Titel: Ledebur, über die Blaubrüchigkeit des Eisens und Stahles.
Autor: Ledebur, A.
Fundstelle: 1886, Band 262 (S. 166–169)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj262/ar262060

Ueber die Blaubrüchigkeit des Eisens und Stahles; von Prof. A. Ledebur in Freiberg.

Die letzten 10 Jahre haben uns verschiedene recht werthvolle Untersuchungen über eine eigentümliche Eigenschaft des Eisens (bezieh. Stahles) gebracht, welche man als Ergänzung der Ausdrücke „Rothbruch“ und „Kaltbruch“ mit dem Namen „Blaubruch“ oder „Blaubrüchigkeit“ bezeichnen kann. Dieselbe beruht in einer plötzlichen Steigerung der Sprödigkeit des Eisens, wenn dasselbe auf jene Temperatur erwärmt bezieh. (wenn es vorher rothglühend war) abgekühlt wird, wo es blau anläuft, also auf etwa 300° oder allgemeiner 250 bis 350°. Während |167| aber Kaltbruch und Rothbruch durch die Anwesenheit gewisser Körper – des Phosphors in dem einen, des Schwefels in dem anderen Falle – bedingt werden, scheint die Eigenschaft des Blaubruches allen Eisen- und Stahlsorten ohne Ausnahme anzugehören und, obgleich kaum zu bezweifeln ist, daſs die Anwesenheit gewisser Körper im Eisen das Maſs dieser Eigenschaft steigern wird, so fehlen doch gerade hierüber noch alle Ermittelungen. Daſs Fluſseisen stärker als Schweiſseisen zum Blaubruche neigt, will man indeſs mit Sicherheit beobachtet haben. Der Erste, welcher auf dieses Verhalten des Eisens aufmerksam machte, war Valton (vgl. Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1877 S. 25); eingehendere Versuche wurden von Huston (1878 227 502), später (1882) von Walrand (vgl. Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1886 S. 137) u.a. angestellt (vgl. auch Stromeyer u.a. 1886 261 46. 138). Walrand fand, daſs Stäbe aus verschiedenen Eisensorten, welche in der Kälte sich ohne Schwierigkeit biegen und theilweise flach zusammenschlagen lieſsen, eine solche Biegung nicht ertrugen, sondern abbrachen oder Risse bekamen, wenn sie auf 300° erhitzt wurden. Festigkeitsversuche, von Walrand, Huston, Greiner ausgeführt, zeigten übereinstimmend, daſs die Zähigkeit, gemessen durch die vor dem Zerreiſsen stattfindende Längenausdehnung oder durch die Querschnittscontraction des Probestabes, durch die Erwärmung auf etwa 300° verringert wurde- die Festigkeitsziffer des erhitzten Stabes zeigte bei einigen Untersuchungen höhere, bei anderen niedrigere Werthe als in gewöhnlicher Temperatur. Bekanntlich schlieſst eine Steigerung der Festigkeit nicht aus, daſs auch die Sprödigkeit zunimmt. Auch die von J. Kollmann mitgetheilten Tabellen über die Festigkeit erhitzten Eisens (vgl. 1881 239 * 141) lassen ziemlich deutlich eine plötzlich eintretende Abnahme der Zähigkeit in bestimmter höherer Temperatur erkennen, die bei stärkerem Erhitzen wieder verschwindet. Nach Kollmann's Ermittelungen liegt diese gefährliche Temperatur meistens etwas höher, als oben angegeben wurde, jedoch stets tiefer als Dunkelrothglut (500°).

Welche groſsen Nachtheile aus der Nichtbeachtung des Blaubruches entstehen können, bedarf kaum der Erwähnung. Jedes Eisenstück, welches in jener Temperatur geschmiedet, gebogen oder sonst bearbeitet wurde, läuft Gefahr, Risse zu bekommen, welche, vorläufig nur bei sehr sorgfältiger Untersuchung wahrnehmbar, gar leicht Veranlassung zu einem späteren Bruche werden können. Manche scheinbar unerklärliche Vorkommnisse lassen sich, wie ich glaube, hierauf zurückführen. Es sei gestattet, hier eines derartigen Falles zu erwähnen, welcher seiner Zeit vielfache Erwägungen veranlaſste und vielleicht einiges allgemeinere Interesse besitzt.

Für eine Grube war ein neues Kunstgestänge beschafft und man hatte zu dessen Herstellung Bessemereisen, aus bestem Siegener Roheisen erzeugt, gewählt. Eine Prüfung des Materials ergab eine Festigkeit von nahe an 50k bei etwa 20 Proc. Längenausdehnung. Der Querschnitt der Stangen war reichlich |168| bemessen. Kurze Zeit nach dem Einbaue des Gestänges trat ein Bruch einer der Stangen ein; mehrere andere Brüche folgten im Laufe eines Jahres nach. Eine sorgfältige Untersuchung der Ursachen dieser Erscheinung wurde nun beschlossen.

