Titel: Polytechnische Schau
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1929, Band 344 (S. 201–206)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj344/ar344042

Polytechnische Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Die Verbesserung der Eigenschaften von Aluminiumbronze. Die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Aluminiumbronze werden beeinflußt durch Zusatz von anderen Metallen, durch die Verwendung von Kokillen an Stelle von Sandformen, durch die Gießtemperatur und durch Warmbehandlung.

Eine übliche Aluminiumbronze mit 10 % Aluminium, Rest Kupfer besitzt eine Zerreißfestigkeit von 50 kg/mm2 und eine Dehnung von 30-35 % (auf 2 Zoll). Diese Eigenschaften genügen, um die Verwendung der Legierung in vielen Fällen zu ermöglichen, namentlich wenn diese Eigenschaften von einem hohen Ermüdungswiderstand begleitet sind. Legt man aber Wert darauf, die Legierung zu verbessern, so kann man auf den Zusatz von Eisen. Nickel oder Mangan zurückgreifen. Auch 1 – 2 % Blei kann sich als vorteilhaft erweisen, besonders hinsichtlich der Reibungseigenschaften, obwohl der Einfluß dieses Metalles auf die Eigenschaften der Legierung sonst wenig in die Erscheinung tritt. Zinn und Silizium erniedrigen die Dehnung beträchtlich. Eisen erhöht zunächst die mechanischen Eigenschaften, dann auch den Widerstand der Aluminiumbronze gegen Säuren. Durch verschiedene Forscher ist festgestellt worden, daß die besten mechanischen Eigenschaften durch den Zusatz von etwa 3% Eisen erhalten werden, die dann betragen 56 kg/mm2 Zerreißfestigkeit und 20 % Dehnung. Größere Eisenanteile haben eine Erniedrigung der Dehnung und einen ungesunden Guß zur Folge. Aluminiumbronze mit bis 3% Eisen eignet sich für Preßguß, da sich nach diesem Verfahren noch etwas höhere mechanische Eigenschaften erzielen lassen. Die Verbesserung der Eigenschaften durch das Eisen erklärt sich aus der durch das Eisen hervorgerufenen Verfeinerung des Gefügeaufbaues. Nickel in Aluminiumbronze kann sich vorteilhaft und nachteilig auswirken. So erhöhen zwar 7% Nickel die Zerreißfestigkeit auf 58 kg/mm2, erniedrigen aber die Dehnung beträchtlich. Die Wahl auf eine nickelhaltige Aluminiumbronze wird sich demnach nach den verlangten Eigenschaften richten müssen. Ein Vorteil des Nickelgehaltes besteht in der Erhöhung der Dichte der Legierung, die dem hydraulischen Druck besser widersteht. Auch der Widerstand der Legierung gegen Korrosion durch Seewasser erfährt durch Nickel eine Erhöhung. Eine gute Nickel-Aluminiumbronze enthält 5–7% Nickel, 10% Aluminium, Rest Kupfer. Geringe Anteile von Mangan verbessern die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumbronze, deren Zerreißfestigkeit von 51 auf, 56 kg/mm2 bei 0,9 % Mangan steigt, während die Dehnung von 31 auf 25 % fällt. Auch Mangan |202| trägt zur Erhöhung des Korrosionswiderstandes bei und wird außerdem dann zugesetzt, wenn die Legierung der Abnutzung ausgesetzt ist.

Eine wesentliche Verbesserung der Aluminiumbronze erhält man durch Verwendung von Kokillen an Stelle von Sandformen, und zwar nicht allein inbezug auf die mechanischen Eigenschaften, sondern auch auf das schöne Aussehen der Stücke und auf einen gesunden Guß. Eine in Sand gegossene Legierung mit 44 kg/mm2 Zerreißfestigkeit und 21 % Dehnung besaß bei Kokillenguß 51,6 kg/mm2 bezw. 30,5 %. Die Verbesserung ist auf die schnelle Abkühlung zurückzuführen. Eine Bedeutung kommt dann der Gießtemperatur zu. Die besten Abgüsse ergeben sich bei niedrigen Gießtemperaturen. Durch Warmbehandlung können Aluminiumbronzen weitgehende Veränderungen erfahren, und zwar so, daß man entweder hohe Zerreißfestigkeit und geringe Dehnungen oder niedrige Zerreißfestigkeiten und hohe Dehnungen oder Mittelwerte erhalten kann. Forscher wie Corse, Comstock, Grard und andere haben gefunden, daß die besten Eigenschaften der Aluminiumbronze durch Abschrecken bei hoher Temperatur mit folgendem Ablassen verliehen werden. Die empfohlene Behandlung besteht in einem Abschrecken bei 900° und in folgendem Glühen auf 676 bis 700°. (The Foundry, Bd. 56, S. 90/92).

Ka.

