Titel: Ueber den Einfluss der Wärme auf die Structur des Stahles.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 229 (S. 92–93)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj229/ar229031

Ueber den Einfluſs der Wärme auf die Structur des Stahles.

In einem früheren Artikel von W. Mattieu Williams: „Zur Theorie des Stahles (1878 228 543) ist die Ansicht entwickelt und begründet worden, daſs man am leichtesten die Eigenschaft dieses Metalles, bei verschiedenen Temperaturgraden und entsprechender Behandlung verschiedene Härtegrade anzunehmen, daraus erklären kann, daſs Stahl ein mechanisches Gemenge von chemisch reinem Eisen mit einer nach bestimmten Verhältnissen zusammengesetzten chemischen Verbindung von Eisen und Kohlenstoff ist, und daſs aus den physikalischen Eigenthümlichkeiten der beiden Gemengtheile alle Structurveränderungen, denen die Stahlmasse überhaupt unterworfen werden kann, folgen. William Metcalf, Mitbesitzer der Crescent Steel Works in Pittsburg veröffentlicht nun in der Metallurgical Review, 1877 Bd. 1 S. 245 ein sehr einfaches Verfahren, welches uns des Weiteren darüber belehrt, welche Vorsichtsmaſsregeln zu beobachten sind, um beim Härten von Stahl das vorgesteckte Ziel mit Sicherheit zu erreichen.

Wenn man eine Stahlstange von beiläufig 50 × 25mm Querschnitt an einem Ende bis zur Dunkelrothglut erwärmt, in Abständen von etwa 20mm bis auf eine Länge von 200 bis 230mm ringsherum mit 8 Kerben versieht, sodann das erste abgekerbte Stück in einem Schmiedefeuer bis zum Funken sprühen erhitzt, indem man gleichzeitig dafür sorgt, daſs der übrige Theil der Stange nur durch das Leitungsvermögen erhitzt werde, und diese Erhitzung so lange fortsetzt, bis die von dem Feuer am weitesten abgelegene Kerbe eben dunkelroth geworden ist, und schlieſslich die ganze Stange bis zur vollständigen Abkühlung in kaltes Wasser taucht, so kann man Folgendes an ihr beobachten: Das äuſserste Stück Nr. 1 ritzt Glas, 2, 3 und 4 sind auſserordentlich hart, 5 und 6 gut gehärtet, 7 hart genug für Gewindebohrer, 8 nicht gehärtet. Bricht man die Stücke in den Kerben über einem Ambos der Reihe nach ab, so zeigt sich, daſs Nr. 1 so spröde ist wie Glas, 2 etwas weniger spröde, daſs 3, 4 und 5 wohl leicht bricht, doch fester ist als die vorhergehenden, und daſs 6 und 7 sehr fest und viel fester ist als das ungehärtete Stück Nr. 8. Legt man nun die abgebrochenen Stücke in ihrer Reihenfolge so neben einander auf, daſs man die Bruchflächen übersehen kann, so zeigt sich Nr. 1 grobkörmig mit gelblichem und sehr glänzendem Schein, 2 grobkörnig und weniger gelb, 3 etwas feiner als 1 und 2, aber gröber als 8 und mit feuerigem Schein; 4 gleicht 3, hat jedoch feineres Korn als dieses und ist gröber als 8; 5 hat ungefähr dasselbe Korn wie 8, aber noch immer einen feuerigen Schein; 6 ist viel feiner als 8, hat keinen feuerigen Schein und ist durch die ganze Masse sehr hart (dies ist der richtige raffinirte Stahl); 7 ist raffinirt, hart an den Kanten und Ecken, nach der Mitte zu gröber und weniger hart (der richtige Stahl für Bohrer und Drehmeisel); 8 endlich hat das ursprüngliche Korn unverändert beibehalten. Bei der beschriebenen Operation erhält die Stahlstange fast immer in der Nähe des Stückes Nr. 6 Risse.

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Aus obigem Versuch erfahren wir folgendes: Jeder Temperaturunterschied, welcher hinreicht, eine Verschiedenheit in der Farbe zu bewirken, erzeugt auch einen Unterschied im Korn; letzterer veranlaſst eine innere Spannung, welche häufig von Rissen begleitet wird. War die Temperatur so hoch, daſs das Korn gröber wird, als es vor dem Erhitzen war, so ist das gehärtete Stück brüchig, zu Rissen geneigt und zeigt wenig Widerstandsfähigkeit an den Kanten. War die Temperatur hoch genug, nur ein Stück zu härten, ohne daſs das Korn gröber wurde, so ist der Stahl im wahren Sinne des Wortes raffinirt; er ist stärker geworden, als er vorher war, und seine Kanten werden zähe und schneidend. Eine Temperatur, welche die Kanten und Ecken einer Stange hinreichend härtet, ohne ihre Wirkung bis in das Innere derselben auszudehnen, ist am geeignetsten zur Herstellung von Bohr- und Schneidinstrumenten. Diese Regeln sind ganz allgemein und auf jede Stahlsorte anwendbar.

Es ist wohl bekannt, daſs man jeden gehärteten Stahl durch Wiedererhitzen und darauf folgendes langsames Abkühlen nachlassen kann; jedoch erhält derselbe hierbei nie seine ursprüngliche Festigkeit wieder.

Aus Obigem geht hervor, daſs jedes aus Stahl gefertigte Werkzeug nach dem Erhitzen, selbst bei der sorgfältigsten Abkühlung, Risse bekommen und Formveränderungen erleiden kann, wenn seine einzelnen Theile vorher nicht einer gleichmäſsigen Temperatur ausgesetzt worden waren, und ferner, daſs jedes Werkzeug aus diesem Metall zu dem Zwecke, für welchen es geschaffen wurde, absolut unbrauchbar werden kann, wenn die Temperatur, bis zu welcher es erhitzt worden war, dem gedachten Zwecke nicht vollständig entsprach.

Prof. John W. Langley hat im November 1876 im American Chemist eine Abhandlung veröffentlicht, welche mit den Erfahrungen Metcalf's vollständig übereinstimmt, uns aber nebenbei interessante Aufschlüsse über die Dichtigkeitsverhältnisse von ungehärtetem und gehärtetem Stahl gibt. Aus einer Reihe von Versuchen, welche Langley in dieser Richtung angestellt hat, geht nämlich hervor, daſs jede Stahlstange nach dem Auswalzen eine gröſsere Dichtigkeit zeigt als der Barren, aus welcher sie hergestellt wurde, und ferner, daſs bei der Behandlung der Stahlstange in oben beschriebener Weise die Dichtigkeit der einzelnen abgekerbten Stücke ganz regelmäſsig von dem ungehärteten Stück Nr. 8 bis zu 1 abnimmt. So betrug beispielsweise in einem Stahl mit 1,005 Proc. Kohlenstoffgehalt, das specifische Gewicht des Barren 7,807, dasjenige der Stange in Nr. 8 7,826 und nahm bis Nr. 1 auf 7,744 ab. Bei allen übrigen Versuchen ergab sich ein ganz ähnliches Verhältniſs. Wir lernen hieraus: 1) daſs das Auswalzen die Dichtigkeit vermehrt; 2) daſs das Härten die Dichtigkeit vermindert; 3) daſs das Raffiniren die Dichtigkeit nicht vermehrt. – Die angeführten Thatsachen sind jedenfalls dazu geeignet, den Stahlconsumenten einen Fingerzeig zu geben, daſs sie nicht durch falsche Behandlung dieses so kostspieligen Materials Geld und Zeit auf sorglose Weise verschwenden.

– r.

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