Titel: Zur Untersuchung von Eisen und Stahl.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1885, Band 256 (S. 546–549)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj256/ar256204

Zur Untersuchung von Eisen und Stahl.

Nach Osmond und Werlh (Comptes rendus, 1885 Bd. 100 S. 450) hat Guſsstahl eine zellige Struktur. Bei der Behandlung von 0,02 bis 0mm,03 dicken Guſsstahlplättchen mit kalter Salpetersäure löst sich das den Kern der Zellen bildende Eisen, während die Zellhüllen aus Kohlenstoffeisen zurückbleiben, wie die mikroskopische Prüfung zeigt. Durch Vereinigung der Zellen zu Zellenhäufchen, welche aber keine Hülle haben, bildet sich das Korn des Stahles. Taucht man Guſsstahl als positiven Pol in verdünnte Salzsäure, so bleibt ein aus kleinen Füttern von Kohlenstoffeisen bestehender Rückstand, welcher noch die Form des verwendeten Stabes zeigt, so daſs auch hier das Eisencarbür ein das Eisen umschlieſsendes Netz bildete. Polirter gehärteter Stahl zeigt nach dem Anätzen mit concentrirter Salpetersäure nur einzelne Zellen, keine Zellhaufen und viel seltener eingelagertes Kohlenstoffeisen, als wenn der Stahl umgeschmolzen ist. Hämmern des Stahles bewirkt Verlängerung des Zellkernes und Verschiebung der Hülle.

Um Eisenoxyd von Thonerde und Chromoxyd zu trennen, versetzt P. Vignon (daselbst S. 638) die Lösung mit überschüssigem Trimethylamin, läſst über Nacht absitzen, filtrirt und wäscht das gefällte Eisenoxyd mit Trimethylamin aus.

Zwei Stahlproben (I und II) bezieh. Martinstahlblech (III) aus Neuberg in Steiermark enthielten nach E. Priwoznik (Berg- und Hüttenmännisches Jahrbuch, 1885 S. 188):

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I II III
Kohlenstoff, ehem. geb. 0,234 Proc. 0,125 Proc. 0,177 Proc.
Silicium 0,016 0,025 0,016
Phosphor 0,115 0,050 0,113
Schwefel 0,031 0,012 0,030
Mangan 0,106 0,054 0,213
Kobalt und Nickel 0,039 0,026 Spur
Kupfer 0,110 0,137 0,065

Die Bestimmung des Phosphors in Eisen und Stahl erfolgt am besten nach der Molybdat-Methode und zwar durch unmittelbare Wägung des phosphormolybdänsauren Ammons im Porzellantiegel unter den von Finkener (1878 230 190) empfohlenen Vorsichtsmaſsregeln, während die Magnesia-Methode bei Bestimmung so kleiner Phosphormengen wie in Eisensorten nicht empfehlenswerth erscheint. Auch behält die saure Ammoniummolybdatlösung den Vorzug vor der ammoniakalischen oder neutralen, weil dieselbe mehr vor Abscheidung von Molybdänsäure schützt. Verdampft man die Lösung des zu untersuchenden Eisenmusters in Salpetersäure zur Trockne und erhitzt, nach dem Vorschlage von Finkener, einige Zeit bei schwacher Rothglut, so findet man bis 30 Proc. Phosphor mehr, als wenn der Rückstand nur bei 100° getrocknet ist (vgl. Eggertz 1883 250 418), ein Umstand, welcher alle Beachtung verdient und dessen Ursache noch nicht aufgeklärt ist.

Chromstahl aus Eibiswald in Steiermark (vgl. H. Peterson 1884 254 271) enthielt:

Kohlenstoff, ehem. geb. 4,030 Proc.
Silicium 0,263
Phosphor 0,058
Schwefel 0,014
Mangan 1,448
Chrom 2,150

Bei der Untersuchung von Eisenerzen ist es nach W. Hempel (Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1885 S. 1130) vortheilhaft, etwa 0g,3 derselben fein gepulvert mit 0g,4 Soda und 2g reinem kohlensaurem Calcium zu mischen und in einem Platintiegel bei Luftzutritt etwa eine Stunde lang zu glühen. Nach dem Erkalten läſst sich die gebildete Fritte mittels eines Glas- oder Platinspatels sehr leicht aus dem Tiegel herausheben, so daſs gewöhnlich nur wenige Körnchen derselben im Tiegel hängen bleiben. Man bringt die Masse in einen weithalsigen Kolben, spült die Reste mit concentrirter Salzsäure aus dem Tiegel zu derselben und erhitzt sie zum Sieden; wenige Minuten genügen immer, um alles Eisen zu lösen. Ist das Eisen gelöst, so kocht man noch 5 Minuten lang, um die aus dem etwa vorhandenen Mangan gebildeten höheren Oxydationsstufen desselben in Manganchlorür überzuführen, verdünnt etwas und titrirt mit Zinnchlorür in gewöhnlicher Weise.

Gelänge es dabei, alles Mangan sicher in mangansaures Natrium überzuführen, so könnte man mit der Eisentitration die Manganbestimmung mit der gröſsten Leichtigkeit verbinden. Man brauchte nämlich |548| dann nur die Fritte in einen Chlorentwickelungsapparat zu bringen, wie man solche zur Braunsteinbestimmung verwendet, dieselbe darin mit Salzsäure zu behandeln und das Chlor in Jodkalium aufzufangen und zu titriren und hierauf erst die Eisenbestimmung auszuführen.

Hempel hat ferner (daselbst S. 998) gefunden, daſs der Diamant bei einer bedeutend niedereren Temperatur als die anderen Arten des Kohlenstoffes Eisen kohlt. Der weiſse Kohlenstoff des Diamantes löst sich schon bei 1160° im Eisen, amorpher Kohlenstoff (Zuckerkohle) wird erst durch Erhitzen auf 1400° löslich in Eisen.