Die Parkerisierung. Das neue Schutzverfahren für Eisen und Stahl, die Parkerisierung, besteht bekanntlich darin, die zu behandelnden Stücke in eine heiße Lösung komplexer metallischer Salze (hauptsächlich Eisen- und Manganphosphate) zu bringen. Die letzten Untersuchungen auf diesem Gebiete haben nun Klarheit über die Art der Vorgänge gebracht, die sich bei diesem Eintauchverfahren abspielen, und zwar ist eine 1. und eine 2. Periode zu unterscheiden.

Das Eisen wird beim Eintauchen durch die freie Phosphorsäure des Bades angegriffen, welcher Angriff ein ziemlich heftiges Entweichen von Wasserstoff zur Folge hat. Das gebildete Eisenphosphat löst sich im Bad wieder auf, die Löslichkeitsgrenze des Salzes wird allmählich erreicht, so daß schließlich der Angriff und das Entweichen von Wasserstoff aufhören. Bei der 2. Periode wird das im Bad gelöste Eisenphosphat auf das Metall niedergeschlagen und bildet den Schutzüberzug, der stark anhaftet, beständig und widerstandsfähig gegen Korrosion ist.

Die Badtemperatur wird auf 97 bis 98° aufrechterhalten und beim Beginn dieses Arbeitsvorganges benötigt man etwa 30 kg Salz je m3, während die Unterhaltung des Bades durch einfache Zusätze an neuem Salz erfolgt. Zum Ueberziehen von 1 m2 Stahlfläche verbraucht man ungefähr 30 gr Phosphat.

Von Interesse sind die Versuche, die mit Proben aus Stahl von 5 × 10 cm angestellt wurden. Diese Proben waren parkerisiert, vernickelt, verzinnt und verzinkt und wurden verschiedenen Lösungen ausgesetzt, so daß man die Wirkung dieser Lösungen beobachten konnte. Wie aus der folgenden Aufstellung hervorgeht, in der die eingetragenen Werte die Gewichtsunterschiede in cgr/dm2 bedeuten, besitzen die parkerisierten Stücke eine Korrosionsbeständigkeit, die zum mindesten gleich und oft sogar größer ist als die anderer Ueberzugsverfahren. Namentlich in bezug auf den Angriff durch die Atmosphäre-Feuchtigkeit ist das Verhalten der parkerisierten Stücke hervorzuheben:

Ueberzugsart




Angriff durch



ohne
parkerisiert Mennige vernickelt verzinnt feuerverzinkt sherardisiert
Leitungswasser – 52 0 – 2 – 32 0 + 11 + 15
Seewasser + 44 1 – 33 – 27 – 9 + 27 + 23
Salpetersäure – 47 + 1 – 4 – 25 0 – 1 + 1
Kohlensäure hal-
tiges Wasser

– 55

0

– 2

– 16

– 1

– 32

– 28
Luft + 13 0 0 + 3 + 1 + 1 + 2
Wasserdampf + 38 0 – 68 – 9 + 1 + 7 + 13
Essigsäure – 512 – 80 – 211 – 590 – 78 – 669 – 690
Natriumkarbonat + 1 – 4 – 12 – 1 – 15 + 7 + 30
Natrium-
bikarbonat

+ 8

– 3

– 26

0

– 16

+ 36

+ 43
Natriumbisulfit – 39 – 69 – 117 – 136 – 121 – 243 – 42

Bei den übrigen Ueberzugsarten ist die Gefahr der Loslösung der betreffenden Schicht von dem Grundmetall gegeben, so bald in der Schutzschicht eine unbeständige Stelle vorhanden ist. Der Angriff ist dann zwar lokalisiert, er kann sich aber ausbreiten und entwickelt sich dann ständig. Ein Beispiel hierfür bieten die Schienen in Tunnels, die mit einem Anstrich versehen worden waren, aber die Radreifen der Eisenbahnwagen so beschädigten, daß der Anstrich vollkommen unwirksam blieb. Bei den parkerisierten Stücken kann eine derartige Beschädigung nicht Platz greifen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Winkel, Ecken und bearbeitete Stellen dem Parkerisierüberzug nicht hinderlich sind, während bei den sonstigen Ueberzugsverfahren der Angriff an diesen Stellen zu beginnen pflegt. Wegen der geringen Arbeitstemperatur werden in dem Stück weder innere Spannungen noch Verformungen hervorgerufen, wie es beim Verzinken oder Verzinnen infolge der hier erforderlichen höheren Temperaturen möglich sein kann. Die näheren Anwendungsgebiete für die Parkeriesierung sind Stücke im allgemeinen Maschinenbau, im Kraftwagen- und Flugzeugbau, sowie der Luft und Feuchtigkeit ausgesetzte Stücke. (L'Usine, Bd. 36, Heft 49.)

K.

