Titel: Verhalten des Eisens in der Kälte.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 302/Miszelle 1 (S. 48)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj302/mi302mi02_1

Verhalten des Eisens in der Kälte.

Die Versuche von Steiner1) bilden einen Theil der Arbeiten einer grösseren Commission, die von der Statthalterei in Prag eingesetzt war, um die Verwendbarkeit von Flusseisen an Stelle von Schweisseisen bei Brückenbauten zu untersuchen. Sie erstreckten sich auf Zug- und Biegeproben mit Schweisseisen, sowie mit Martin- und Thomas-Flusseisen bei Zimmerwärme und bei Kälte bis zu – 70° C. Zur Kälteerzeugung diente flüssige bezieh. feste Kohlensäure nach zwei verschiedenen Verfahren. Bei dem älteren derselben wurden der Probestab und die Enden der Einspannklauen mit einem Sammetbeutel umgeben und die flüssige Kohlensäure durch einen schlauchartigen Ansatz in den Beutel einströmen gelassen. Die sich bildende feste Kohlensäure wurde nach Bedarf immer wieder ergänzt.

Bei einer zweiten Versuchsanordnung wurde ein Glascylinder über den senkrecht eingespannten Probestab geschoben und am unteren Ende durch einen in Fischleim getauchten Korkstöpsel und eine hierüber stehende elastische Schicht aus Fischleim, der mit etwas Chromchlorid versetzt war, verschlossen. Nach Einbringung eines Thermometers neben dem Probestab wurde der Cylinder mit Aether gefüllt und dieser durch Einbettung des Cylinders in feste Kohlensäure bis auf – 60° C. abgekühlt. Hierbei erfolgte der Bruch des Probestabs indessen stets in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels.

Die Ergebnisse aus den Steiner'schen Zugversuchen zeigen, dass die Spannungen an der Streckgrenze und beim Bruch durch die Abkühlung gehoben werden und die Bruchdehnung vermindert wird. Die Grösse des Kälteeinflusses ergab sich auch aus diesen Versuchen für Martin- und Thomas-Flusseisen annähernd gleich und grösser als für Schweisseisen.

Die Biegeversuche wurden, um einen unmittelbaren Vergleich ihrer Ergebnisse zu ermöglichen, in derselben Versuchsreihe unter Hammerschlägen gleichen Gewichts und gleicher Fallhöhe durchgeführt. Bei ihnen trat der Einfluss der Kälte besonders stark an den verletzten Stücken zu Tage, indem solche aus Flusseisen und aus einigen Schweisseisensorten geradezu glasbrüchig wurden, während mit unverletzten Stücken wesentlich günstigere Ergebnisse erzielt wurden. Ferner erwies sich das Material auch im verletzten Zustand um so widerstandsfähiger gegen den Einfluss der Kälte, je mehr es mechanisch bearbeitet war.

Dewar untersuchte den Einfluss der Kälte (– 182° C.) auf die Zugfestigkeit und Stossfestigkeit verschiedener Metalle und auf das magnetische Verhalten von weichem und hartem Stahl. Zur Kälteerzeugung benutzte er flüssigen Sauerstoff. Die Zugversuche wurden mit Drähten von etwa 2,5 mm (0,1'') Durchmesser und 50 mm (2'') Länge und mit kleinen gegossenen Proben von etwa 5 mm (0,2'') Durchmesser, die mit Kugelköpfen versehen waren, auf einer Hebelwage angestellt. Die Belastung erfolgte durch einen continuirlichen Wasserzufluss zu einem am langen Hebelarm der Maschine hängenden Gefäss. Die Proben steckten mitsammt den Einspannvorrichtungen in einem versilberten Vacuumgefäss, welches den flüssigen Sauerstoff enthielt.

Als Ergebnisse weisen die in Drahtform untersuchten Metalle sämmtlich in der Kälte eine höhere Zugfestigkeit auf als bei + 15° C. Die Festigkeitserhöhung beträgt nach den beigefügten Verhältnisszahlen beim Eisen über 100 Proc. und geht herunter bis zu 26 Proc. beim Silber. Nach dem Wiedererwärmen auf + 15° C. zeigten die auf – 182° C. abgekühlten Proben keine bleibende Veränderung ihrer Zugfestigkeit.

Bei den Versuchen mit den gegossenen Proben wurden für Zinn, Blei, Löthmetall und für das Woodsmetall im durchkälteten Zustande ebenfalls höhere Zugfestigkeiten gefunden und zwar in dem doppelten bis dreifachen Betrage der Festigkeit bei Zimmerwärme. Ferner erreichte das Quecksilber bei – 182° C. die gleiche Festigkeit wie Wismuth und Antimon, die etwa halb so gross ist wie diejenige des Bleis bei Zimmerwärme.

Ein ganz abweichendes Verhalten von den übrigen Metallen zeigten Zink, Wismuth und Antimon durch Abnahme der Festigkeit im durchkälteten Zustande bis um 50 Proc. Dewar meint diese Festigkeitsabnahme damit erklären zu sollen, dass beim Durchkälten in diesen krystallinischen Metallen Spannungen entstehen, Die Dehnungsmessungen führten nur zu der allgemeinen Beobachtung, dass Zinn und Blei sich bei Zimmerwärme fast gleichviel dehnten, während bei – 182° C. Zinn fast ohne Dehnung riss, Blei dagegen keine nennenswerthe Einbusse an seiner Dehnbarkeit erlitt.

Die Stossversuche führte Dewar in der Weise aus, dass er kugelförmige Proben aus bestimmter Höhe auf eine starke eiserne Platte herunter fallen liess. Hierbei ergab sich, dass der elastische Rückstoss in allen Fällen durch die Abkühlung zunahm. Ferner betrug der Durchmesser der bleibenden Abflachung bei den durchkälteten Bleikugeln nur etwa ⅓ von demjenigen der bei Zimmerwärme geprüften Proben.

(Eisenztg.)

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Steiner, „Ueber Metallconstructionen der Zukunft“. Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architektenvereins, 1892 S. 149.

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