X. Ueber die Einwirkung der Luft und des Wassers, sowohl des suͤßen als des Seewassers bei verschiedenen Temperaturen auf Gußeisen, Stabeisen und Stahl; von Hrn. Robert Mallet. Aus dem London Journal of arts, Febr. 1844, S. 44. Mallet, über die Einwirkung der Luft und des Wassers auf Gußeisen, Stabeisen etc. Der Verf. theilt in dieser Abhandlung die Endresultate seiner Untersuchungen über den fraglichen Gegenstand, womit er sich fünf Jahre lang beschäftigte, mit. Die ursprünglich auf Veranlassung der British Association angestellten Versuche (vergl. polytechn. Journal Bd. LXXIX S. 317) bezogen sich lediglich auf die Einwirkung der Luft und des Wassers auf Eisen in verschiedenen Zuständen und unter verschiedenen Umständen; im Verlauf der Untersuchung aber erstrekte sie der Verf. auch auf viele andere verwandte Fragen von praktischer Wichtigkeit, z.B. auf die verschiedenen Methoden das Eisen, insbesondere zum Schiffbeschlag, vor Zerfressung zu beschüzen, wozu er verbesserte Verfahrungsarten vorschlug (polytechn. Journal Bd. LXXXIV S. 46). Die schüzende Kraft verschiedener Anstriche und Firnisse unter vielerlei Umständen wurde ebenfalls ermittelt und zum Theil auch den besondern Umständen, unter welchen vermuthlich die Eisenbahnschienen der Zerfressung unterliegen, nachgeforscht. Die numerischen Hauptresultate dieser Untersuchungen sind in Tabellen zusammengestellt und zeigen die absoluten und relativen Verluste durch Zerfressung in gegebenen Zeiten und unter sechserlei Umständen mit beinahe allen Qualitäten Gußeisen, Stabeisen und Stahl aus den größten Werken Großbritanniens. Das Metall wurde zwei verschiedene Zeiträume hindurch, einmal 387 Tage, einmal 732 Tage lang der Einwirkung ausgesezt: 1) des klaren Seewassers bei 10 1/2 bis 11 1/2° R. 2) unreinen Seewassers         deßgl. 3) des klaren Seewassers bei 34 1/2 bis 37° R. 4) reinen Flußwassers bei 0 bis 16° R. 5) unreinen Flußwassers bei 2 bis 13° R. 6) der Atmosphäre und ihrer Niederschläge zu Dublin. Auch sind Tabellen beigegeben über den Grad der Zerfressung des Guß- und Stabeisens in Seewasser und süßem Wasser, und zwar 1) des mit Zink überzogenen oder durch dessen Berührung galvanisch beschüzten; 2) des auf verschiedene Weise angestrichenen und gefirnißten; 3) des mit Legirungen von Kupfer und Zink und Kupfer und Zinn, wie Messing und Kanonenmetall, in Berührung gebrachten Eisens, welche Legirungen sich im Wasser gegen das Eisen elektronegativ verhalten. Der Verf. hat auch die specifischen Gewichte aller von ihm angewandten Sorten Guß- und Stabeisen, so wie die durch das Gießen des Eisens bei verschiedenen Hizgraden erzeugten Veränderungen in der Dichtigkeit des Metalls und den Einfluß der relativen Masse beim Gießen auf die Dichtigkeit desselben genau ermittelt; alles dieses hat, wie der Verf. darthut, einen Einfluß auf den Grad der Zerfressung einer gegebenen Sorte Gußeisens. Diesen Tabellen, welche die Ingenieure in Stand sezen, den Verlust ihrer Bauten durch Zerfressung in einer gewissen Zeit in Voranschlag zu bringen und das zwekmäßigste Eisen zu wählen etc., folgen noch andere, welche alle diese Resultate in einen Ueberblik zum praktischen Gebrauch zusammendrängen.Diese Tabellen, sagt unser Original, leiden keinen Auszug; ihr Abdruk aber wird für die Verhandlungen des Instituts der Civilingenieure vorbereitet. Ein Hauptaugenmerk des Verf. war darauf gerichtet, zu ermitteln, wovon die Verschiedenheiten des Gefüges, der Dichtigkeit oder der chemischen Constitution des Metalls, das Maximum und Minimum der Zerfreßbarkeit unter gegebenen Umständen abhängen; es waren zu diesem Behufe zahlreiche genaue Analysen erforderlich. Diese wurden von dem Verf. angestellt und sammt den Details des dabei befolgten Verfahrens in besondern Tabellen zusammengestellt. Diese Analysen zeigen, daß die Zerfreßbarkeit des Gußeisens nicht von dessen Kohlenstoffgehalt und noch viel weniger von seinem Gehalt an anderen gewöhnlich