Die Schnellverkupferung von Stahl auf dünnem Nickel-Niederschlag. Wenn auch das Verkupfern von Stahl in gewissen Industrien nicht die Bedeutung des Vernickeins erlangt hat, so ist seine Anwendung in manchen Fällen doch wichtig, z.B. bei Zementationen, zur Erhaltung von Schmucküberzügen usw. Seit Bekanntwerden der Schnellvernickelung in der Wärme hat man sich auch mit der Frage der Schnellverkupferung befaßt. Die verwendeten Nickel-Bäder haben das Erhalten bemerkenswerter Ergebnisse ermöglicht sowohl in bezug auf den Schutz des Stahles selbst als auch auf die Schnelligkeit, mit der sich ein solcher Ueberzug bewerkstelligen läßt, und das Haften des Niederschlages; dazu kommt, daß diese Bäder leicht zu führen sind. Die von Balley angestellten Versuche über die Schnellkupferung von Stahl auf vorher angebrachtem dünnen Nickel-Niederschlag waren von Erfolg gekrönt, indem die sonst 45 Minuten erfordernde Niederschlagsarbeit ersetzt werden konnte durch eine solche, die für das Grundvernickeln 1 Minute und für das Verkupfern 3 Minuten erforderte. Die wichtigsten Kennzeichen |203| des neuen Verfahrens sind die Verwendung warmer Bäder an Stelle der kalten und weiter die Zulassung höherer Stromstärken. Eine Einrichtung für die Ausübung dieses Verfahrens ist vor einigen Monaten aufgestellt worden, deren Betrieb einen befriedigenden Verlauf nimmt. Man verfährt dabei so, daß die Stahlstücke zuerst nach irgend einem beliebigen Verfahren entfettet und dann gereinigt und abgewaschen werden, worauf sie in das Nickel-Bad gelangen. Die Zusammensetzung dieses Bades ist:

Nickelsulfat 400 gr auf 1 Liter Wasser,
kristall. Chlornickel 22 gr,
Borsäure 22 gr,
sehr wenig Nickelnitrat oder Salpetersäure.

Dieses Bad wird durch Lufteinführung in Bewegung gehalten und auf 35 bis 55° C erwärmt. Die Temperatur richtet sich nach der Stromstärke, die in manchen Fällen 15 Amp/dm2 erreichen kann. In den meisten Fällen arbeitet man mit 50° Temperatur und 10 Amp/dm2; bei verwickelten Stücken wird die Stromstärke erniedrigt. Es ist nur selten notwendig, unter 5 Amp/dm2 herunterzugehen. Wie oben erwähnt, dauert das Vernickeln etwa 1 Minute. Die Stücke werden alsdann gewaschen und kommen nunmehr in das Kupferbad, für das empfohlen wird:

300 gr kristall. Kupfersulfat auf 1 Liter Wasser,
25 bis 30 cm3 Schwefelsäure (66° Beaume).

Die Badtemperatur beträgt hier 45°, die Stromstärke mindestens 10 Amp/dm2, in manchen Fällen bis zu 30 Amp/dm2.

Die Kupferschicht auf der Nickelgrundlage haftet auf den Stahlstücken ausgezeichnet. So behandelte Bleche vertragen das Bördeln und Biegen und können bis auf 900° erwärmt werden, ohne daß die Ueberzugsschicht sich abschält. Das Verfahren ist vor allem für Massenfertigung geeignet. Die benötigten Einrichtungen sind nicht so umfangreich wie die bei den älteren Verfahren, dann gestattet gerade die Schnelligkeit der Ausführbarkeit des Verfahrens eine planmäßige Arbeitsorganisation. Andererseits sind aber die Brennstoffausgaben für die Erwärmung der Bäder und die höheren Stromstärken in Betracht zu ziehen. Die Brennstoffausgaben sind allerdings nicht übermäßig hoch, da die Bäder nur auf die gewünschte Temperatur zu bringen sind und diese Temperatur nicht während der ganzen Ueberzugsarbeit beibehalten zu werden braucht. Es hat sich erwiesen, daß das Bad nach Aufwärmung auf die betreffende Temperatur während 4 bis 5 Stunden um nur 6 bis 8° abnimmt. (Revue de Metallurgie, 1929, S. 221/23.)

Ka.

