder Aufbiegen vertragen, |165| ohne hierbei Brüche zu erleiden, kann ein Gehalt an Schlacke nur schädlich sein. Eine Firma, welche mit dem Hause Kirk in Geschäftsverbindung stand, verlangte vor Kurzem, gegen ihre Gewohnheit, plötzlich ein sehniges weiches Eisen. Trotz der Einwendung, daß solches Eisen gleichzeitig schwächer sei als das früher bezogene, beharrte sie bei ihrer Forderung unter der Angabe, daß das vor der Zeit erhaltene Eisen stets viel stärker gewesen sei, als ihren Anforderungen entsprach. Ihrem Wunsch zufolge wurde daher ein Betrieb auf sehniges Eisen eingerichtet, indem man den Zusatz von Hämatit-Eisen auf 1/5 des gewohnten Quantums verminderte, oder auch wohl diese Eisensorte ganz fortließ. Das erzielte Product entsprach dem Aeußern nach allen Anforderungen der Besteller und wurde fortan bezogen. Nach einiger Zeit ereignete es sich indessen, daß Schlag auf Schlag Klagen laut wurden über Brüche der aus dem betreffenden Eisen verfertigten Artikel. Man war deshalb gezwungen, alsbald wenigstens annähernd wieder zu der früheren Eisenmischung zurückzukehren, worauf die erwähnten Uebelstände sofort verschwanden. Versuche, welche mit dem producirten sehnigen Eisen angestellt wurden, ergaben, daß dasselbe auf 1qc nur 470 bis 630k trug, und daß seine Zusammenziehung an der Bruchfläche und der Grad der Ausdehnung in demselben Verhältniß ungenügend waren. Ein anderer Uebelstand, welcher durch den Schlackengehalt des Eisens entsteht, ist die Warmbrüchigkeit; einige vorgelegte Proben, welche nach stattgefundener Analyse einen bedeutenden Schlackengehalt zeigten, dienten zum Beweis hiervon.

Ferner wurde in dem Vortrag erwähnt, daß die Darstellung eines vollständig homogenen Eisens im Puddelofen weder bei Hand-, noch bei Maschinenbetrieb in zuverlässiger Weise möglich sei, weil das Eisen in teigigem Zustand verarbeitet werden muß und deshalb nicht jedes Theilchen in genügendem Maße gereinigt werden kann. Dieses Uebel wird indessen theilweise durch andere Einflüsse gemildert. Wie schon mitgetheilt, machen Kohle, Silicium und Phosphor das Eisen hart. Ein vermehrter Kohlenstoffgehalt macht es stark, während Silicium und Phosphor es brüchig machen. Sowohl nach den Mittheilungen von Kirk, als nach dem Vortrag von Bell über die Ausscheidung von Kohlenstoff, Silicium, Schwefel und Phosphor im Frischfeuer, im Puddelofen und im Bessemerconverter (vgl. 1877 225 264) 351) besteht eine gewisse Wechselwirkung zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Eisens einerseits und dem Silicium- und Phosphorgehalt anderseits. Je höher im gepuddelten Eisen der Kohlenstoffgehalt, um so geringer ist Silicium und Phosphor und umgekehrt. Bell's Versuche ergaben, daß im Bowling |166| und Kärntener Roheisen viel Kohlenstoff, dagegen wenig Silicium und Phosphor vorhanden, während im Cleveland-Eisen das Verhältniß entgegengesetzt ist, und daß Cleveland-Eisen beim Verpuddeln verhältnißmäßig doppelt so viel Kohlenstoff verliert als Bowling-Eisen. Er wies ferner nach, daß wenn Clarence- (Cleveland-) Eisen so verpuddelt wurde, daß viel Phosphor in der Luppe zurückblieb, der Kohlenstoff fast auf Null reducirt war, während Luppen, welche nur halb so viel Phosphor enthielten, noch 0,07 bis 0,18 Proc. Kohlenstoff zeigten.