darin vorkommenden fremdartigen Stoffen abhängt, wohl aber von dem Zustand, in welchem der Kohlenstoff sich darin befindet, von dem Aggregatzustand der ganzen Masse und der galvanischen Gleichförmigkeit der der Corrosion ausgesezten Flächen. So wird eine und dieselbe Sorte Gußeisen unter gewissen Umständen viel schneller zerfressen, wenn sie unregelmäßig abgekühlt wurde, und schneller, als dieß bei gleichmäßiger und langsamer Abkühlung der Fall wäre. Warmes oder kaltes Gebläse macht nur einen sehr unbedeutenden Unterschied in der Zerfreßbarkeit des Eisens und dieser ist nur eine Folge der Abweichung in der Dichtigkeit. Bedenkt man, daß der Kohlenstoff im Gußeisen in zwei sehr Verschiedenen Zuständen vorhanden ist, nämlich als ungebundener Graphit in krystallinischer Form und als gebundener Kohlenstoff; daß das dunkelgraue, weichere Eisen mehr vom ersteren, das härtere hingegen und glänzendere Eisen mehr vom leztern enthält; daß das leztere, unter gleichen Umständen gegossen, bei weitem keine so gleichmäßige Oberfläche hat als das erstere, während das stark graphithaltige Eisen, obgleich in großen Probestüken gleichförmiger, dem Gefüge nach doch das am wenigsten dichte und weichste ist, so kömmt man endlich zu dem Schlusse, daß das im Handel hoch geschäzte glänzende graue Eisen, wie in allen andern Beziehungen zum Bauzwek das beste, auch der Luft und dem Wasser ausgesezt, das dauerhafteste ist. Die zweite längere Einlegung aller Proben war nöthig, um „das Gesez des Fortschreitens der Zerfressung hinsichtlich der Zeit“ zu ermitteln. Der Verfasser fand, daß wenn der gebildete Ueberzug von Oxyd und kohlenstoffartiger Substanz oder Graphit von der Oberfläche des der Luft und dem Wasser ausgesezten Eisens beständig entfernt wird, das Fortschreiten der Zerfressung ein abnehmendes ist, weil mit Wegnehmen von Metall die innern Theile gleichförmiger im Gefüge werden und sich dann nicht mehr so viele kleine galvanische Paare bilden; wo aber Oxyde und Graphit unverändert liegen bleiben, halten dieselben, da sich beide zum Metall elektronegativ verhalten, der Wirkung des regelmäßigen Gefüges beinahe das Gleichgewicht; die Zerfressung geht hier stätig fort, oder erhält sich in ziemlich gleichem Verhältniß zur Zeit der Einwirkung. Dieß ist erfahrungsmäßig nachgewiesen und trat bei der Zerfressung durch Seewasser augenscheinlich hervor. Daher wird ohne alle Beschüzung im Wasser liegendes Gußeisen, wenn es manchmal abgerieben und gereinigt wird, so wie auch in ebbendem und fluchendem Wasser liegendes Gußeisen weniger zerfressen werden, als im unbewegten und stillstehenden Seewasser befindliches. Der Grad der Zerfressung, sofern er von dem Metall selbst abhängt, ist ein Minimum, wenn das Gußeisen gleichförmiger und hart, überdieß frei von darin zerstreutem Graphit ist; das Wasser aber anbelangend, in welchem es liegt, ist die Zerfressung am größten in unreinem Seewasser und die geringste in hellem Flußwasser, falls beide eine niedrige Temperatur haben und ziemlich gleich viel Luft und namentlich Kohlensäure enthalten. Die zwei Zoll diken kyanisirten eichenen Kisten, in welchen die Proben im Kingston-Hafen in Wasser gesezt wurden, waren in zwei Jahren von der Limnoria terebrans durchfressen. Dem Wetter und allen atmosphärischen Niederschlägen in Dublin frei ausgeseztes Gußeisen war beinahe so schnell zerfressen wie in hellem Seewasser, wenn die Probestüke in beiden Fällen völlig unbeschüzt geblieben waren. Die mit Stabeisen und Stahl angestellten Versuche zeigen, daß sie aus zwei oder mehreren verschiedenen chemischen Verbindungen bestehen, welche cohärent und in einander gefügt sind, und wovon eine der andern gegenüber sich elektronegativ verhält. Der elektropositive Körper ist es, welcher zuerst von der Zerfressung leidet, die elektronegativen Bestandtheile des Eisens und Stahls bleiben hingegen glänzend, bis die übrigen alle, oder wenigstens sehr tief hinein zerfressen sind, wo sie dann sich ebenfalls zu oxydiren anfangen. In der Regel geht, je seiner die Qualität des Stabeisens und je gleichförmiger sein Gefüge ist, desto langsamer und gleichförmiger dessen Zerfressung im Wasser vor sich; kleine Abweichungen in der chemischen Constitution bringen in dieser Hinsicht nur unbedeutende Veränderungen hervor. Stark kieselhaltiges Stabeisen jedoch wird örtlich sehr zerfressen, und scheint durch einen sich daran bildenden dünnen Kieselerde-Ueberzug theilweise beschüzt zu werden. In Bündeln zusammengeschweißte Stäbe vom besten Staffordshirer Nieteisen (rivet iron) wurden von allen probirten Eisensorten als das dauerhafteste Eisen befunden; demselben zunächst kommen die Low-Moor-Dampfkesselplatten und verdienen deßhalb zum Bau eiserner Schiffe den Vorzug. Unreines Seewasser, welches Schwefelwasserstoff entwikelt, bringt an Stabeisen und Stahl die stärkste Zerfressung hervor. Die Berührung von weichem faulendem Schlamm scheint noch zerstörender zu wirken. Stahl wird in der Regel gleichförmiger und langsamer zerfressen als Stabeisen. Gehärteter Gußstahl wird nach dem Gerben in der Regel am wenigsten zerfressen und geringer Cementstahl am meisten. Der Verf. untersuchte auch die eigenthümliche Kohlenstoffsubstanz, welche er Graphit (plumbago) nennt, und die sich durch die Zersezung des Gußeisens im Seewasser, so wie unter andern Umständen bildet; er sucht darzuthun, daß dieser Graphit zum Theil durch Zersezung der im Wasser aufgelösten Kohlensäure entsteht. Der durch längere Einwirkung von Luft und Wasser auf Eisen erzeugte Rost ist Brauneisenstein; abgesehen von allen unbedeutenden oder zufälligen Bestandtheilen des Eisens ist seine Formel 2 Fe₂O₃ + 3 HO, mit mehr oder weniger Spatheisenstein, FeO + CO₂, vermengt. Wenn er recht alt wird, verliert er Wasser und wird zu Rotheisenstein oder wasserfreiem Eisenoxyd. Der Verf. geht nun auf die Zerfressung der Schiffdampfkessel durch das Seewasser über; dasselbe muß, um die geringste Einwirkung auf Dampfkessel zu haben, auf 70° R. erhizt werden, um die Luft daraus auszutreiben, ehe man die Kessel damit speist; je weniger es sich concentrirt, desto weniger zerfrißt es das Eisen. Die Tabellen über den Grad der Zerfressung des Gußeisens, in Berührung mit bekannten Legirungen von Kupfer mit Zinn und Zink, erstreken sich auch auf das Stabeisen. Die Zerfressung desselben wird durch die Berührung mit Messing oder Kanonenmetall beschleunigt und zwar durch lezteres mehr als durch Kupfer. Der Verf. bestätigt sein früheres Resultat, daß, ausgenommen in atmosphärischer Luft, ein Zinküberzug oder die Berührung mit Zinkplatten, das Guß- oder Stabeisen nur theilweise gegen Zerfressung schüzt. In unreinem Seewasser wird die Verzinkung in künstliche Blende = (Zn + Fe + S) umgewandelt. Er findet Elkington's und Ruolz's Verzinkungsverfahren sehr geeignet für eiserne Gegenstände, welche der Luft ausgesezt werden; im Wasser aber, oder überhaupt wo Reibung stattfindet, bezweifelt er dessen Wirksamkeit. Der (im polytechn. Journal Bd. LXXIX S. 317 erwähnte) Zinkanstrich bewährte sich als der dauerhafteste aller Firnisse, mit Ausnahme des warm aufgetragenen Steinkohlentheers und der Asphalt-Firnisse. Der Verf. geht nun auf die das Verderben der eisernen Schiffe betreffenden Fragen über. Auf die bekannte Schuzkraft einer schwach alkalischen Flüssigkeit gegen die Oxydation fußendMan vergl. hierüber Payen's Abhandlung im polyt. Journal Bd. LI S. 116., schlägt er Kalkwasser statt des Kimmwassers vor, um der innern Zerstörung der eisernen Schiffe vorzubeugen. Seine zahlreichen Versuche zur Verhütung der äußeren Zerstörung und Verunreinigung der Schiffe führten ihn auf das Verfahren, die Platten mit Zinkamalgam und einer geringen Menge alkalischer Basis zu überziehen. Diese Beschüzung beruht darauf, daß die Legirung durch die erste Einwirkung eines Menstruums eine unauflösliche Oberfläche von amalgamirtem Zink bildet. Dieser Ueberzug wird wieder geschüzt von Asphalt-Firniß, um die Berührung mit dem schwer auflöslichen giftigen Anstrich zu verhindern, womit man den Schiffsbauch überstreicht. Es eignen sich zwar mehrere Metallsalze als Gifte gegen die den Schiffsboden überziehenden Mollusken und Schalthiere; der Verfasser zieht aber allen das Kupferoxychlorid vor, welches sich von selbst an dem gewöhnlichen kupfernen Schiffsbodenbeschlag bildet und ihn durch seine giftige Eigenschaft rein erhält. Des Verfassers Verfahren wurde an Schiffen, welche nach den tropischen Gegenden gingen, eine Zeit lang in Anwendung gebracht und bewährte sich als Schuzmittel gegen den Ueberzug. Er dekt die Irrthümer auf, worin man hinsichtlich des Richtzerfressenwerdens der sich bewegenden Schiffe bisher befangen war, und zeigt, daß allerdings Zerfressung stattfindet, daß aber dieselbe nicht so wahrnehmbar ist, als wenn das Schiff ruhig ligt. Er zeigt ferner, daß der Magnetismus mit dem Grade der Zerfressung bei eisernen Schiffen in gar keiner Beziehung steht, und behandelt endlich mehrere zufällige Umstände, welche zur theilweisen Zerstörung eiserner Schiffe beitragen – die Beschaffenheit der Ladung, die Art der Befestigung des Maschinenwerks, den Contact der Dampfkessel, verschiedener Bauhölzer etc., welche für den Schiffs-Ingenieur von praktischer Wichtigkeit sind. Kyanisirtes Bauholz zerstört Eisen in Berührung mit demselben sehr bald; im Seewasser beschleunigt es dessen Zerfressung um mehr als das Doppelte. Nach einer tabellarischen Uebersicht über die numerischen Werthe einer gewissen Anzahl Sorten englischen Stabeisens für den Bau eiserner Schiffe geht der Verf. die vorzüglichsten Methoden, welche zur Beschüzung des Eisens in neuerer Zeit von Berry, Neilson, Shore, Elkington und Ruolz, Hall, Crawford und Fontainemoreau vorgeschlagen und denselben patentirt wurden, speciell durch; keine derselben aber, behauptet er, ausgenommen die Elkington-Ruolz'sche, ist unter den oben erwähnten Bedingungen von praktischem Werthe. Schließlich sagt der Verfasser daß, da eine gleichförmige Zerfressung bei eisernen Schiffen nicht gesichert werden kann und eine locale Einwirkung in unvorhergesehenen Fällen sehr unangenehme Zufälle herbeiführen kann, die Beschüzung gegen Zerfressung und Anlegung von Unreinigkeiten für die Sicherheit des Schiffes als sehr wichtig erachtet werden muß. Auf seine Weise geschüzt, sind sie aber nach seiner Ueberzeugung in jeder Beziehung sicherer als die besten von Holz erbauten Schiffe. Auch führt er Beispiele von mehreren Autoritäten an, wie schnell sich die Ablagerungen von Unreinigkeiten an Schiffsböden bei hölzernen, mehr noch aber bei eisernen Schiffen anhäufen, und läugnet die Möglichkeit, diese Ablagerung von eisernen Schiffen durch irgend ein Scharrverfahren zu entfernen, es sey denn, es geschehe dieß auf dem Werft und werde beständig fortgesezt. Die Abhandlung schließt mit einigen Bemerkungen über die vermuthete Verschiedenheit im Grade der Zerfressung von Eisenbahnschienen, je nachdem sie in oder außer Gebrauch sind, oder in bloß einer oder in beiden Richtungen befahren werden. Die Versuche des Verf. hierüber sind auf mehreren Eisenbahnen noch im Gange und er wird die Resultate derselben später bekannt machen. Zur Zeit glaubt er, daß die Schienen unter übrigens gleichen Umständen gleich stark zerfressen werden, man mag sie befahren oder nicht.Auf den Vortrag dieser Abhandlung folgte eine Discussion über diesen Gegenstand, von welcher wir nur die Aeußerung der HHrn. Williams, Rendel und Field, herausheben, daß sich eiserne Schiffe, so zu sagen ohne alle Beschüzung, auf Flüssen, Canälen und in der See viele Jahre lang erhielten, ohne bedeutend zerfressen zu werden, so daß sogar die Dampfkessel öfters erneuert werden mußten, ehe es der Schiffsboden bedurfte. Es wurde hienach bezweifelt, ob der Nuzen des von Hrn. Mallet vorgeschlagenen Verfahrens mit den Kosten desselben in Verhältniß steht.