Neuere Untersuchungen über die Reduzierbarkeit der einer Nachröstung unterworfenen Zinkblenden. E. Prost und Van de Putte haben sich im metallurgischen Institut der Universität Lüttich mit der Frage befaßt, wie sich die Reduzierbarkeit der Zinkblenden gestaltet, wenn das vorgeröstete Erz einer Nachröstung unterworfen wird. Das Nachrösten kann erfolgen nach dem Verfahren der Vieille Montagne oder der Metallgesellschaft von Overpelt. Bei dem ersten Verfahren wird die in einem Muffelofen soweit wie möglich vorgeröstete Blende mit einigen Prozent Kohle versetzt und die Entschwefelung zu Ende geführt, indem dieses Gemisch einem ergänzenden Rösten im horizontalen Dwight-Lloyd-Apparat ausgesetzt wird. Dabei wird die für diesen Arbeitsvorgang erforderliche Wärme durch die Verbrennung der Kohle geliefert. Das Erz enthält schließlich im allgemeinen weniger als 0,5 % Schwefel. Bei der Metallgesellschaft von Overpelt erfolgt das Nachrösten auf andere Weise; die Blende wird zunächst in einem Spirlet-Ofen vorgeröstet und das Erz, das dann noch 5 bis 7 % Schwefel enthält, angefeuchtet und mit einem Bindemittel (Schwefelsäure, Eisensulfat oder ein Gemisch beider) in einem Betrag von 1 bis 2 % vermischt, das Ganze zerkleinert, getrocknet und dann im Dwight-Lloyd-Apparat behandelt. Auch hier beträgt der Anteil des Schwefels nach Beendigung des Verfahrens weniger als 0,5%. Die Versuche über die Reduzierbarkeit der Zinkblenden wurden an 2 Proben vorgenommen, die nach dem Verfahren der Gesellschaft von Overpelt nachgeröstet waren und folgende Zusammensetzungen aufwiesen:

Blende A Blende B

Roherz
vor-
geröstet
nach-
geröstet

Roherz
vor-
geröstet
nach-
geröstet
Zn 40,32 44,59 54,20 48,26 54,85 59,10
Pb 4,45 4,55 1,07 5,87 6,53 1,08
CaO 5,45 5,76 7,47 0,24 0,53 0,80
MgO 2,85 3,72 4,71 0,15 0,32 0,47
BaO 1,15 1,31 1,75 0 0 0
Fe 4,78 6,05 8,82 8,06 9,60 11,27
SiO2 0,74 1,22 1,35 3,04 2,04 2,42
S 25,98 7,16 2,12 31,02 1,61 0,45

Der hohe Schwefelgehalt der nachgerösteten Blende A erklärt sich aus der Gegenwart der hohen Anteile an CaO und BaO, die bekanntlich einen hohen Betrag an Schwefel als Sulfat zurückhalten. Diese beiden Erze wurden auf 2 mm zerkleinert und Proben von ihnen im Gewicht von 150 gr mit 50 % Retortengraphit vermischt in eine feuerfeste Röhre von 32 cm Länge und 5 cm Durchmesser aufgegeben und in einem gasgefeuerten Muffelofen erwärmt. Die Ofentemperatur betrug 990 bis 1100° C. Nach einer gewissen Zeit wurden die Proben aus dem Ofen entnommen, analysiert und wieder in den Ofen gebracht. Die Versuche, die doppelt ausgeführt wurden, ergaben folgendes:


Erz
Anteil an Zink in den
Ruckständen in %
1 a A einfach geröstet 1,77
1 b A nachgeröstet 0
2 a A einfach geröstet 5,84
2 b A nachgeröstet 0
3 a B einfach geröstet 3,73
3 b B nachgeröstet 1,96
4 a B einfach geröstet 2,87
4 b B nachgeröstet 1,93

Die Ergebnisse besagen demnach, daß die Reduzierbarkeit der nachgerösteten Erze größer ist als die der einfach gerösteten. Weiter hat die Dichte des Erzes zugenommen, indem diese beim einfach gerösteten Erz A 4,452, beim nachgerösteten Erz A 4,777, beim einfach gerösteten Erz B 4,806 und beim nachgerösteten Erz B 5,130 betrug. Aus der höheren Dichte ergibt sich für einen Ofen von bestimmtem Fassungsvermögen eine erhöhte Leistung infolge größerer Aufnahmefähigkeit. (Revue Universelle des Mines, de la Metallurgie et des Travaux Publics, 1929, S. 300/02.)

Ka.

