Titel: Aus der metallographischen Praxis.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 683–685)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322225

Aus der metallographischen Praxis.

Einer Reihe von Untersuchungen, über welche P. D. C. Kley in einer Versammlung des Kon. Instituut van Ingenieurs Mitteilungen machte,1) entnehmen wir folgenden interessanten Fall.

Der im Jahre 1902 neugebaute Doppelschraubendampfer Goentoer des Rotterdamer Lloyd hatte im November 1906 auf der Heimreise im Indischen Ozean einen schweren Sturm ohne Unfall bestanden, verlor dann aber im Roten Meer bei schönem Wetter und ebener See plötzlich eine seiner Schrauben. In Suez wurde festgestellt, daß die Backbordschraubenwelle gebrochen war, so daß die Reise nach Rotterdam mit einer Schraube vollendet werden mußte.

Die Maschinen leisteten bei 83 Umdrehungen i. d. Minute je 2225 PS. Die seit etwa drei Jahren im Gebrauch befindliche Welle hatte 33 cm Durchm. Der Bruch lag 2 cm innerhalb des Wellenrohres. Der Lieferant hatte für das Material keinerlei Garantie übernommen. Die Untersuchung ergab, daß eine gewöhnliche Stahlwelle mit 0,31–0,35 v. H. Kohlenstoffgehalt vorlag.

Zum Vergleich mit den Bildern2) des Kleingefüges der gebrochenen Welle ist in Fig. 1 das Gefüge einer normalen Welle mit 0,35 v. H. Kohlenstoffgehalt dargestellt. Der Kohlenstoff ist sehr regelmäßig verteilt; Ferrit und Perlit stehen im richtigen Verhältnis zueinander. Bei stärkerer Vergrößerung erscheint der Perlit geschichtet als Beweis einer langsamen Abkühlung.

In gleicher (40facher) Vergrößerung ist die Welle der Goentoer nahe der Bruchstelle in Fig. 2 dargestellt. Der außerordentlich grobe Ferrit, die schlechte Verteilung zwischen Perlit und Ferrit, die großen Platten, mit denen der so äußerst weiche Ferrit sich zwischen die harten Perlitflächen gelagert hat, sind hinreichende Beweise fehlerhafter Behandlung des Materials.

Der Fehler liegt in einer ungenügenden thermischen |684| Behandlung; das Stück ist ein abschleckendes Beispiel einer stark überhitzten Welle.

Fig. 3 zeigt dieselbe Welle, etwa 30 cm von der Bruchstelle entfernt, wo ihr Zustand offenbar viel besser ist, sogar als normal bezeichnet werden könnte. Die Schraube war also an dem stark überhitzten Ende befestigt. Von diesem interessanten Stück, das leider auf dem Boden des Roten Meeres liegt, läßt sich mit Sicherheit sagen, daß seine Struktur völlig mit Fig. 2 übereinstimmen muß, weil eine Ueberhitzung von einigen hundert Grad, wie sie hier stattgefunden haben muß, nicht rein örtlich stattgefunden haben kann.

Textabbildung Bd. 322, S. 684

Zur Beantwortung der Frage, ob die schlechte Qualität der Welle bei der Probeabnahme bei der Lieferung hätte festgestellt werden können, und ob in dem Falle eine Regeneration der Welle möglich gewesen wäre, wurden noch weitere Untersuchungen ausgeführt. Leider waren die Zahlen der Probeabnahme nicht bekannt. Für die gebrochene Welle fand man an der Bruchstelle:

Zugfestigkeit 48 kg/qmm
Dehnung 30 v. H.
Kontraktion 59,3 v. H.

Diese Zahlen lassen sicher nicht vermuten, daß ein tatsächlich höchst unzuverlässiges Material vorliegt.

Textabbildung Bd. 322, S. 684

Fig. 4 gibt das Gefüge bei 250facher Vergrößerung wieder, wobei im Ferrit zahlreiche Schlacken wahrgenommen werden. Diese Einschlüsse können, obwohl nicht gewünscht, dennoch im vorliegenden Fall nicht als verderblich angesehen werden. Ihre Anzahl ist dafür zu gering, und die Form, in der sie auftreten – nämlich in runden, wohl umschlossenen Körnchen – ist nicht ungünstig. Der Perlit zeigt auch hier die geschichtete Struktur.

Textabbildung Bd. 322, S. 684

In Fig. 5 ist dieselbe Welle bei 40 facher Vergrößerung dargestellt, nachdem sie während einer Stunde bei 800° C ausgeglüht und nachträglich im Luftstrom abgekühlt war. Lufthärtung hat nicht stattgefunden, da Sorbit im Präparat nicht vorhanden war. Das Probestück ist normal in bezug auf die Größe der Ferritkristalle und auf die Verteilung des Perlits.

Textabbildung Bd. 322, S. 684
Textabbildung Bd. 322, S. 684

Um mit Sicherheit nachzuweisen, daß der Unfall tatsächlich einer unrichtigen thermischen Behandlung der Welle zuzuschreiben ist, wurden nach Art der Wöhlerschen Anordnung Dauerbiegeversuche angestellt, und zwar mit kurzen zylindrischen Probestäben, die in der Mitte auf 1 cm Durchm. scharf eingedreht waren. Die Stäbe wurden mit dem einen Ende in eine wagerecht in zwei Lagern ruhende Welle von etwa 3 cm Durchm. eingeschraubt und an dem freien Ende durch ein |685| aufgesetztes Lager mit einem Gewicht so beschwert, daß die Biegungsspannung an der Kerbstelle 20 kg/qmm betrug. Die Welle wurde dann mit 450 Umdrehungen i. d. Minute angetrieben und die Zahl der Umdrehungen bis zum Bruch der Probe festgestellt. Sie betrug:

  • 1. für eine normale Wellle mit 0,4 v. H. Kohlenstoffgehalt 54000,
  • 2. für die Goentoer-Welle
    • a) im ursprünglichen Zustande 24750,
    • b) nach einstündlichem Ausglühen bei 800° C 45000.

Der Materialfehler, sowie die Art nach welcher die Welle hätte regeneriert werden können, ist durch die Ergebnisse der obigen Untersuchung genügend aufgeklärt.

F. Kerdyk.

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„De Ingenieur“ 1907, S. 627–638.

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Die Aetzung erfolgte mit Pikrinsäure.

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