Titel: Manganbronze.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 285 (S. 113–114)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj285/ar285029

Manganbronze.

Einem von dem Geh. Bergrath Heusler zu Bonn in der Niederrheinischen Gesellschaft für Natur- und Heilkunde gehaltenen Vortrage und weiteren Mittheilungen desselben entnehmen wir, dass nach den neueren Fortschritten in der Anwendung der Legirungen des Mangans mit Kupfer die sogen. reinen Manganbronzen geeignet sind, die Kupferzinnbronzen zu ersetzen und dieselben, was Festigkeit und Dehnung, sowie die weitere mechanische Verarbeitung anbelangt, erheblich übertreffen.

Bekanntlich kann man bei den Phosphor- und Siliciumbronzen den Gehalt an Phosphor und Silicium über diejenigen Mengen hinaus, welche die Desoxydation des Kupferoxyduls beim Schmelzen herbeiführen, nicht beliebig und nur etwa bis zu 1 Proc. steigern, weil sonst unbrauchbare Legirungen entstehen.

Abweichend von diesen Vorgängen verhält sich das Mangan, indem dessen Zusatz mit ¼ bis ½ Proc. zum Kupfer nicht allein eine völlige Desoxydation herbeiführt, sondern auch bis 30 Proc. gesteigert werden kann und dann immer noch brauchbare Kupfer-Manganlegirungen liefert. Das Mangan bildet daher bei den Legirungen mit Kupfer, Zinn und Zink, sowie auch Nickel über 1 Proc. hinaus einen wesentlichen constituirenden Bestandtheil der Legirungen. Ganz besonders ist dies der Fall bei den sogen. reinen, nur aus Kupfer und Mangan bestehenden Manganbronzen, welche sich wegen ihrer innigen und homogenen Verbindung nicht allein für Gusszwecke, sondern auch zur weiteren mechanischen Verarbeitung und zur Herstellung von Rundstangen, sowie Draht und Blechen eignen.

Die reinen Manganbronzen für Gusszwecke werden im Verhältniss von

98 Proc. Kupfer : 2 Proc. Mangan
96 : 4
80 : 10
85 : 15

hergestellt und weisen nach einer grossen Reihe von Zerreissversuchen in diesen Zusammensetzungen

eine absolute Festigkeit von 26 bis 41 k/qmm
Elasticitätsgrenze 15 20 k/qmm
Dehnung 19 29 Proc.,
Contraction 31 47

nach.

Geschützrohre bis zu 12 cm Durchmesser in der Zusammensetzung von 85 Proc. Kupfer und 15 Proc. Mangan haben sich bei umfassenden Schiessversuchen auf dem Schiessplatze der Artillerieschiesschule zu Berlin wohl bewährt und den aus gewöhnlicher Geschützbronze hergestellten Geschützrohren in der Zusammensetzung von 90 Proc. Kupfer und 10 Proc. Zinn mindestens ebenbürtig gezeigt, so dass zu Geschützzwecken das Zinn als selteneres Metall wohl durch das Mangan ersetzt werden kann. Es bleibt nur noch eine Schwierigkeit zu beseitigen, welche im Ausbrennen der Legirung, veranlasst durch die Einwirkung der Pulvergase, beruht, welche aber nicht wesentlicher als die bei der Zinnbronze ist. Da mit dem steigenden Mangangehalte die Härte der Legirung bedeutend zunimmt, so werden künftige Versuche darauf gerichtet sein, eine Manganbronze von etwa 80 Proc. Kupfer und 20 Proc. Mangan, welche immer noch die erforderlichen Eigenschaften besitzt, zu Geschützrohren zu verwenden und derselben durch Ausschmieden eine solche Dichtigkeit zu geben, dass bei einer höheren Festigkeit als 41 k/qmm die Einwirkung der Pulvergase erheblich vermindert wird.

Gewalzte reine Manganbronze übertrifft schon bei einem verhältnissmässig geringen Zusätze das gewalzte Kupfer an absoluter Festigkeit und Contraction um 15 bis 20 Proc. so dass dieselbe für Gegenstände, welche grosse Widerstände auszuhalten haben, wie z.B. die Stehbolzen der Locomotiven, bei geringerer Dicke zweckmässiger als das Walzkupfer benutzt wird. Ebenso werden Bleche, welche eine besondere Festigkeit besitzen müssen, aus reiner Manganbronze hergestellt. Während das reine Kupferblech beim Drücken und Stanzen leicht reisst, lassen sich Manganbronzebleche auf der Stanzmaschine in complicirten Formen stanzen, ohne rissig zu werden.

Die mit Rundstangen aus gewalzter reiner Manganbronze mit geringem Mangangehalt neuerdings angestellten Zerreissversuche haben folgende Resultate ergeben:

Rundstangen-
Durchmesser
in mm
Absolute Festig-
keit in k/qmm
[Elasticitätsgrenze
21,75]

Dehnung
in Proc.
Con-
traction
in Proc.
1. 27 33,58 41 75
2. 27 32,33 40 75
3. 26 34,20 33 75
4. 23 32,93 34 80,9
5. 16 32,40 29 81,75

Die neuesten Zerreissversuche mit Manganbronzerundstangen ergaben bei derselben Zusammensetzung bei sechs Proben, welche einem Quantum von 5000 k im Durchschnitt entnommen waren:

Absolute Festigkeit
in k/qmm
Dehnung
in Proc.
Contraction
in Proc.
1. 36,20 28,00 74,20
2. 32,30 30,00 72,90
3. 36,20 30,00 73,70
4. 37,50 32,00 80,90
5. 35,90 30,00 72,30
6. 35,00 30,00 75,00

Das gewalzte Kupfer besitzt dagegen nur eine Festigkeit von 23 bis 25 k/qmm und eine Contraction von höchstens 60 Proc.; die sogen. Qualitätsziffer, bestehend in Festigkeit + Contraction, ist daher bei der Manganbronze wesentlich höher.