|204|

Eine Formerei für fließende Fertigung. Die Formanlage, Bauart Rosières- Bachon, stellt ein Fließ-System mit horizontalem Umlauf dar und unterscheidet sich von den bekannten Ausführungen mit horizontalem Umlauf dadurch, daß es nicht nur einen Umlauf für die Formstrecke, Gießstelle, Kühlstrecke, Ausschlagsstelle in einem geschlossenen Kreislauf besitzt, sondern zwei Umläufe, nämlich einen größeren und einen kleineren Umlauf, welcher letztere sich innerhalb des größeren Umlaufes befindet. Der Grund für das Vorsehen von zwei Umläufen ist in der Art der Formenherstellung gegeben, die auf dem kleineren Umlauf stattfindet, und zwar: ist dieser Umlauf nicht in der Mitte des größeren aufgestellt, sondern in der Nähe einer der beiden halbkreisförmigen Umlaufstellen so, daß der Mittelpunkt dieses Halbkreises mit dem Mittelpunkt des entsprechenden Halbkreises des kleineren Umlaufes etwa zusammenfällt. Die Anlage ist besonders für die Herstellung flacher Gußstücke oder solcher von geringer Höhe gebaut worden bei Verwendung der Formkastengrößen 700 × 500 × 155 mm und 1000 × 835 × 110 mm. Der kleinere Umlauf ist mit 6 Abhebevorrichtungen für die Aufnahme der Modelle ausgerüstet, die sich im Umlauf bewegen, indem die eine Abhebevorrichtung das Modell für das Unterteil, die folgende Abhebevorrichtung das Modell für das Oberteil enthält. Mit Hilfe dieser 6 Abhebevorrichtungen werden demnach durch ein einmaliges Umlaufen des Umlaufes 3 Formen von verschiedenen Stücken hergestellt. Der größere und der kleinere Umlauf bewegen sich in umgekehrter Richtung. Das Formen erfolgt in der Weise, daß die Abhebevorrichtung mit dem Modell an einer Stelle mit einem leeren Formkasten belegt wird. Das Band läuft nun weiter und bringt den Formkasten unter Sandbehälter, die sich an einer Stelle unmittelbar über dem kleineren Umlauf befinden und aus denen man eine beliebige Sandmenge in den zu füllenden Formkasten stürzen lassen kann. Dieser Sandbehälter besitzt zwei Oeffnungen: aus der einen dieser Oeffnungen fällt Sand in den Kasten, der zunächst mit der Hand eingedrückt wird; der Formkasten zieht nun inzwischen weiter und erhält aus der zweiten Oeffnung des Behälters eine weitere Sandmenge. Auf seinem weiteren Wege gelangt der nunmehr mit der genügenden Sandmenge gefüllte Formkasten unter drei Druckwalzen, wo die endgültige Sandverdichtung erfolgt. Diese Druckwalzen sind nebeneinander aufgestellt, so daß der Kasten unter allen Walzen, die sich bewegen, ziehen muß. Anschließend befindet sich noch immer auf dem kleineren Umlauf die Abhebestelle, wo Formkasten und Sand mechanisch und selbsttätig von dem Modell abgehoben werden; dabei wird der Formkasten durch ein Drucklufthebezeug gehoben, um 180° gedreht und mit Hilfe dieses Hebezeuges nunmehr auf den großen Umlauf abgesetzt. Das Hebezeug selbst ist in Form eines Drehkranes ausgebildet. Nachdem der Formkasten (der Unterkasten für die Form) abgesetzt ist, wird das Hebezeug zu dem kleinen Umlauf umgeschwenkt, wo es den nächsten Formkasten (in diesem Falle den Oberkasten für die Form) ergreift und auf den Unterkasten niederlegt. Die Form ist nunmehr gußfertig, wird von dem großen Umlauf mitgenommen und an der der Kastenzusammenlegungsstelle anschließenden Gießstelle abgegossen. Die Formen mit dem eingegossenen Metall wandern nun auf dem großen Umlauf weiter, auf dem die Gußstücke in den Formen abkühlen, bis sie in die Nähe des kleinen Umlaufes gelangen. Kurz vor der Stelle, wo Unter- und Oberkasten auf dem großen Umlauf zusammengelegt werden, befindet sich die Ausschlagsstelle; hier werden Ober- und Unterkasten und das Gußstück voneinander durch ein Drucklufthebezeug getrennt und die leeren Kasten zu dem kleinen Umlauf gefördert, wo das Formen von neuem beginnen kann. Bei besonders kleinen Formen erfolgt das Ausschlagen der Formen und Gußstücke aus den Kasten von Hand aus. Für die Durchführung all dieser mechanischen Bewegungen wird lediglich ein Elektromotor von 3,5 PS benötigt. Die Geschwindigkeiten beider Umläufe sind einstellbar und werden so gehandhabt, daß, während auf dem großen aus Platten bestehenden Umlauf eine Platte an der Zusammenlegungsstelle für Ober- und Unterkasten vorbeizieht, auf dem kleinen Umlauf zwei Kasten (Ober- und Unterkasten) fertig werden. Die Geschwindigkeit des großen Umlaufes wird man weiter nach der benötigten Kühlzeit einstellen, ebenso seine Länge. Auch richtet sich die Geschwindigkeit nach der Art der herzustellenden Formen, indem man die einen Formen z.B. in 50, andere in 55, 60 oder 70 Sekunden fertig machen kann. (Revue de Fonderie Moderne, 1929, S. 235/36.)

Ka.

Korrosionsbeständige Nickel-Legierungen. Die Verbindung des Nickels mit anderen Metallen zu korrosionsbeständigen Legierungen wird heute gebildet auf Basis Nickel-Eisen, Eisen-Chrom, Nickel-Mangan, Nickel- Kupáfer und Nickel-Chrom-Eisen.

