Titel: | Ueber die ungleichmässige Zusammensetzung gegossener Stahlblöcke. |
Autor: | E. M. |
Fundstelle: | Band 258, Jahrgang 1885, S. 21 |
Download: | XML |
Ueber die ungleichmäſsige Zusammensetzung
gegossener Stahlblöcke.
Mit Abbildungen.
P. Zetzsche, über gegossener Stahlblöcke.
Die durch den englischen Chemiker Stubbs aufgefundene
Verschiedenheit in der Zusammensetzung eines Stahlblockes, besonders die Anhäufung
der Grundstoffe Phosphor, Schwefel, Silicium und Kohlenstoff in dem Theile des
Blockes, welcher am längsten flüssig bleibt, wurde zuerst an gröſseren Guſsstücken
nachgewiesen. Snelus wiederholte dann den Versuch an
einem gröſseren Blocke, welcher absichtlich durch Zusatz von Schlackeneisen stark
mit Schwefel und Phosphor angereichert war; auch er fand diese Verschiedenheiten in
der Zusammensetzung und wies deren Einfluſs auf die Festigkeitseigenschaften nach.
Der Block wurde zerschnitten und einzelne Scheiben zu Zerreiſsproben ausgeschmiedet.
Eine Probe am Boden ergab 54k/qmm bei 21,8 Proc. Dehnung, während die Probe am
Kopfende 74,6k/qmm
bei nur 8,8 Proc. Bruchdehnung zeigte.
Paul Zetzsche in Kulebaki (Ruſsland) hat nun sowohl die
Verschiedenheiten der chemischen Zusammensetzung, als auch deren Einfluſs auf die
mechanischen Eigenschaften bei gewöhnlichen zu Radreifen verwendeten Blöcken aus
Martinstahl nachgewiesen. Den Ergebnissen seiner Untersuchung, welche in Stahl und Eisen, 1884 S. 646 mitgetheilt sind, ist
Folgendes entnommen.
Ein beliebiger Guſsblock (Ingot) von 250k Gewicht
wurde unter dem Hammer gelocht und nach dem Erkalten ein Stück herausgeschnitten,
wie in nachstehender
Figur 1 angedeutet. Der Stahl war dicht und
besaſs feines gleichmäſsiges Korn im Bruche. Das schraffirte Stück wurde etwas
ausgeschmiedet und dann in Richtung des mittleren Durchmessers auf 38mm rund ausgewalzt. Aus dem Rundstabe wurden nun 5
Probestäbe herausgeschnitten, auf 18mm gedreht und
bei einer Körnerlänge von 200mm zerrissen.
Bezeichnet sind die Stäbe von Nr. 1 bis 5, so daſs Nr. 1 dem nach dem
Blockmittelpunkte gelegenen Ende entspricht, während Nr. 5 das dem Rande zunächst
gelegene Ende ist.
Fig. 1., Bd. 258, S. 22Die chemische Untersuchung lieferte folgende Procentwerthe:
Stab
Silicium
Mangan
Kohlenstoff
Phosphor
1
0,07
0,37
0,59
0,11 (Blockinneres)
2
0,06
0,41
0,58
0,11
3
0,04
0,43
0,56
0,09
4
0,03
0,46
0,53
0,09
5
0,02
0,50
0,52
0,08 (Blockäuſseres)
Wie man sieht, scheinen die Metalloide nach dem am längsten
flüssigen Theile des Stahlblockes zu wandern, während die Metalle nach dem am
frühesten erkaltenden Theile gehen, also an Reinheit gewinnen.
Textabbildung Bd. 258, S. 22Fig. 2 Bruchbelastung 53,4 k/qmm,
Contraction 49,9 Proc., Dehnung 21,6 Proc.Die Probestäbe sind auf einem selbstzeichnenden Zerreiſsapparate zum Bruche
gebracht worden und die auf demselben erhaltenen Festigkeitsdiagramme a. a. O.
abgedruckt; die Contraction wurde gleichzeitig mit eingetragen, so daſs die
Diagramme den in Fig. 2 gezeigten Charakter haben. In
der oben genannten Quelle ist nun als Bruchfestigkeit zwar der richtige höchste
Werth der Spannung cb angegeben, aber als Bruchdehnung
dann nicht der zugehörige Werth der Dehnung a c, sondern der Werth ad
genommen, der offenbar die örtliche Dehnung an der
Bruchstelle während des Bruches selbst mit enthält, welche von den mannichfaltigsten
Zufälligkeiten abhängt. Der Linienzug afg der
Contraction läſst dies besonders scharf erkennen; von dem Punkte f an wirft sich die Contraction nur auf die schwächste
Stelle. Die geringsten Zufälligkeitenkönnen nun an dieser Stelle die verstärkte Contraction
verhindern, so daſs sieh das betreffende Probestück nach den im J. 1879 vom Verein
deutscher Eisenbahnverwaltungen angenommenen Abnahmebedingungen (Bruchbelastung +
Contraction > n) als nicht genügend erweist, obgleich
es im Uebrigen sich als vollkommen brauchbar gezeigt hat. Ein solcher Zwischenfall
kam bei der Probe Nr. 4 vor, bei welcher das Stück plötzlich riſs; von dem Diagramme
fiel nur das Stück bcde fort und man wird kaum
behaupten können, daſs es deswegen weniger brauchbar als die anderen Proben gewesen
ist.
Die den Diagrammen entommenen Werthe sind in der
folgenden Tabelle zusammengestellt:
Stab
Bruchfestig-keit cbk/qmm
Bruch-dehnung acProc.
Contraction
bei Beginn desRisses
am Ende desRisses
1
58,2
16,5
19
43,7
2
55,7
15,5
19,5
47,8
3
54,2
18,0
21
45,8
4
53,0
18,0
21
21,0
5
53,4
18,5
22,5
49,9
Die im Blockinnersten gelegene Probe Nr. 1 ergab die gröſste Bruchfestigkeit
verbunden mit kleinerer Dehnung, während der dem Blockrande entnommene Probestab 5
die kleinere Bruchfestigkeit mit gröſster Dehnung zeigte.
E. M.