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s , s r , * , n r n i i T T T m T n p T f i n i T „ t v ,
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G eschäftsführer d e r j B ■■ A » A J |^J J | | y st e llv e r t r .G e s c h ä fts fü h r e r
N o rd w estlichen G ruppe I I & + ^ | J e J V e re i„ s ie u t s c h e r
des V e re in s d eutscher
E i s e n h ü t t e n l e u t e .
Z E IT S C H R IF T
FÜR DAS DEUTSCHE EISENHÜTTENWESEN.
Nr. 38. - 19. Septem ber 1912. 32. Jahrgang.
Die Bestimmung der Schlackeneinschlüsse im Stahl.
M e t a 11 o g r a p h i s c h e r T e i l .
Von Chefcliemiker G. M a r s in D üsseldorf■ Rath.
(Mitteilung aus der Chemikerkommission dos Vereins deutscher Eisenhüttenleute.) (Iiiorzu Tafel 40 bis 42.)
M. H.! Ich folge einer Anregung der Geschäfts
führung des Vereins deutscher Eisenhüttenleute, indem ich Ihre Aufmerksamkeit auf ein Gebiet lenken möchte, dessen Erforschung in neuerer und neuester Zeit durch die Entwicklung unserer Kenntnis vom Gefügeaufbau der Stähle ganz un
gemein au Bedeutung gewonnen hat. Sie alle wissen, daß die Zusammensetzung unserer Stähle durclt die chemische Analyse auf das genaueste erm ittelt werden kann, selbst wenn man nicht, wie dies gewöhnlich geschieht, auf die Bestimmung der eingeschlossenen und gelösten Gase, zu denen ich auch den Sauerstoff in jeder Form rechne, verzichtet. Aber Sie wissen auch, daß die genaueste vollständige Analyse eines Stahles dem Stahlmacher kein vollständiges Bild von der Güte des Stahles sein kann, denn der festgewordene und langsam erkaltete Stahl ist keine gleichmäßige Lösung aller seiner Elem ente, sondern die letzteren bilden verschiedenartige Gefügebestandteile, deren A rt ebenso wie deren V e r t e i l u n g im Gefüge des Stahles von ausschlaggebender Bedeutung für die Beschaffenheit des Stahles ist. D ie nähere Unter
suchung der Gefügebestandteilo sowie des Gefüges der Stähle läßt nun unterscheiden zwischen den eigentlich stahlbildenden Gefügebestandteilen, das sind alle diejenigen Gefügebestandteile, welche, für sich allein vorhanden, einen guten Stahl ergeben würden, und allen jenen, in den meisten Stählen in mehr oder weniger großen Mengen auftretenden Gefügebestandteilen, die nicht eigentlich stahl
bildender Art sind, und die, für sich allein vor
handen, alles andere eher als einen guten Stahl ergeben würden. D a d ie : ganze Stablherstellung aufgefaßt werden kann als eine läuternde Trennung der stahlbildenden Gefügebestandteile von allen nicht stahlbildenden Körpern, m it anderen Worten des Stahles von der Schlacke, so ist es erlaubt, alle im Stahl vorkommenden Körper, deren Vor
handensein niebt nur unbedingt zur Natur des Stahles gehört, sondern dessen Güte sogar schmälert, im weitesten Sinne als Schlacke zu bezeichnen.
Die Bestimmung dieser im Stahl vorkommenden XXXVIII..,,
S c h l a c k e n e i n s c h l ü s s e ist es, worüber ich im folgenden einige Bemerkungen machen möchte.
Was vor allem die W ichtigkeit des Gegenstandes anbetrifft, so liegt es auf der Hand, daß der prak
tische Metallograph, wenn er irgendeinen Mißerfolg einer Stahlprobe m it Bestim m theit auf Schlacken- einschlusse zurückgeführt hat, von dem Stahlmacher ganz natürlich vor die Frage gesteht wird, woher die Schlackeneinschlüsse stammen, denn erst m it der Beantwortung dieser Frage weiß der Stahl
macher an der richtigen Stelle in das Schmelz ver
fahren zur Verbesserung der Qualität seines Erzeug
nisses einzugreifen. Der Möglichkeiten der Verun
reinigungen des Stahles aber gibt es sehr viele.
D ie Sohlackeneinschlüsse können in ihren Elementen noch aus dem ursprünglich verwendeten Erz bzw.
Koheisen oder aber aus den im Verlauf der Stahl- sehmelzverfahreu angewendeten Zuschlägen und Brennmaterialien stammen, sie können von D esoxy
dationsm itteln herrühren, sie können Ofenschlacke sein, die beim Abstich m it dem Metall vermischt worden und darin aufgeschwemmt geblieben ist;
sie können schließlich durch Wegfressen der Pfannen
wand, der Wandung des Ausflußloches, des Einguß
trichters oder der Kanalsteine in den Stahl gelangt sein, kurz aus zahlreichen Quellen stammen. D a
durch, daß die mehr oder weniger zahlreich vor
handenen Schlackeneinschlüsse in ihrer Art und Ver
teilung das praktische Verhalten des Stahles beein
flussen, gewinnt ihre Bestimmung eine außerordent
liche Bedeutung für die Stahlherstellung, und zwar sowohl bezüglich der bereits im Ofen notwendigen Wärmebehandlung des flüssigen Stahles als auch in Hinsicht auf die Auswahl der Schm elzm ittel und Schmelzvorrichtungen.