Nickel-Eisen-Legierungen: Die Nickel-Eisen-Legierungen mit 25-30 % Nickel, Rest Eisen und bei einem Schmelzpunkt von 1250-1330° zeigen einen guten Widerstand gegen Essigsäure, Salpetersäure, Alkalien, Luftfeuchtigkeit, dagegen einen geringeren Widerstand gegen überhitzten Dampf und gegen Salzsäure und Schwefelsäure.

Nickel-Chrom-Legierungen. Diese Legierungen, die aus 15-20 % Chrom, Rest Nickel bestehen, sind in bezug auf ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Interesse; sie besitzen einen Schmelzpunkt von 1320-1430° und widerstehen konzentrierter Schwefelsäure sehr gut, dann auch Seewasser, feuchter Luft, Ammoniak, Essigsäure, den Alkalien, ferner dem Temperatur- und Wärmewechsel und der Oxydation. Diese Legierungen finden daher auch Verwendung für Zementationskästen, Glühkästen, metallische Ofenteile, pyrometrische Einrichtungen, Ventile von Explosionsmotoren, Teile für Glashüttenanlagen und in der Regel für Stücke, die der Luft und den Flammen von erhöhter Temperatur ausgesetzt sind. Weitere Verwendungsgebiete sind Ventile, Ventilklappen und Hähne, die der Einwirkung von Dampf unterliegen, dann Behälter für die chemische Industrie, Geräte und Anlagen für die Erzeugung von synthetischem Ammoniak. In vielen dieser Anwendungsfälle sind die physikalischen |205| Eigenschaften der Legierung, wie die Ausdehnung, Leitfähigkeit, Viskosität in der Hitze von großer Bedeutung. Dagegen eignet sie sich nicht bei schwefelhaltiger Atmosphäre und man sollte von ihr in Oefen absehen, die mit schwefelreichem Brennstoff (1,5 % S) geheizt werden.

Nickel-Mangan-Legierungen: Die Nickel-Mangan-Legierungen enthalten 1,5 %, 2 % und 5 % Mangan, Rest Nickel; ihr Schmelzpunkt liegt bei 1420-1430°. Sie sind bekannt als widerstandsfähig gegen Alkalien, Seewasser, feuchte Luft, Ammoniak, während sie von konzentrierter Salpetersäure stark angegriffen werden und der verdünnten Salpetersäure, konzentrierter Salzsäure und Kohlenoxyd-Gasen wenig widerstehen.

Nickel-Kupfer-Legierungen: Von den Nickel-Kupfer-Legierungen ist das von der International Nickel Co. auf den Markt gebrachte Monel- Metall (67 % Ni, 28 % Cu, 2 % Fe, 2 % Mn, 1 % C + Si) am meisten bekannt geworden. Bei einer Zerreißfestigkeit von 45-65 kg/mm2 im gewalzten Zustand, die mit derjenigen von geglühtem Stahl vergleichbar ist, bietet diese Legierung einen wesentlich stärkeren Widerstand gegen die Korrosion als der Stahl und sie behält auch ihre mechanischen Eigenschaften in der Wärme leichter bei als die anderen industriellen Kupfer-Legierungen. Sie verhält sich sehr gut in Seewasser, gesättigtem oder überhitztem Dampf, in verdünnten Säuren und Alkalien. Man wählt sie für Ventilklappen, Teile von Dampfturbinen, Dampfanlagen, Färbereien, Kunstseidefabriken. Ihr Schmelzpunkt liegt bei 1300-1350°. Ueber das Verhalten von Monel- Metall unter dem Angriff verschiedener Lösungen gibt folgende Aufstellung Aufschluß:


Art der Losung

Konzentration

Zustand

Stunden
Gewichtsverkust
in mgr/dcm3
Schwefelsäure 10% kalt 2000 1130
kochend 300 2840
Salzsäure 10% kalt 2000 2410
kochend 200 6690
Essigsäure 10% kalt 2000 1130
kochend 200 1670
Ammoniak 10% kalt 1100 nichts
Aetznatron 10% kalt 2000 8
kochend 300 4
Chlornatrium 10% kalt 2000 36
kochend 300 127

Es sind dann andere Nickel-Kupfer-Legierungen vorgeschlagen worden, wie z.B. von Corson eine Legierung aus 2 Anteilen Nickel und je einem Anteil Kupfer und Silizium. Die Legierung 50-65 % Cu, 7-30 % Ni und 10-30 % Zn ist für Eßbestecke bekannt geworden, während 1917 die Legierung gesetzlich geschützt wurde: 67,8 % Ni, 28,0 % Cu, 2,5 % Mn, 1,5 % Fe, 0,2 % Va. Eine weitere Nickel-Kupfer-Legierung ist das Davis-Metall (29 % Ni, 67 % Cu, 2 % Fe, 1,5 % Mn, 0,5 C + Si), das Seewasser, feuchter Luft, schwefelhaltiger Atmosphäre und konzentrierter Schwefelsäure stark widersteht.

Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen: Diese Legierungen bilden eine sehr wichtige Gruppe, nachdem sich herausgestellt hat, daß man die Korrosionsbeständigkeit von Nickel-Eisen durch den Zusatz von Chrom noch erheblich verstärken kann. Das Erhalten einer höchstmöglichen Korrosionsbeständigkeit bei den Stählen ist von 3 Faktoren abhängig: von der chemischen Zusammensetzung, von der Warmbehandlung und vom Polieren der Oberfläche. Für die chemische Industrie bewährt sich die Zusammensetzung: 0,25 % C, 7-8 % Ni, 16-20 % Cr. Dieser austenitische Stahl verhält sich gegen Säuren folgendermaßen:


Saure

Temperatur
Gewichtsverlust
in gt/m2 je Stunde
konzentr. Salpetersäure 20° 0,00
kochend 0,02
10% Schwefelsäure 20° 0,07
30% 0,16
98% 0,012
98% 100° 4,68
10% Phosphorsäure kochend 0,01
45% 0,04

Der Widerstand dieser Stahlart gegen schwefelige Säure, Ammoniumchlorid und -sulfat wird durch Zusatz von Kupfer und Molybdän verbessert.

Eine Ni-Cr-Cu-Legierung wird unter der Bezeichnung „Illium“ erzeugt, die besitzt 21 % Cr, 8 % Cu, 63 %Ni, 0,5 % Si, 1,5 % Mn, 4 % Mo und 2 % W bei einem Schmelzpunkt von 1300°. Die Gewichtsverluste dieser Legierung während der Versuchsdauer von 1 Monat bei 20-30° betragen in mgr/cm2: in 10 % Schwefelsäure 0,291, in 25 % Schwefelsäure 0,161, in 95 % Schwefelsäure 0,0296, in 10 % Salpetersäure 0,0296, in 70 % Salpetersäure 0,242, in 5 % Salzsäure 5,13, in 25 % Salzsäure 38,04, in Essigsäure 0. Das Illium widersteht stark Alkalien, Ammoniak, Seewasser, feuchter Luft, Kohlenoxydgasen. Schließlich gibt es noch Kupfer-Nickel-Zink-Eisen-Legierungen, von denen zu erwähnen ist diejenige mit 65 % Cu, 10 % Ni, 23 % Zn, 2 % Fe, die Schwefelsäure aller Konzentrationsgrade stark widersteht, ferner auch Salzwasser, feuchter Luft, schwefelhaltiger Atmosphäre und Grubenwässer. Zu dieser Gruppe gehört auch die Legierung 36-55 % Cu, 35-44 % Ni, 5 % Zn, 5-20 % Fe mit einem Schmelzpunkt von 1540°, die ebenfalls der Schwefelsäure starken Widerstand entgegensetzt, dann auch den Alkalien.

(Revue de Metallurgie, Bd. 23, S. 697/719.)

Dr. Ka.

Die rostfreien Nickel-Chrom-Stähle. Beim rostfreien Chrom-Stahl nimmt der Widerstand gegen die Korrosion ab, wenn der Chrom-Anteil unter 12% fällt; übersteigt der Chrom-Anteil 14 bis 15 %, so wird die Bearbeitung schwierig, weil man dann auf ein austenitisches Gefüge stößt. Infolgedessen hat man versucht, die Zusammensetzung durch Zusatz anderer Elemente zu ändern.

Die rostfreien Nickel-Chrom-Stähle enthalten rund 18 % Chrom und 8 % Nickel mit weniger als 0,2 % Kohlenstoff. Die Eigenschaften dieses Stahles gehen aus der folgenden Uebersicht hervor; vergleichshalber sind auch die Eigenschaften des Chrom-Stahles mit 14% Chrom angegeben:

14% Chrom Stahl 18% Chrom-Stahl
8% Nickel- Stahl
gehärtet u.
angelassen
weich
gemacht
Verwendungs-
bedingungen
weich
gem
Elastizitätsgrenze kg/mm2 47,5 22 44 23
Zerreißfestigkeit kg/mm2 74 45 80 71
Dehnung % 26 36 47 62
Einschnürung % 47 70 85 40
Brinellhärte 212 150 226 156
Schlagfestigkeit m/kg 5,6 12,6 14 15,5
|206|

Das Metall besitzt eine bemerkenswerte Geschmeidigkeit, kann zu Drähten oder Röhren gewalzt oder zu verwickelten Formstücken gegossen werden. Der Chrom-Stahl wird durch Salpetersäure von 1,2 Dichte bei gewöhnlicher Temperatur nicht angegriffen, dagegen wohl bei einer Dichte unter 1,033 oder bei höheren Temperaturen, während der Nickel-Chrom-Stahl für alle Konzentrationen und alle Temperaturen der Salpetersäure bis zum Siedepunkt unangreifbar ist. Ebenso greifen die Essigsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure, Milchsäure, Chlorcalcium und Ammoniumsulfat den Nickel-Chrom-Stahl nicht an. Er widersteht auch der Schwefelsäure bei gewöhnlicher Temperatur, dagegen nicht, wenn Konzentration und Temperatur der Schwefelsäure zunehmen. Gegen atmosphärische Luft, fließendes Wasser und Seewasser ist der Stahl vollkommen beständig. Aus der nächsten Zahlentafel geht hervor, wie der rostfreie Nickel-Chrom-Stahl den Gemischen von Schwefelsäure und Salpetersäure widersteht:


