Titel: Ueber die thermische Ausdehnung von Nickel-Stahl-Legirungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 306/Miszelle 6 (S. 23–24)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj306/mi306mi01_6

Ueber die thermische Ausdehnung von Nickel-Stahl-Legirungen.

Nachdem seitens des Bureau international des Poids et Mesures in den Jahren 1895 und 1896 an zwei Maasstäben aus Nickel-Stahl abnorme Ausdehnungscoëfficienten nachgewiesen worden waren, hat Guillaume eine Untersuchung der thermischen Ausdehnung zahlreicher Nickel-Stahl-Legirungen vorgenommen (Zeitschrift für Instrumentenkunde, 1897 S. 155). Als Versuchsmaterial dienten neben reinem Nickel und reinem Stahl 17 verschiedene Legirungen beider Metalle, welche von den Hüttenwerken der Société de Commentry-Fourchambault zur Verfügung gestellt wurden. Die Proben bestanden in reichlich meterlangen, geschmiedeten quadratischen Barren von 25 mm Stärke, auf denen Striche in 1 m Entfernung aufgebracht wurden. Die Bestimmung der Ausdehnungscoëfficienten erfolgte im Wasserbad bei sechs verschiedenen Temperaturen zwischen 0° und 38° durch Vergleichung mit einem Normalmeter. Das Ergebniss ist in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Legirung
Proc. Ni
Mittlerer Ausdehnungs-
coëfficient
zwischen 0° und t°
Legirung
Proc. Ni
Mittlerer Ausdehnungs-
coëfficient
zwischen 0° und t°
0,0 (10,354 + 0,00523 t) 10–6 34,6 ( 1,373 + 0,00237 t) 10–6
5,0 (10,529 + 0,00580 t) „ 36,1 ( 0,877 + 0,00127 t) „
19,2 (11,427 + 0,00362 t) „ 36,4 ( 1,058 + 0,00320 t) „
24,0 (17,474 + 0,00711 t) „ 36,6 ( 1,144 + 0,00171 t) „
26,2 (13,103 + 0,02123 t) „ 37,5 ( 3,457 – 0,00647 t) „
28,0 (11,288 + 0,02889 t) „ 39,4 ( 5,356 – 0,00448 t) „
30,8 ( 4,570 + 0,01194 t) „ 44,4 ( 8,508 – 0,00251 t) „
31,4 ( 3,395 + 0,00885 t) „ 100,0 (12,661 + 0,00550 t) „

Nach diesem ist die thermische Ausdehnung bis zu 19 Proc. Nickelgehalt normal. Bis 24 Proc. steigen die Ausdehnungscoëfficienten schnell an, nehmen dann wieder ab und erreichen bei 36 Proc. Nickelgehalt ein Minimum; dieses Minimum beträgt etwa ein Zehntel der Ausdehnung des Platins. Bei weiter wachsendem Nickelgehalt gehen die Coëfficienten allmählich, wieder in normale Werthe über. Einen bemerkenswerthen systematischen Gang zeigen auch die quadratischen Glieder.

Von sonstigen physikalischen Eigenschaften hat Guillaume bis jetzt namentlich diejenigen untersucht, welche für die Verwendung der Nickel-Stahl-Legirungen in der Feintechnik, z.B. bei Maasstabkörpern oder Instrumententheilen, wichtig sind. Die Legirungen sind im Inneren ausserordentlich homogen, die bearbeiteten Flächen nehmen vorzügliche Politur an und gestatten die Aufbringung sehr feiner und scharfer Striche. Die Widerstandsfähigkeit gegen Wasser steigt mit dem Nickelgehalt. Die für die Feintechnik wichtigsten Legirungen mit geringer Ausdehnung sind schon sehr widerstandsfähig gegen die Einwirkung selbst warmen Wassers, denn die Güte der aufgebrachten Theilstriche blieb dieselbe, auch wenn die Flächen heissem Dampf ausgesetzt wurden. Die unbearbeiteten Flächen sind dagegen von Dampf leicht angreifbar, ebenso von Chlorwasserstoffsäure, so dass bei der Verwendung von Löthwasser Vorsicht geboten ist, selbstverständlich auch auf den bearbeiteten Flächen.

Weiter ermittelte Guillaume die Elasticitätsmoduln. Ihre |24| Maxima und Minima fallen merklich mit denen der Ausdehnungscoëfficienten zusammen. Für die Legirungen von 30,8 bis 39,4 Proc. Nickelgehalt wurde der Elasticitätsmodul im Mittel zu 15000 k für 1 qmm gefunden. Ueber die gemeinsamen Gesetzmässigkeiten im Verlauf der Wärmeausdehnung, des Elasticitätsmoduls und der Dichte werden weitere Untersuchungen in Aussicht gestellt.

Rr.

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