Die Bestim m ung der Schlackeneinschlüsse be
trifft nun ganz allgemein zunächst die Feststellung ihrer Verteilung und ihrer Art, und in zweiter Linie die Untersuchung ihrer Zusammensetzung und Menge im S ta h l D ie beiden Aufgaben sind ganz der qualitativen und der quantitativen Analyse ver
gleichbar. D ie qualitative Schlackenbestimmung 60
1558 Stahl und Eisen. Die Bestimmung der S •Mackeneinschlüsse im Stahl. 32. Jahrg. Nr. 38.
läßt sich am schnellsten und sichersten auf rein metanographischem Wege durchführen, die quanti
tative Schlaekenbestimmung dagegen dürfte m it Erfolg nur auf chemischem Wege durchgeführt werden können. In H insicht auf diese Zweiteilung der erforderlichen Untersüchungsarbeit hat die Geschäftsführung des Vereins vorgeschlagen, die beiden Arbeitsgebiete vollständig getrennt in Angriff zu nehmen. Der Verein h at sich dabei in dankens
werter Weise der Mühe unterzogen, für ein vorläufi
ges Probcmate.rial sowohl in Gestalt verschiedener Schmelzproben, die dem Stahlbade zu verschiedenen Zeiten des Sclunclzverfahrens entnommen waren, als auch in Gestalt einiger Fertigerzeugnisse zu sorgen, deren mangelhaftes Verhalten auf Schlaeken- einschlüsso hindeutete. Während über den rein chemischen Teil der Untersuchungen besonders berichtet werden wird, will ich im folgenden den metallographischen Teil der Untersuchungen erörtern, nicht ohne aber vorauszuschicken, daß mein Bericht wegen der knappen Zeit, die mir zu seiner Abfassung zur Verfügung stand, nur einem Streifzug in das genannte Gebiet, keineswegs aber einer vollständigen Durchdringung desselben entsprechen kann und will. Dasselbe gilt auch von der Literaturübersicht, die ebenfalls keinen Anspruch auf Vollständigkeit macht. Es ist aber beabsichtigt, über die Arbeiten, die fortgesetzt werden sollen, bei späteren Gelegen
heiten zu berichten, und dabei soll auch die Literatur zu möglichster Vollständigkeit ergänzt werden.
Sowohl für die Durchführung der noch zu erledigen
den Versuche als auch für die Vervollständigung der Literaturübersicht wäre es sehr erwünscht, wenn uns die Fachgenossen m it Anregungen und Hin
weisen in m öglichst reichem Maße unterstützen wo Uten.
D ie metallographische Bestimmung der Schlacken
einschlüsse zerfällt in die Feststellung, daß wir es in einer gegebenen Stahlprobe überhaupt mit Schlackcneinschlüssen zu tun haben, sowie ferner in die Ermittlung ihrer Verteilung und allgemeinen Art. Ueber das, was bisher bezüglich dieser Punkte bekannt geworden ist, sowie über das Verhalten und die Wirkung der Schlackeneinschlüsse im Stahl erhallen wir am besten Aufschluß, wenn wir der Literatur der Schlackeneinschlüsse in deren wichtig
sten Erscheinungen folgen.
Das Bewußtsein, daß die Schlacken von nach
teiligem Einfluß auf die Eigenschaften des Stah’es sind, ist so alt wie die StahlhersteUung selbst. Das Vorkommen von Schlackeneinschlüssen in dem besten schwedischen und steirischen Frischstahl und ihre unheilvolle Wirkung in so feinen Stücken, wie es die Uhrfedern von H u n t s m a n n waren, bewegte bekanntlich den genialen Uhrmacher zur Vornahme jener ersten Tiegelschmelzversuche, die ihn zum Er
finder des Tiegelstahles machten. Daß die Puddel- stähle stark schlackenhaltig sind, ist- ebenfalls be
kannt. Der erste Bessemerstahl war infolge seiner großen Menge von oxydischen Schlacken gänzlich
unbrauchbar. M u s h e t machte ihn erst durch An
wendung eines Manganzuschlages brauchbar, indem er zum ersten Male das durchführte, w as in der Folge für fast alle Stahlherstellungsverfahren unerläßlich wurde, die Desoxydation. Aber auch der desoxydierte Stahl aus der Birne oder dem Siemens-Martin-Ofen ist bei weitem nicht schlackenfrci, w eil stets ein Teil der Desoxydationserzeugnisse im Stahl verbleibt und dort natürlich, obgleich diese erheblich weniger schädlich sind als das massenhaft gelöste Eisen
oxydul des nicht desoxydierten Stahles, in Form von Sehlackencinschlüsscn schädliche Wirkung haben.
Dasselbe Metall Mangan, dessen vorteilhafte Wir
kung auf die Unschädlichmachung des Sauerstoffes Mushet bewußt oder unbewußt erkannt hat, war zu derselben Zeit etwa der Gegenstand einer Beobach
tung von C a r o n 1, der die Fähigkeit des Mangans erkannte, den Sehwefelgchalt des Eisens zu ver
mindern, eine Beobachtung, deren praktische Aus
nutzung später durch die Einführung der Mischer in ausgezeichneter Weise gelang. Daß der Schwefel
und Mangangehalt des Stahles die Fähigkeit besaß, sich in den oberen Teilen der Blöcke anzureichern, war 1881 von S n e l u s 3 festgestellt worden. 1885 und J888 wiesen O s m o n d und W e r t h 4 durch chemische Analyse nach, daß der Schwefel und das Mangan in den Stählen in Form eines Sulfides enthalten seien, eine Feststellung, die 1901 C a r n o t und G o u t a l ' 8 be
stätigten, und die von J t i p t n e r dahin erweitert wor
den ist, daß auch Eisensulfid in dem Mangansulfid enthalten sein kann. 1900 führte A r n o l d 17 das mikro
skopische Untersuchungsverfahren zur Erforschung der Schlackeneinschlüsse ein. Er beschrieb den Unter
schied der Wirkung des Schwefels, je nachdem er als Eisensulfid oder als Mangansulfid enthalten sei.
D as Eisensulfid findet sich stets in dünnen Aus
scheidungen zwischen den Kristallen, letztere völlig voneinander trennend; das Mangansulfid dagegen tritt nur in Form von rundlichen Einschlüssen auf.
In jedem Falle bilden die Sulfide bei der Schmiedung langgestreckte Flächen geringer Festigkeit, wodurch die schädliche Wirkung eines Schwefelgehaltes er
klärt wird. H o u g h t o n 71 betonte 1901 den Unter
schied in der Festigkeit der solche Schlackenein
schlüsse besitzenden Stähle, je riachdem sie in der Längsrichtung oder Querrichtung beansprucht werden.
In einer 1903 erschienenen Arbeit von A r n o l d und W a t e r h o u s e ” wurde die bereits'früher von Le C h a - t e l i e r ausgesprochene Vermutung bestätigt, daß das Mangansulfid schwer schmelzbar ist, während das Eisensulfid leichter flüssig ist, wodurch die Wir
kung des verschiedenen Gefügeaufbaucs der mangan- freien gegenüber den manganhaltigen schwefelreichen Stählen erklärt wird. In der Besprechung dieser Arbeit ist ein Ausspruch von S t e a d bemerkenswert, wonach die Gegenwart der Blangansulfid-Adem nicht in allen Fällen schädlich, sondern, z. B. in Eisen
bahnschienen, sogar m itunter von Vorteil sei; eine ähnliche irrtümliche Ansicht von der geringen Schädlichkeit desMangansulfides sprach H o u g h t o n”
19. September 1912. Die Bestimmung der Schlackeneinschliisse im Stahl. Stalil und Eisen. 1559 noch 1905 aus. 1905 beschrieb A r n o l d 30 die von ihm
als „Geister“ (ghosts) bezeichnetcn Schlacken und Seigerungen enthaltenden Adern in den Stählen, und S t e a d 31 brachte in demselben Jahre eine Studie der im Stahl vorkommenden Mangansulfide und -silikate, die er auf chemischem Wege unterscheiden konnte. Ein durch Behandlung m it verdünnten Säuren erhaltener blaßgrüner Rückstand entsprach der Formel 2 Mn 0 , 3 Si 0 % In großen Stahlmassen findet sich nach ihm oft das Sulfid in dendritischen Formen in dem Silikat kristallisiert vor. Durch ver
dünnte Säure und Anlassen läßt cs sich erkennen.
Stead beschrieb auch in derselben Arbeit die in den Bruchflächen schlackcnhaltiger Zerreißproben auf
tretenden und die Richtung der Streckung andeuten
den grünlichen Schlackeneinschlüsse. Aehnliche Erscheinungen, und zwar in Kanonenstahl, beschrieb H o r w o r th 331905, wobei er die Vermutung aussprach, daß cs sich um beim Abstich mitgerissene Schlacken handeln könne, da der Schwefelgehalt des Stahles nicht hoch genug sei, um die Menge solcher Schlacken- einschlüssc zu erklären. In einer Arbeit aus dem Jahre 1905 über die „W issenschaft in der Eisengießerei“
kommt Stead zu der richtigeren Auffassung der Schlackeneinschlüsse als in der erwähnten früheren Arbeit, indem er sagt, daß der schwefelhaltige Ge
fügebestandteil, ob er Eisen- oder Mangansulfid sei, in jedem Falle die physikalischen Eigenschaften der Schlacke besitzt, deren Gegenwart, vom rein mechanischen Standpunkt aus betrachtet, nicht als günstig bezeichnet werden könne. 1906 gab H e y n 35 sein bekanntes Verfahren zur Erkennung der Schwefel- anreicherungcn in Stählen durch Herstellung eines förmlichen Abdruckes auf einem Seidenläppchen vermittels Quecksilberchlorides bekannt. L a w * 3 be
schrieb 1907 in einer Arbeit über die nichtm etalli
schen Verunreinigungen des Stahles die Wirkung des in langen Streifen und oft m it anderen Verun
reinigungen in Form von „Geistern“ ausgeseigerten Mangansulfides. Das hellere Sulfid enthält nach seiner Meinung viel Eisensulfid, während das dunklere sich seiner Zusammensetzung nach dem reinen Mangansulfid nähert. F a y 11 veröffentlichte 1908 eine Reihe von Bildern von Eisenbahnschienen und Kanonenstählen, die infolge von Schlackenein
schlüssen gebrochen waren. Er betonte, daß das Sulfid in jedem Falle ein gefährlicher Gefiigebestand- teil sei, und daß dem flüssigen Stahl Zeit gelassen werden sollte, die Abscheidung des Sulfides voll
ständig vonstatten gehen zu lassen.
Von den neueren Arbeiten über die Schlacken
einschlüsse sind besonders noch diejenigen von B a n n i s t c r 3* 1906 über die Beziehungen zwischen Bruchform und Kleingefüge der Stähle, von R o s e n h a i n 53 1909 über Sclilackcneinschlüsse im Stahl so
wie von M a t w e i e f f 53 u-541910 interessant. Letzterer ermittelte einige Verfahren, um die verschiedenen Schlackeneinschlüsse im Stahl voneinander zu unter
scheiden. Er zeigte, daß durch Anwendung von drei Reagenzien, Wasserstoff, überhitztem Dampf,
beide bei R otglut, sowie verdünnten wässerigen Lösungen von organischen Säuren die Oxyde, Sul
fide und Silikate des Eisens und Mangans sich von
einander unterscheiden lassen. Während die letzteren von keinem der genannten A etzm ittel angegriffen werden, werden die Oxyde nur von Wasserstoff und überhitztem Wasserdampf, die Sulfide da
gegen nur von organischen Säuren angegriffen.
D ie Oxyde der beiden Metalle unterscheiden sich dabei dadurch, daß das Manganoxydul, wenn es allein vorhanden ist, von Wasserstoff nicht reduziert wird; sind dagegen beide Oxyde zugleich vorhanden, so lassen sie sich durch Wasserstoff reduzieren.
Werden die Schliffe darauf m it einer alkoholischen Eisenchloridlösung geätzt, so sollen die reduzierten Oxyde sehr stark färben. Ist nur Eisenoxyd vor
handen, so färbt es sich nach seiner Reduktion in derselben Lösung nur schwach. Die Sulfide unter
scheiden sich dadurch, daß verdünnte Weinsäure
lösung das Eiscnsulfid sehr stark, das Mangan
sulfid dagegen nur schwach färbt. In einer weiteren Arbeit über die Schlackeneinschlüssc der Thomas
stähle fand Matweieff, daß diese Schlacken häufig aus Oxyden in Verbindung m it Kalk bestehen.
Zur Erkennung solcher Schlacken eignet sich zwei
prozentige wässerige Lösung von Ammonium
karbonat. L e v y 55 u-58 untersuchte in zwei Arbeiten, die 1910 und 1911 erschienen, das Verhalten der Mangansulfide und -silikate in Eisen und Stahl.
Nach ihm hat das reine Mangansulfid, dessen Schmelz
punkt über 1 4 5 0 0 C liegt, eine dunklere Farbe, dagegen die Mischung von Eisen- und Mangansulfid zu gleichen Teilen, die bei etw a 1250 0 C schmilzt, eine hellere Farbe. Der Schmelzpunkt des Mono
silikats zeigt bei der Erstarrung drei Haltepunkte bei 1300, 1230 und 1130° C und vermag das Sulfid aufzulösen, das darin bei der Abkühlung in den
dritischen Formen erstarrt.
Die in kurzen Zügen nachstehend gegebene Ueber- sicht über die Literatur der Schlackeneinschlüsse zeigt, daß bereits ziemlich zahlreiche Beobachtungen über Schlackeneinschlüsse in den Stählen vorliegen.
Es sind die ersten Versuche der Unterscheidung der einzelnen schlackcnbildenden Gefügebestandteile ge
m acht worden. Allen Arbeiten, wenigstens denen der neuesten Zeit, ist die begründete Ansicht gemein, daß alle nicht stahlbildenden Gefügebestandteile, mögen diese nun Sulfide oder Silikate oder Gemenge beider sein, die Eigenschaften des Stahles durchaus schädlich beeinflussen, indem sie den wirksamen Quer
schnitt des Stahles nicht nur im Verhältnis ihres prozentualen Anteiles im Aufbau des Stahles, sondern durch Kerbwirkung in weitem Umkreise schwächen.
Dementsprechend kehren auch alle neuzeitlichen Stahlherstellungsverfahren für allerbeste Qualitäten zu dem als unerläßlich erkannten Mittel zurück, den Stahl durch ruhiges Abstehenlassen von seinen Schlackeneinschlüssen zu befreien. D ie Literatur des Elektrostahles preist als besonderes Verdienst der Elcktrostahlindustrie die Möglichkeit, aus minder
1500 Stahl und Eisen. Die Bestimmung der Schlackeneinsehlüsse im Stahl. 32. Jahrg. Nr. 38.
Zahlentafel 1. Z u s a m m e n s e t z u n g d e r u n t o r s u o h t o n E i s o n s o r t e n .
P r o b e C
% Si
%
Mn0//O p
% S
% .
Si
% Thomascharge a, vor dem Ferromanganzusatz . . . . 0,00 Spuren 0,19 0,061 0,063
Desgl. letzter B l o c k ... 0,09 0,39 0,083 0,062 Thomascharge b, vor dem Ferromanganzusatz . . . . 0,04 • » 0,19 0,057 0,063 Desgl. letzter B lo c k ... 0,05 n. b. 0,081 0,065 Basische Martincharge a, beim ersten Aufkocht n . . . 0,42 0,32 0,151 0,002 Desgl. letzter B l o c k ... 0,11 0,42 0,044 0,060 Basische Martincharge b, F ertigprobe... 0,30 0,24 0,90 0,026 0,020 4,77 Elektroflußcisen, Probe nach dem 1. Abschlacken . . . 0,00 Spuren 0,20 0,004 0,054
Desgl. Chargcn-Fertigprobe... 0,12 0,07 0,42 0,011 0,035 Desgl. letzter B l o c k ... 0,10 0,07 0,42 0,012 0,038 Saure Martincharge a ... 0,30 0,31 0,91 n. b. n. b. 2,24 Saure Martincharge b ... 0,50 0,14 0,84 0,045 0,037 Saure Martincharge c ... 0,33 0,23 0,57 n. b. n. b. 2,06 Tiegelstahl a ... 0,30 0,25 1,05 n. b. n. b 3,70 Tiegelstahl b ... 0,49 0,23 1,28 n. b. n. b.
wertigem Rohmaterial ein Material zu erschmelzen, das ein Mindestmaß an Schlackeneinschlüssen enthält.
D ie Literatur der Schlackeneinschlüsse enthält da
gegen nur wenig oder nur allgemeine Behauptdngcn, wie die eben angeführte der Elektrostahlindustrie, über die Art, Menge und Verteilung der Schlackcn- einschlüssc in den aus verschiedenen Herstellungs
verfahren stammenden Stählen sowie in den zu ver
schiedenen Zeitpunkten während der Erschmelzung der Stähle entnommenen Stahlproben.
Wie oben erwähnt, hat mir die Geschäftsführung des Vereins eine Reihe von Stahlproben zur Ver
fügung gestellt, die aus den verschiedenen im Betrieb befindlichen Stahlherstcllungsverfahren stammten, um so die Untersuchungen sofort auf eine möglichst breite Grundlage zu legen. Die Proben waren nur m it laufenden Bezeichnungen versehen; die Namen der betreffenden Stahlwerke waren nicht genannt.
Ueber die Ergebnisse der ersten o r i e n t i e r e n d e n Versuche läßt sich an Hand der in Zahlentafel 1 zusam mengestellten Analysen und der Abb. 1 bis 24 (s. Tafel 40 bis 42) das Folgende berichten: Die Bilder 1 bis 14 sowie 10 bis 18 entstammen den zu verschie
denen Zeiten des Schmelzcns den Metallbädern ent
nommenen Proben, die im Gewicht von etwa 1 bis 3 kg in kleine eiserne Formen gegossen und darauf in diesem Zustande bzw. auf etw a die H älfte ihres Querschnittes ausgeschmiedet untersucht worden sind. D a das Material zum Teil sehr blasig war, wurden die Bilder vorzugsweise von jenen Teilen ge
nommen, die möglichst frei von Hohlräumen waren . Die übrigen Bilder stammen durchweg von g e schmiedeten Stücken im Fertigzustand.
Die Bilder 1 bis 5 und 6 bis 10 entstammen den Proben zweier T h o m a s c h a r g e n von weichem Flußeisen in folgenden Zuständen:
1. Vor dem Ferromanganzusatz, gegossen.
2. Vor dem Ferromanganzusatz, geschmiedet.
3. Nach dem Ferromanganzusatz, entnommen nach dem Gießen des ersten Blockes, gegossen.
4. Nach dem Ferromanganzusatz, entnommen nach dem Gießen des 3. Blockes, geschmiedet.
5. Nach dem Ferromanganzusatz, entnommen nach dem Gießen des 5. (letzten) Blockes, ge
gossen.
Außer den beiden genannten Chargen wurden noch zwei weitere Thomasflußeisenchargen untersucht.
In allen diesen Proben aus Thomasstahl konnten die folgenden Beobachtungen gemacht werden: Vor dem Ferromanganzusatz ist das Material voller Schlackeneinsehlüsse, von denen die Bilder 1, 2, 6 und 7 eine Vorstellung geben. Man kann wenigstens zweierlei Schlackeneinsehlüsse unterscheiden: ganz schwarze, rundliche Einschlüsse und hellere, ebenfalls rundliche Einschlüsse. Zum Teil liegen die dunk
leren Einschlüsse in den helleren, wie bei Abb. 1, G und 7, zum Teil finden sich die helleren Schlacken
einschlüsse, und dann kristallisiert, in den dunkleren Scldackeneinsehliissen vor. Aehnlich aussehende Schlackeneinschlüsse, wie in den nicht desoxydierten Proben, finden sich in den.nach dem Ferromangan
zusatz genommenen Proben. D ie V e r t e i l u n g innerhalb der einzelnen Proben ist gleichmäßig durch die ganze Masse des Stahles, wie dies ja auch wegen der geringen Größe der gegossenen Proben zu erwarten ist. Die Menge der Schlackeneinschlüsse der verschiedenen Proben ist indessen verschieden.
Es finden sich mehr Schlackeneinschlüsse in den vor dem Ferromanganzusatz genommenen Proben als in den bereits desoxydierten Proben, und bezüglich dieser letzteren wiederum weniger Schlackencin- schlüsse in der zuletzt genommenen Probe als in der unmittelbar nach erfolgter D esoxydation und in der nach dem Guß des ersten Blockes genommenen Probe.
Bezüglich der A r t der Schlackeneinsehlüsse lassen sich wenig Angaben machen, da die Versuche zu einer metallographischen Bestimmung aus Mangel an Zeit leider noch nicht durchgeführt werden konnten. Es ist aber anzunehmen, daß wir es in den vor dem Ferromanganzusatz genommenen Proben mit Oxyden, in den desoxydierten Proben wohl auch noch m it Oxyden (Desoxydationserzeugnissen), aber in überwiegender Menge nur noch m it Sulfiden zu tun haben.
„STAHL UND E IS E N “ 1912, Nr. 38. Tafel 40,
G . M a r s : D ie B estim m u ng der Schlackeneinsehlüsse im Stahl.
X 330 X i80
A bbildung 1. Thom ascharge n vor dein Ferrom anganzusatz, A bbildung 2. Thom ascharge a, vor dem Ferrom anganzusatz.
Probe gegossen, ungciitzt. Probe geschm iedet, ungciitzt.
A bbildung 3. T hom ascharge a. P ro b e nach dem 1. Block entnom m en, gegossen, u n g eätzt.
Abbildung 4. Thom ascharge a , P ro b e n ach dom 3. Block entnom m en, geschm iedet, m it alkohol. S alpetersäure g eä tzt.
X 100 X ioo
A bbildung 7. Thom aseharge b, v o r dem F errom anganzusatz, A bbildung 8. Thom ascharge b, P robe n ach dem ersten Block
Probe geschm iedet, ungeäfczt. entnom m en, gegossen, ungciitzt.
A bbildung 5. Thom asobarge a, P robe n ach dem 5. (letzten) Block A bbildung G. Thom ascbarge b , v o r dem Ferrom anganzusatz
en tnom m en, gegossen, ungeU tzt. Probe gegossen, u n g eätzt.
X 100 X 100
„STAHL U N D E IS E N “ 1912, Nr. 38.
Tafel 41.
G. M a r s : D ie B estim m u n g der S c h lack en ein sch lü sse im Stahl.
X io«
A b b ild u n g 0. T h o m a s c h a rg e b , P r o b e n a c h d e m 3. B lo ck e n tn o m m e n , g e s c h m ie d e t, m i t a lk o h o l. S a lp e te rs ä u re g e ä tz t.
X 330
A b b ild u n g 10. T h o m a s c h a rg e b , P r o b e n a c h d e m 5. ( le tz te n ) B lo c k e n tn o m m e n , g e g o sse n , u n g e ä tz t.
X 1«0
A b b ild u n g 12. B a s isc h e M a rtin c h a r g e a , v o r d e m F e r ro m a n g a n z u s a tz , P r o b e g e s c h m ie d e t, m i t a lk o h o l. S a lp e te rs ä u r e g e ä tz t.
X 100
A b b ild u n g 11. B a sisc h e M a rtin c h a r g e a , P r o b e n a c h d e m e rs te n A u ik o c h e n e n tn o m m e n , g e g o sse n , m i t a lk o h o l. P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
X 100
A b b ild u n g 11. B a sisc h e M a rtin c h a r g e a , P r o b e n a c h d e m 3. B lock e n tn o m m e n , g e s c h m ie d e t, m i t a lk o h o l. S a lp e te rs ä u r e g e ä tz t.
X 100
A b b ild u n g 1 6 . E le k tr o flu ß e is c n , P r o b e n a c h d e m 1. A b s c h la c k e n e n tn o m m e n , g e g o sse n , m i t a lk o h o l. P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
x 100
A b b ild u n g 15. B a s isc h e r le g ie rte r M a rtin s ta h l, F e r tig p ro b e , m i t a lk o h o lisc h e r P ik rin s ä u re g e ä tz t.
A b b ild u n g 13. B a s isc h e M a rtin c h a r g e a , P r o b e n a c h d e m 1. B lo ck e n tn o m m e n , g e g o sse n , m i t a lk o h o l. S a lp e te rs ä u r e g e ä tz t.
X ioo
.STAHL U ND E IS E N “ 1912, Nr. 38. Tafel 42.