Säuremischung
Gewichtsverlust
in gr/cm2
60 %
20 %
20 %
Schwefelsäure
Salpetersäure
Wasser

0,0004
60 %
15 %
25 %
Schwefelsäure
Salpetersäure
Wasser

0,0007
60 %
10 %
30 %
Schwefelsäure
Salpetersäure
Wasser

0,0004
60 %
5 %
35 %
Schwefelsäure
Salpetersäure
Wasser

0,0007

Wegen ihrer Eigenschaften finden Nickel-Chrom-Stähle vielfach Verwendung für Stücke, die in Berührung mit Säuren, Feuchtigkeit usw. kommen. Der Stahl mit 18% Chrom und 8% Nickel ist unter der Bezeichnung Staybrite bekannt. (Revue de Metallurgie, Bd. 24, Beil., S. 367/68.)

K.

Ueber die Wahl der Größe der Siemens- Martin- Oefen. Die Wahl der Abmessungen und der Ausführungsart eines Siemens-Martin-Ofens hängt von der Beschaffenheit des zur Verfügung stehenden Roheisens und von den Preisen für Roheisen und Stahlschrott ab. Begrenzt werden die Abmessungen für den festen Ofen durch zwei Faktoren: durch das Fassungsvermögen der Gießpfannen und durch den Anteil des verwendeten Roheisens und Schrotts. Der heute höchstmögliche Inhalt der Pfannen beträgt 150 t, die man mit Kranen von 200 t leicht bewegen kann. Die Höhe der Gießpfannen soll so niedrig wie möglich sein zwecks Verminderung des Druckes des Gießstrahles und zwecks Sicherung einer sicheren Arbeitsweise der Gießpfropfen; eine Vergrößerung des Pfanneninhaltes ist nur durch eine Erweiterung des Pfannenquerschnittes zu erhalten. Bei einer Jahreserzeugung von 60000 t Stahl im 75-t-Ofen und von 84000 t im 100-t-Ofen ist das Erzeugungsverhältnis 1 : 1,40, das Verhältnis hinsichtlich der Ausgaben für die Anlagekosten 1 : 1,25. Vergleicht man den festen 100-t-Ofen mit einem kippbaren 250-t-Ofen bei einer Jahreserzeugung von 180000 t, so beträgt das Erzeugungsverhältnis 1 : 1,28 und das Verhältnis für die Anlagekosten 1 : 1,72. Eines der größten Stahlwerke hält einen Satz von 35 % Roheisen für den besten Anteil im kippbaren Ofen und einen solchen von 42 % für den höchstzulässigen. Ein anderes Werk mit 200-t-Oefen erzeugt mit 22 % Roheisen je Ofen 10 % mehr als mit dem 250-t-Ofen, der mit einem Anteil von 60 % Roheisen beschickt wird. Die großen Oefen ermöglichen eine Ersparnis an Handarbeit, indem sie einen Stahl von gleich guter Beschaffenheit erzeugen wie die kleineren Oefen. Vom Standpunkte des investierten Kapitals aus arbeiten die festen 100-t-Oefen am wirtschaftlichsten. Die Bedienung eines festen 60-t-Oefens genügt auch für einen festen Ofen bis zu 125 t oder einen kippbaren 250-t-Ofen. Trotz des längeren Herdes an den großen Oefen sind die Ausbesserungen an ihm nicht so häufig. (Revue de Metallurgie, Bd. 24, Beil., S. 186-89.)

K.

Zuschrift an die Schriftleitung.

Von der Aktiengesellschaft der Maschinenfabriken Escher Wyss & Cie. in Zürich wird uns geschrieben: Auf Seite 158 des Aufsatzes über „Kraftwasserspeicheranlagen“ von Regierungsbaumeister a. D. R. W. Müller (Witten) ist folgender Satz enthalten:

„Von den vier Pumpensätzen für Niederwartha wurden zwei von Gebr. Sulzer und zwei von J. M. Voith (Heidenheim) geliefert.“ Wir machen Sie darauf aufmerksam, daß unsere Firma Escher Wyss & Cie. 2 der 4 für Niederwartha bestimmten Pumpensätze in Auftrag hat, währenddem die andern 2 Pumpensätze für die Anlage gemeinsam von der Firma J. M. Voith (Heidenheim) und von Gebrüder Sulzer geliefert werden.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: