Titel: Stahldraht von besonders hoher Festigkeit.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1887, Band 263 (S. 183–184)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj263/ar263075

Stahldraht von besonders hoher Festigkeit.

Mit Abbildungen.

Percy hat im Iron and Steel Institute über seine Untersuchungen von besonders festem Stahldraht Mittheilungen vorgetragen, welche im Engineering, 1886 Bd. 42 S. 86 ausführlicher wiedergegeben sind. Der Draht, welcher unter dem Namen Fowlers Special in den Handel kommt, wird von John Fowler und Comp. in Leeds zur Herstellung von Stahldrahtseilen für Kraftübertragungen bei landwirthschaftlichen Maschinen angewendet; er ist hart und bricht um 180° gebogen, ohne eine Spur von Korn auf der Bruchfläche zu zeigen. Das specifische Gewicht der Drahtstücke betrug 7,814 vor und 7,808 nach dem durch Zug hervorgebrachten Bruche; nach dem Ausglühen zeigte sich das specifische Gewicht von 7,808 auf 7,840 gewachsen. Die chemische Analyse ergab:

Kohlenstoff 0,828 Proc.
Magnesium 0,587
Silicium 0,143
Schwefel 0,009
Kupfer 0,030

Phosphor, Chrom, Titan, Wolfram waren nicht nachzuweisen. Ueber die Herstellungsweise des Drahtes ist nichts mitgetheilt.

Ein Probestück von 1m,26 Länge und 2mm,36 Durchmesser wies eine Bruchspannung von 242k/qmm und eine Dehnung von 1,5 Proc. auf; die Elasticitätsgrenze lag bei 87k/qmm. Weitere Proben ergaben bei 2m,54 Länge und:

einem Durchmesser von 3,4 4,0 4,9mm
als Spannung an der Elasticitätsgrenze 125 63,5 48,5k/qmm
Bruchspannung 180 157 141
Bruchdehnung 0,4 0,9 0,5 Proc.

Eine weitere Reihe von 35 Drähten, deren Durchmesser zwischen 0,49 und 0mm,51 schwankte, zeigte eine mittlere Bruchspannung von 253k/qmm, bei einer Dehnung von 1,2 Proc; einige Drähte von 0mm,76 Dicke brachen sogar erst bei 258k/qmm.

Aus diesen Versuchen geht hervor, daſs die Zugfestigkeit mit abnehmender Dicke des Drahtes schnell wächst, während für die Bruchdehnung eine Gesetzmäſsigkeit sich nicht erkennen läſst; sie ist von der Drahtdicke wenig abhängig. Man kann daher bei den fraglichen Drähten vielleicht annehmen, daſs durch irgend eine Bearbeitungsweise eine oberflächliche Härtung bewirkt worden ist, durch welche sich die Zugfestigkeit der gehärteten Schicht erhöht hat. In der Regel ist mit einer derartigen |184| Härtung eine Verminderung der Bruchdehnung verknüpft, welche zur Folge hat, daſs der äuſsere und der innere Theil nicht mehr zugleich brechen, daſs also die Festigkeit des inneren Theiles nicht völlig ausgenutzt wird, wodurch die Tragfähigkeit des Ganzen sogar verringert werden kann. Besitzt aber der verwendete Rohstoff die Eigenschaft, eine Erhöhung der Zugfestigkeit durch äuſsere Bearbeitung bei unveränderter Bruchdehnung zuzulassen, so muſs eine solche Bearbeitung eine Erhöhung der Tragfähigkeit zur Folge haben, weil nun die gesammte Tragkraft des Stabes gleich ist der Summe der Bruchspannungen des mittleren und des äuſseren Querschnitttheiles.

Wenn auch jedenfalls der Uebergang von dem äuſseren, tragfähigeren zum inneren, weniger festen Theile des Querschnittes allmählich erfolgt, so darf doch näherungsweise und zur Ermöglichung einer einfachen Rechnung die Annahme gemacht werden, daſs sich die Spannungen nach dem in Fig. 1 dargestellten Gesetze vertheilen, daſs in dem äuſseren ringförmigen Theile überall die künstlich erhöhte Bruchspannung k2 der gehärteten Schicht von der Dicke 0,5 δ herrsche, während in allen Punkten des mittleren Flächentheiles vom Durchmesser d – δ nur die ursprüngliche Zugfestigkeit des Stoffes entsprechende Bruchspannung k1 auftritt. Die mittlere Zugfestigkeit k des Stabes ergibt sich dann zu: .

Lassen sich die Werthe k, k1 und k2 durch Versuche bestimmen, so kann man hiernach die Dicke δ der gehärteten Schicht berechnen; man erhält: .

Fig. 1., Bd. 263, S. 184
Fig. 2., Bd. 263, S. 184
H. Zimmermann führt in dem Centralblatt der Bauverwaltung, 1886 S. 371 diese Rechnung aus, zuerst unter der Annahme, daſs die Dicke 0,5 δ der Härtungsschicht unabhängig ist von der Stabdicke. Er bekommt aber dann für die Zugfestigkeit des ungehärteten Stahlkernes unwahrscheinliche Werthe, so daſs man also eine unveränderliche Dicke der Härtungsschicht nicht annehmen darf. Zimmermann macht deshalb für eine zweite Berechnung die Annahme, daſs die Dicke 0,5 δ der Härtungsschicht von einem noch zu bestimmenden gröſsten Werthe an bei zunehmender Stabdicke stetig abnehme. Er legt für k1 den unveränderlichen Werth 133 und für k2 253k/qmm zu Grunde und berechnet nun rückwärts aus k und d die zugehörigen Werthe δ. Fig. 2 zeigt diese Abhängigkeit der Dicke der Härtungsschicht von der Drahtdicke; der gröſste Werth δ der Härtungsschicht ist in diesem Falle 1mm,36; unter 1mm,36 würde also immer volle Härtung eintreten.

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