In elektrotechnischer Beziehung zeigen die Legirungen des Mangans nach neueren Untersuchungen bemerkenswerthe physikalische Eigenschaften, indem durch die Physikalisch-technische Reichsanstalt zu Charlottenburg an einer Reihe von Legirungen, welche unter Leitung des Referenten auf der Isabellen-Hütte zu Dillenburg hergestellt worden sind, festgestellt worden ist (Mittheilungen aus der Physikalisch-technischen Reichsanstalt. Zeitschrift für Instrumentenkunde, Jahrg. 1890), dass sie ihren Widerstand gegen den elektrischen Strom mit der Temperatur nur wenig verändern und daher an Stelle der bisher verwendeten Widerstandslegirungen, wie Neusilber, Nickelin, Patentnickel, Rheotan, vortheilhaft benutzt werden können.

Nach Prüfung einer grösseren Zahl von solchen Manganlegirungen, theilweise auch mit einem Zusatz von Nickel, ist eine aus Kupfer, Mangan und Nickel bestehende Legirung mit der Benennung Manganin ausfindig gemacht worden, welche sich bei einer dem Neusilber ähnlichen Farbe schmieden und walzen, sowie zu Draht ausziehen lässt. Bleche werden bis auf eine Dicke von 0,20 mm und Draht bis auf einen Durchmesser von 0,10 mm hergestellt.

Die in elektrotechnischer Beziehung und speciell für Messinstrumente wichtigen Eigenschaften dieser als Widerstandsmaterial benutzten Legirung bestehen darin, dass bei einem specifischen Widerstände von 42 die Aenderung des Leitungswiderstandes mit der Temperatur sehr klein ist und durch einen Wendepunkt, welcher bei Zimmertemperatur von 16° C. liegt, in einen negativen Werth übergeht. Während also der specifische Widerstand etwa dem des Nickelins gleich ist, ist die Aenderung mit der Temperatur in den Grenzen von – 10° C. bis + 40° C. kleiner als der zehnte Theil von derjenigen der genannten Legirung, in der Nähe des Wendepunktes aber noch viel kleiner. In dem für elektrische Messungen in Betracht kommenden Temperaturintervall von 10 bis 30° C. kann daher die Widerstandsveränderung, welche bei anderen Widerstandslegirungen eine Beobachtung der Temperatur bis auf Gradtheile nothwendig macht, für sehr feine Messungen vernachlässigt werden.

Gemäss den Untersuchungen und Prüfungsattesten der Physikalisch-technischen Reichsanstalt in Charlotten bürg hat sich für Manganindrähte und -Bleche das folgende Ergebniss herausgestellt:

Specifischer Widerstand
in Mikrohm
Mittlere Aenderung des
Widerstandes für 1°
Temperaturerhöhung
Draht.
Probe 1 43,0 – 0,000018
zwischen 18° und 50°
„ 2 41,0 + 0,000010
zwischen 17° und 30°
„ 3 43,2 – 0,000017
zwischen 17° und 53°
Blech. Dasselbe zeigte einen specifischen Widerstand
von 44,85 Mikrohm und eine mittlere Ab-
nähme des Widerstandes von 0,000008 seines Be-
trages für 1° Temperaturerhöhung zwischen 18°
und 60°
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Nach zwei Prüfungen der elektrotechnischen Versuchsstation des Polytechnischen Vereins in München haben sich folgende Resultate ergeben:

1) Für Manganindraht von 1 m Länge mit 1 mm Quadratquerschnitt für die Temperatur 15° = 0,429 Ohm.

Temperaturcoefficient zwischen 15° und 97° = – 0,000024.

Derselbe ist also negativ, d.h. der Widerstand wird kleiner, wenn die Temperatur steigt, und zwar für jeden Grad um 24 Milliontel seines Betrages.

2) Für Manganinblech. Widerstand von 1 mm Länge bei 1 mm Quadratquerschnitt für die Temperatur 15° = 0,46 Ohm.

Temperaturcoefficient zwischen 15° und 96° = – 0,000014.

Auch hier ist also der Temperaturcoefficient negativ; es vermindert sich der Widerstand für jeden Grad der Temperaturerhöhung um 20 Milliontel seines Werthes.

Ferner:

Für Manganindraht. Widerstand von 1 m Länge bei 1 mm Quadratquerschnitt für die Temperatur 20° = 0,459 Ohm. Temperaturcoefficient zwischen den Temperaturen 13° und 97° = – 0,0000295, – 0,0000288, – 0,000030, also im Mittel = 0,000029.

Der Widerstand nimmt also ab, wenn die Temperatur steigt, und zwar für jeden Grad um 29 Milliontel seines Betrages.

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