Zur Bestimmung von Titan in Eisen und Eisenerzen behandelt A. Ledebur (Chemikerzeitung, 1885 S. 483) 2 bis 5g Erz wie gewöhnlich mit concentrirter Salzsäure, dampft im Wasserbade zur Trockne ein, erwärmt den Rückstand mit etwas Salzsäure, verdünnt mit Wasser, filtrirt und wäscht mit kaltem Wasser aus. Der auf dem Filter bleibende Rückstand wird getrocknet, mit Kaliumnatriumcarbonat aufgeschlossen, die Schmelze in Wasser aufgeweicht, mit Salzsäure in reichlichem Ueberflusse versetzt und im Wasserbade eingedampft. Zu dem Rückstande setzt man concentrirte Salzsäure, erwärmt damit einige Zeit ganz gelinde, verdünnt dann mit kaltem Wasser, filtrirt und wäscht mit kaltem Wasser aus. Die beiden Filtrate werden vereinigt und enthalten gewöhnlich alle Titansäure, so daſs sich die auf dem Filter bleibende Kieselsäure beim Kochen mit Natriumcarbonat völlig löst.

Zu der Titansäure haltigen Lösung setzt man so viel concentrirte Schwefelsäure, als zur Verwandlung sämmtlicher Chloride in Sulfate erforderlich ist, und dampft so weit ein, bis die Salzsäure vollständig ausgetrieben ist und bei stärkerer Erhitzung die Schwefelsäure abzurauchen beginnt. Man läſst erkalten, verdünnt mit viel Wasser, wobei alle auskrystallisirten Salze sich lösen müssen, setzt Schwefligsäure oder Natriumbisulfit hinzu und erwärmt damit gelinde, um vorhandenes Eisenoxyd zu reduciren, neutralisirt alsdann durch Zusatz von Natriumcarbonatlösung, ohne daſs ein bleibender Niederschlag entsteht, und erhitzt in einem Kolben, dessen Mündung man zweckmäſsigerweise mit einem Uhrgläschen bedeckt hält, die Flüssigkeit 2 Stunden lang zum Sieden. Von Zeit zu Zeit ersetzt man das verdunstende Wasser durch frisches und fügt auch, sobald der Geruch nach Schwefligsäure verschwunden ist, etwas Natriumbisulfitlösung hinzu, um die Oxydation des Eisens zu hindern. Alle Titansäure fällt hierbei aus, mit derselben Phosphorsäure und etwas Eisen. Man läſst absitzen, filtrirt, prüft das Filtrat durch noch längeres Kochen, ob noch Titansäure ausfällt, und wäscht den Niederschlag mit Wasser aus. Derselbe wird getrocknet, mit Natriumkaliumcarbonat geschmolzen und die Schmelze mit Wasser behandelt. In Lösung geht alle Phosphorsäure, während Natriumtitanat sowie Eisenoxyd zurückbleiben. Durch Filtriren und Auswaschen trennt man die Lösung von dem Rückstande, behandelt alsdann den letzteren |549| mit mäſsig starker Schwefelsäure unter Erwärmen bis zur völligen Lösung, verdünnt mit einer reichlichen Menge Wasser, reducirt wieder durch Schwefligsäure, neutralisirt mit Natriumcarbonat und fällt die Titansäure wiederum durch 2stündiges Kochen aus. Die Titansäure, welche nunmehr vollständig weiſs sein muſs, wird filtrirt, ausgewaschen, geglüht und gewogen.

Zur Bestimmung des Titans im Roheisen löst man 15g desselben in Salpetersäure, dampft ein, glüht zur Zerstörung der Kohlenstoffverbindungen und Austreibung der Salpetersäure, löst den Rückstand in concentrirter Salzsäure, verdünnt mit Wasser und filtrirt. Der auf dem Filter bleibende Rückstand wird nach dem Auswaschen und Trocknen mit Natriumcarbonat und Salpeter aufgeschlossen, die Kieselsäure durch Eindampfen der Schmelze mit Salzsäure abgeschieden und wie oben behandelt.

G. Buchner (daselbst S. 484) vermuthet, daſs sich beim Lösen von Silicium haltigem Eisen oder Zink auch Siliciumwasserstoff bildet, welcher mit Silbernitrat getränktes Papier schwärzt, so daſs diese Reaction keineswegs immer einem Schwefelgehalte des Eisens zuzuschreiben ist.

Zur Bestimmung des Kohlenstoffes in Stahl ist nach Särnström (Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1885 S. 82) das colorimetrische Verfahren, sowie das mit Jod, Kupferammoniumchlorid und Chromsäure ungenau, die Verbrennung im Sauerstoffe zeitraubend. Särnström empfiehlt daher, den beim Lösen der Probe entwickelten Kohlenwasserstoff zu verbrennen und die Kohlensäure in Kalilauge aufzufangen.

Zur Bestimmung des Sauerstoffes, oder richtiger des Eisenoxyduls, behandelt M. Troilius (daselbst S. 83) 5g Bohrspäne mit einer neutralen Eisenchloridlösung. Am besten wiegt man für jede Probe ungefähr 150g Eisenchloridkrystalle ab und setzt 200cc ausgekochtes und abgekühltes Wasser hinzu. Das Eisen wird, besonders wenn die Bohrspäne fein sind, vom Eisenchlorid sehr schnell aufgelöst. Schwefeleisen, Phosphoreisen, Eisenoxydul, Kohlenstoff und Kieselsäurespuren bleiben übrig. Man filtrirt und wäscht erst mit schwach chlorwasserstoffsaurem, dann mit reinem Wasser, glüht und wägt.

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