Zunächst zeigte eine Besichtigung der Bruchstellen, obgleich diese sich inzwischen theilweise mit Rost bedeckt hatten, doch zweifellos, daſs überall da, wo ein Bruch entstanden war, schon ein feiner, rechtwinklig gegen die Stangenachse gerichteter Riſs vorhanden gewesen war, welcher in einzelnen Fällen mehr als die Hälfte des Stangenquerschnittes einnahm. Die Wände desselben waren vollständig eben und auffallend glatt, so daſs sie sehr deutlich von dem eigentlichen Bruchquerschnitte sich unterschieden, welcher das bekannte feinkörnige Gefüge des geschmiedeten Fluſseisens zeigte, ohne sonstige auffällige Merkmale zu besitzen. An einzelnen Stellen der glatten Riſsflächen war deutlich eine blaue Anlauf färbe zu bemerken; von dem Roste waren die Riſsflächen weniger als die wirklichen Bruchflächen angegriffen.

Die mit einer geschliffenen und polirten Bruchfläche angestellte Aetzprobe lieſs nichts Besonderes erkennen. Mit einer guten Lupe konnte man zwar, wie häufig bei geätztem Fluſseisen, sehr zahlreiche, ganz feine Gasbläschen erkennen, deren Zahl und Gröſse nach der Mitte hin, wo die Verdichtung weniger stark gewesen war, zunahm; aber die Anwesenheit derselben lieſs sich unmöglich als die Ursache des unter so auffälligen Umständen stattgehabten Bruches betrachten.

Eine genaue chemische Untersuchung zweier der gebrochenen Stangen ergab:

I II
Kohlenstoff 0,209 0,236
Silicium 0,090 0,356
Phosphor 0,045 0,009
Schwefel 0,048 0,040
Arsen 0,048 0,045
Antimon 0,045 0,031
Kupfer 0,101 0,095
Mangan 0,420 0,630

Der niedrige Phosphor- und mäſsige Kohlenstoffgehalt läſst auf ein für den in Rede stehenden Zweck vortrefflich geeignetes Material schlieſsen; etwas auffällig erscheint der nicht ganz geringe Arsen- und Antimongehalt. Man durfte vermuthen, daſs dieser im Vereine mit dem anwesenden Schwefel- und Kupfergehalte vielleicht Rothbruch erzeugt und solcherart die erste Veranlassung zur Entstehung der erwähnten Risse gegeben habe. Um Gewiſsheit hierüber zu erlangen, wurden Proben der untersuchten Stangen an zwei verschiedene Eisenwerke gesendet mit dem Ersuchen, sie sorgfältig auf ihre Schmiedbarkeit prüfen zu lassen. Die Stange I erwies sich als sehr gut schmiedbar und zeigte nur bei sehr scharfer Prüfung eine ganz schwache Andeutung von Rothbruch; die Stange II war vollständig frei von Rothbruch. Es geht hieraus hervor, daſs die gefundenen Mengen von Arsen und Antimon nicht nachtheilig auf die Schmiedbarkeit des Eisens einwirken, wenigstens dann nicht, wenn, wie es hier der Fall ist, neben denselben Mangan in nicht ganz unerheblichen Mengen zugegen ist.

Ein Versuch, die Stange I zu schweiſsen, gelang ohne Schwierigkeit.

Nach dem Ausfalle aller dieser Prüfungen bleibt meines Erachtens zur Erklärung der Entstehung der Risse nur noch die Annahme übrig, daſs sie bei Bearbeitung des Eisens in jener Temperatur entstanden seien, wo dasselbe mit einem Male spröder wird als in Rothglut und in gewöhnlicher Temperatur, in der Blauhitze. Sämmtliche Risse befanden sich in der Nähe der Stangenköpfe; vermuthlich waren diese noch rothglühend und wurden geschmiedet, während die eigentlichen Stangen bereits stärker abgekühlt waren; ein Schlag an eine zu stark abgekühlte |169| Stelle konnte die Entstehung eines Risses veranlassen, welcher dann unter den fortgesetzten Erschütterungen des Schmiedens und vielleicht auch der Spannung, welche das spätere Erkalten und Schwinden des Kopfes hervorrief, mehr und mehr wuchs. Daſs durch den Arsen- und Antimongehalt die Blaubrüchigkeit des Eisens erhöht wurde, ist nicht undenkbar. Wie schon erwähnt, fehlen uns noch vollständig die Ermittelungen, welchen Einfluſs die chemische Zusammensetzung des Eisens auf jene Eigenschaft ausübt. Jedenfalls muſs die Anstellung fernerer Untersuchungen über diesen Gegenstand in hohem Grade wünschenswerth erscheinen. Nur mit Hilfe der Praxis wird man bei solchen Versuchen befriedigende Ergebnisse erlangen können. (Aus Glaser's Annalen, 1886 Bd. 18 S. 206.)

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