G . M a r s : D ie B estim m u ng der S chla ckeneinschlüsse im Stahl.
X 100 X 100
A b b ild u n g 1 7 . E le k tr o flu ß e is e n , F e r tig p ro b e d e r C h arg e g e g o sse n , m i t a lk o h o l. P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
X 100
A b b ild u n g 18. E le k tr o flu ß e is e n , P r o b e v o r d e m le tz te n B lock e n tn o m m e n , g e g o sse n , m i t a lk o h o l. P ik rin s ä u re g e ä tz t.
A b b ild u n g 19. S a u r e r M a r tin s ta h l a , F e r tig p ro b e , m i t P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
A b b ild u n g 2 0 , S a u r e r M a r tin s ta h l a, F e r tig p ro b e , m i t P ik rin s ä u re g e ä tz t.
A b b ild u n g 21. S a u r e r M a rtin s ta h l b , F e r tig p ro b e , m i t P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
A b b ild u n g 23 . T ie g e ls ta h l a , F e r tig p ro b e , m i t P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
A b b ild u n g 22. S a u r e r M a rtin s ta h l c, F e r tig p ro b e , m it P ik r in s ä u r e g e ä tz t.
X 100
A b b ild u n g 2 4 . T ie g e ls ta h l b , F e r tig p ro b e , m i t P ik rin s ä u re g e ä tz t.
X 100
19. September 1912. Die Bestimmung der Schlackeneinsehlüsse im Stald. Stahl und Eisen. 1501
Die Lichtbilder Abb. 11 bis 14 entstammen einer der vier untersuchten b a s i s c h e n M a r t in c h a r g e n in folgenden Zuständen:
1. nach dem Loskochen, 2. vor dem Ferromanganzusatz, 3. nach dem Ferromanganzusatz,
4. fertiger Stahl, beim Gießen genommen.
Auch hier sehen wir zahlreiche rundliche helle Einschlüsse in der während des Kochens genommenen Probe, die besonders interessant ist, w eil sie Adern verschiedener Kohlung enthält, wie dies Abb. 11 zeigt. Der Kohlenstoffgehalt dieser Probe betrug 0,42 %. Ebenfalls sehr schlackenreich ist die stark entkohlte Probe vor dem Ferromanganzusatz, Abb. 12.
Aber auch die Proben nach dem Ferromanganzusatz, Abb. 13 und 14, enthalten noch eine große Zahl von Schlackeneinschlüssen. Neben vereinzelt auftretenden größeren Kugeln finden sich unzählige winzige Ein
schlüsse durch die ganze Masse verteilt. Auch hier ist die Fertigprobe am reinsten. Abb. 15 stellt einen legierten basischen Martinstahl im geschmiedeten Fertigzustand dar, dessen Schlackeneinsehlüsse durch die Schmicdung ziemlich langgestreckt sind.
Die Lichtbilder 16 bis 18 stellen das Gefüge dreier Proben E l e k t r o s t a h l , nach dem ersten Absclilacken, im Fertigzustand und beim Gießen des letzten Blockes, dar. Hier ist besonders auffallend der Gegensatz zwischen der schlackenreichen über
oxydierten Probe nach dem ersten Absclilacken und den beiden desoxydierten Proben, obgleich auch in diesen eine völlige Entfernung der Schlacken nicht bewirkt ist.
D ie Lichtbilder Abb. 19 bis 22 stellen das Gefüge verschiedener s a u r e r , zum Teil härterer le g i e r t e r M a r t i n s t ä h l e dar. Man beobachtet dort neben den bekannten helleren und dunkleren Sulfideinschlüssen, die stets im Ferrit und, w ie Abb. 20 zeigt, in stark geseigerten Teilen auch in den kohlenstoffärmeren Stellen Vorkommen, dunklere Körper, zum Teil m it kristallisierten Einschlüssen, w ie in Abb. 22, die wahrscheinlich aus zerstäubter Ofenschlacke oder aus feuerfestem Material bestehen.
Daß auch der T i c g e l s t a h l nicht frei von Schlackeneinschlüssen ist, sondern m itunter ziemlich starke Einschlüsse aufweisen kann, zeigen die beiden letzten Lichtbilder Abb. 23 und 24, von denen nament
lich das letztere ein gutes Bild von der durch die Schmicdung oft beträchtlichen Ausdehnung der ge
fährlichen Schlackeneinschlüsse gibt.
Wie icli bereits bemerkte, sind die bisher durch
geführten Versuche rein orientierender Art. Zur gründlichen Erforschung der für die Herstellung reiner Stähle höchst wichtigen Frage nach der Her
kunft der Schlackeneinsehlüsse im Stahl, die uns einen Fingerzeig für ihre Vermeidung bieten könnte, sind natürlich bei weitem umfangreichere Versuche erforderlich, die sich auch nicht auf die Untersuchung kleiner Proben, wie im vorliegenden Fall, beschränken, sondern wenn möglich auf die Erforschung der Schlackeneinschlüsse in den größeren Massen der tatsächlich üblichen Blockformen erstrecken müßten.
Ich habe indessen meine Ausführungen nicht zurück
halten wollen, weil ich hoffe, hierdurch Ihr Literesse für den Gegenstand zu erwecken und von Ihnen durch Mitteilung Ihrer Ansichten und Erfahrungen neue Anregungen zu erhalten.
L i t e r a t u r z u s a m m e n s t e l l u n g . 1) P o rc y : Metallurgy of Iron and Steel, London,
John Murray 1864, S. 136.
2) H u c k n e y : Erörterung über „den Gebrauch von Ferrojnangan“ von F. G a u tie r . Journ. Ir. a. St. Inst.
1876, Bd. I, S. 63. (Beziehungon zwischen dem Schwcfel- und Mangangehalt von schmiedbaren Stählen.)
3) S n e lu s : Erörterung über „Dio Elementein Stahl
blöcken“. Journ. Ir. a. St. Inst. 1881, Bd. II, S. 330.
(Schwefel und Mangan vermögen sich im oberen Teil der Stahlblöcke anzureichem.)
4) O sm ondund W e r th : Dio Zellulartheorie der Eigen
schaften des Stahles. Annales des Mines (Mémoires) 1885, Bd. 8, S. 5/84 und 1888, Bd. 14, S. 5/94. (Der Schwefel ist in manganhaltigen Stählen in Form von Schwefel - mangan enthalten.)
5) M a sse n e z : Die Entfernung des Schwefels aus dem Roheisen. Journ. Ir. a. St. Inst, 1891, Bd. II, S. 76.
(Betrifft die Wirkung der Mischer).
6) W o d d in g : Ueber eno Fortschritte in der Metallurgie des Eisens und Stahls in Deutschland seit 1876. Journ.
Ir. a. St. Inst. 1890, Bd. II, S. 525. (Auch Silizium wird im Mischer von dem Mangansulfid in die Schlacke gebracht.)
7) K o s m a n n : Zum Hoerder Verfahren der Schwefel abscheidung. St. u. E. 1891, Nov., S. 904; Journ. Ir. a, St.
Inst. 1891, Bd. I, S. 429. (Analyso der Mischerschlaoken.) 8) M a r tin : Erörterung über „Die Entfernung des Schwefelsausdem Eisen“ von B a 11 u n d W in g h a m . Journ.
Ir.a. St. Inst. 1892, Bd. I, S. 102. (Auch manganhaltige Roh
eisensorten enthalten noch einen gewissen Schwefelgehalt.)
9) K r c u tz p o in to r : Erörterung über „Dio Legierun
gen dos EisensmitChrom“ von H a d f ie ld . Journ. Ir. a. St.
Inst. 1892, Bd. II , S. 1/175. (Einfluß der Schlacken- einschlüsso auf dio Eigenschaften der Stähle.)
10) H o lg a tc : South Staffordshiro Institute of Iron and Steel Works Managers 1892, 12. März. (Betrifit dio Wirkung der Mischer, in denen Mangan auch den Sauer- stoffgohalt des Metalls zu vermindern vermag.) Erwähnt von Levy; vgl. Anmerkung 58.
11) S te a d : Uobcr dio Entfernung des Schwefels aus dom Eisen. Journ. Ir. a. St. Inst. 1892, Bd. I u. II, S. 240;
1893, Bd. I, S. 71. (Allgemeines über Schwefel im Eisen und dio Wirkung der Mischer, Uebcrsicht über die Ver
öffentlichungen bis dahin.)
12) C o o p er; Metallmischer. Journ. Ir. a. St. Inst.
1895, Bd. I, S. 66. (Das Silizium vermindert sich im Mischer nur wenig.)
13) H ilg e n s to e k : Der Schwefel im Eisen. Journ.
Tr. a. St. Inst. 1894, Bd. I, S. 595. St. u. E. 1891, Okt., S. 798; 1893, Juni, S. 455. (Wirkung des Schwefels, Seigerung, Zustand des Schwefels als Eisen- und als Mangansulfid.)
14) J o h n s o n : Der Schwefel im Eisen. Iron Age 1896, Bd. 57, S. 810; Journ. Ir. a. St. Inst. 1896, Bd. I, S. 450.
(Entfernung des Schwefels aus dem Eisen durch Mangan.) 15) R h e a d : Schwefel im Roheisen. Journ. of tho West of Scotland Ir. a. St. Inst. 1897, Bd. IV, S. 102.
(Uehersieht über die Ansichten betr. Zustand, Wirkung und Entfernung des Schwefels im Eisen. Fe S + Mn =
1562 Stahl und Eisen. D ie Bestimm ung der Schlackeneinsehlüsse im Stahl. 32. Jahrg. Nr. 38.
Mn S + Fe ist positiv. Dio Bedingungen zur Entfer
nung des Schwefels aus dem Eisen.)
16) R u h f u s : Ueber Seigerungen im Flußeisen.
St. u. E. 1897, 15. Jan., S. 41. (Manganoxydul-Ein-
schliisse im Stahl.) «
17) A rn o ld : Der innere Aufbau des Stahls. British Association, Mechanical Section, 1900. Metallographist 1900, Bd. III, S. 273. (Zustand und Form von Eisen
sulfid und Mangansulfid im Kleingefügo des Stahls; dio verschiedene Wirkung der beiden Sulfide.)
18) J ü p t n e r : Grundzüge der Siderologie. Leipzig, A. Felix, 1900. Bd. I, S. 87. (Osmondsches Schlackcn- Mikrobild.)
19) C n r n o tu n d G o u ta l: Der innere Aufbau des Roh
eisens und der Stähle. Annales des Mines (Mémoires), 1900, Bd. 18, S. 263/300. Journ. Ir. a. St. Inst. 1901, Bd. I, S. 509. (Nachw eis durch chemischoTrennung, daß Mangan
sulfid in der Verbindung MnS im Roheisen besteht.
Auch als Eisensulfid kann der Schwefel V orkom m en.
H ärtung hat keinen Einfluß auf den Zustand des Schwefels in den Mangan enthaltenden Stählen.)
20) A rn o ld : Praktische Aufgaben der Metallographie des Stahles. Nature 1901, 25. April; Metallographist 1902, Bd. V, S. 228. (Dio Wirkung durch Bearbeitung der Stähle langgestreckter Sulfidemschliisse auf dio Festigkeitseigen
schaften der Stähle, Prüfung derselben.)
21) H o u g lito n : Der innere Aufbau von Eisen und Stahl. Metallographist 1901, Bd. V, S. 267. (Wirkung der Schlackeneinsehlüsse auf dio Festigkeit der Stähle in Längs- und Querrichtung zur Schmiederichtung.)
22) L e C h a te l ie r und Z ie g le r: Eisensulfid, seine Eigenschaften und sein Zustand im Eisen. Bull. Soc. d ’En- couragement 1902, Bd. 101, S. 368. Metallographist 1903, Bd. VI, S. 19. (Mangansulfid ist schwerer schmelzbar als Mangan, dessen Schmelzpunkt über demjenigen des Eisens angenommen wird, daher auch schwerer schmelz
bar als Eisensulfid. Erklärung der Wirkung beider Sul
fide. Mikrographien von hellem Eisensulfid m it dunklen Einschlüssen von Mangansulfid.)