Den beim Handpuddelbetrieb stets vorkommenden Unregelmäßigkeiten gegenüber wurde hervorgehoben, daß der Danks-Puddelofen außerordentlich gleichmäßige Resultate liefert, wenn auf stahlartiges Eisen gearbeitet wird, weil diejenigen Eisentheilchen, welche zuerst garen, zusammenschweißen und einen Luppenkern bilden, um welchen sich in dem Maße, wie das Eisen frischt, immer weitere Theilchen ansetzen, bis die ganze Charge sich als Luppe im Ofen befindet. Eine auf diese Weise gepuddelte Eisenbahnschiene wurde an beiden Enden und in der Mitte auf Phosphor untersucht und ergab bezieh. 0,179, 0,178 und 0,176 Proc. Soll dagegen sehniges Eisen im Danks-Ofen erzeugt werden – Eisen, in welchem der Kohlenstoff auf ein Minimum gebracht ist, so tritt ein sehr ungünstiges Verhältniß ein, weil alsdann während der letzten Periode des Processes nur die Oberfläche der Luppe der Einwirkung von Flamme und Schlacke ausgesetzt ist, während deren innere Theile sich derselben theilweise oder ganz entziehen. Hieraus folgt, daß der fertige Luppenstab in seinen einzelnen Theilen sehr verschiedene Zusammensetzung zeigen muß. Ein so gepuddelter, 19mm starker Rundeisenstab, von etwa 5m Länge, dessen Gewicht 1/30 von demjenigen der ganzen Charge betrug, enthielt an einem Ende 0,243 und am andern 0,323 Proc. Phosphor.

Auch die von Stead angestellten Versuche bestätigen, daß ein geringer Phosphorgehalt sowohl im Roheisen als im Luppeneisen mit hohem Kohlenstoffgehalt Hand in Hand geht; daß ferner Kohlenstoff, Silicium und Schwefel bei der Abkühlung geschmolzenes Eisen eher erstarren machen als Phosphor. Deshalb begreift es sich auch, daß Eisen mit hohem Phosphorgehalt im Puddelofen seinen Kohlenstoff reichlicher abgibt als phosphorarmes Eisen, weil ersteres länger flüssig bleibt als letzteres.

Sowohl Bell als Stead fanden, daß das Eisen bei sehr hohen Temperaturgraden, wie solche im Bessemerconverter und im Siemens-Gasofen vorkommen, begierig Phosphor aufnimmt. Hiermit mag wohl die Erscheinung zusammenhängen, daß gepuddeltes Eisen bedeutend an |167| Dualität verliert, wenn gegen Ende der Charge die Temperatur im Puddelofen sehr hoch gehalten wird. Dies stimmt auch mit den Erfahrungen, welche Hopkins beim Betrieb des Danks-Puddelofens gemacht hat. Er fand nämlich, daß das gepuddelte Eisen, wenn es von der Luppenquetsche in einen Schweißofen zum Ausglühen gebracht wurde, bei der darauf folgenden Probe immer Grobkorn und Kaltbruch zeigte. Wurde dagegen das Eisen nach der Behandlung unter der Luppenquetsche direct ausgehämmert, so war es stets feinkörnig. Es scheint also, daß im erstern Falle während des Ausglühens noch nachträglich eine Aufnahme von Phosphor aus der in der Luppe enthaltenen Schlacke stattfindet, wobei das Eisen gleichzeitig an Kohlenstoff einbüßt.

Zum Schluß bemerkte Kirk, daß zu Constructionszwecken unbedingt kohlenstoffreiches homogenes Eisen dem weichen sehnigen Eisen vorzuziehen und daß das beste Eisen auf die Dauer immer das billigste sei; denn es entstehen bei seiner Verwendung weniger Reparaturen und weniger Brüche, weil es das stärkste, härteste und dem geringsten Verschleiß unterworfene ist. Die Folge davon sind Verminderung der Betriebsstörungen und daher größere Leistungsfähigkeit, geringere Arbeitslöhne und weniger Aufsichts- und allgemeine Kosten.

– r.

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