23) W a h lb o rg : Die Brinellsche Härteprüfungs
methode. Journ. Ir. a. St. Inst. 1901, Bd. II, S. 266.
(Die Wirkung des Mangangolialts auf den Schwefelgehalt und infolgedessen auf dio H ärte der Stähle.)
24) J ü p t n e r : Der Sehwefelgehalt von Sehlacken und Hüttenprodukten. St. u. E. 1902,1. April, S. 387; 15. April, S. 432. Journ. Ir. a. St, Inst. 1902, Bd. I, S. 305. (Schwefel ist vorzugsweise als Mangansulfid enthalten, sofern ge
nügend Mangan vorhanden ist, sonst als Eisensulfid.
Letzteres kann aber auch zugegen sein, trotzdem genug Mangan zur Bildung von Mangansulfid anwesend ist.)
25) A rn o ld und W a te r h o u s e : Der Einfluß des Schwefels und Mnngans im Stahl. Journ. Ir. a. St.
Inst. 1903, Bd. I, S. 136. (Zustand und Form der Sulfid- einsehliisse in Stahl; Gegensatz zwischen Eisen- und Mangansulfid.)
26) S lied : Die Verwendung des Ma ngans im Kupolofen oder in der Gießpfanne. Iron Trade Review 1904, 13. Okt., S. 39. Ir. a. St. Magazine 1904, Bd. V III, S. 552. (Betrifft dio Seigerungen des Schwefelmangans.)
27) O lsen und R n p a lje : Dio Zusammensetzung der vier Mangansulfide. Journal of the Am. Chem. Soc. 1904, Nr. 26, S. 1615. Journ. of the Chemical Society 1904, Nr. 88, Abstracts II, S. 91, 206. (Chemische Herstellung und Eigenschaften der verschiedenen Mangansulfide.)
28) W o d e m e y e r: Ueber dio Verwendung von Man
ganerzen als Entschwefelungsmittel beim Schmelzen von Gußeisen. St. u. E. 1904, 15. Nov., S. 1316; 1. Dez., S. 1377. Journ. Ir. a. St. Inst, 1905, Bd. II, S. 684.
(Schwefel läßt sich durch Zusatz von Manganerz mit Koks im Kupolofen nicht beseitigen.)
29) H o u g h to n : Bruch einer Eisenplatte infolge Er
müdung. Journ. Ir. a. St. Inst. 1905, Bd. I, S. 387. (Die oft in zwei Gefügebestandteilen vorhandenen Schlacken
einschlüsse waren nicht die Ursache des Bruches, der im rechten Winkel z u r Richtung der Beanspruchung auftrat.)
30) A rn o ld : Dio thermischen Umwandlungen der Kohlenstoffstähle. Journ. Ir. a. St. Inst. 1905, Bd. II, S. 54. (Beschreibung der „ghosts“ (Geister) genannten Seigerungsadcm.)
31) S to a d : Mangansulfide und -silikato im Stahl.
Tr. a. Steel Magazine 1905, Bd. IX , S. 105. (Durch Behand
lung mit verdünnten Säuren konnten zwei Körper aus dem Stahl abgeschieden w erden. Blaßgriine Rückstände entsprachen in einem Fall der Formel 2 MnO, 3 Si 0,.
Streifiges Bruchaussehen von Zerreißproben wird häufig durch grünes Mangansilikat neben Mangansulfid ver
ursacht. )
32) S te a d u n d R ic h a r d s : Ueberhitzter Stahl. Journ.
Ir. a St. Inst. 1905, Bd. II, S. 97. (Mikrographien von Schlackeneinschlüssen zwIschen den Kristallbcgrenzungen.) 33) H o w o r th : Dio Gegenwart grünlicher Stellen in den Bruchflächen von Probestücken. Journ. Ir. a. St. Inst, 1905, Bd. II, S. 301. (Beschreibung der schlackenhaltigcn streifigen Bruchformen von Probestücken; diese Schlacken können mitgerissenc Ofonschlacke sein.)
34) S to a d : Dio Wissenschaft in der Eisengießerei.
Proeeedings (of the) Cloveland Institute of Engineers 1905, Febr., S. 119/76. Ir. a. St. Magazine 1905, Bd. IX , S. 322. (Die Sulfideinschlüsse sind in jedem Fall als Schlackeneinsehlüsse aufzufassen und schädlich.)
35) H oy n : Einiges aus der metallographischen Praxis.
St. u. E. 1906, 1. Jan., S. 8. (Aetzverfahren und Mikro
bilder.)
36) H e y n : Uober die Nutzanwendung der Metallo
graphie in der Eisenindustrie. St. u. E. 1906, 15. Mai, S. 581. (Mikrobilder von Oxyden und Sulfiden im Fluß
eisen.)
37) L aw : Sprödigkeit und Blasen im Stahl. Journ.
Ir. a. St. Inst. 1906, Bd. I, S. 134. (Spröde und blasige Stnhlblecho sind stets aus unreinerem Stahl hcrgestellt als zähe Bleche, sie enthalten viel Schwefel, Phosphor und Scigerungen [ghosts]).
38) A n d re w s : Engineering 1896, 10. Juli, S. 35.
(Schlackeneinsehlüsse.) Vgl. a. Engineering 1906, 16. März, S. 331.
3 9 ) B a n n is te r : Beziehungen zwischen Bruchaussehen und Kleingcfiige der Probestücke von Stahl. Journ.
Ir. a. St. Inst. 1906, Bd. V, S. 161.
40) A u p p e rle : Eine Aetzmethodo zur Erken
nung von Tiegelgußstahl. Ir. a. St. Magazine 1906, Bd.' XI, S. 383.
41) H e n d e r s o n : Dio Verteilung des Schwefels in Blockformen. Journ. Ir. a. St. Inst. 1907, Bd. I, S. 286.
(Betrifft Schwefelseigerungen.)
42) H o u g h to n : Die Chomio des Roheisens. Zentral
blatt für Eisenhüttenwcscn 1906, S. 766; Foundry X X IX , S. 109; Journ. Ir. a. St. Inst. 1907, Bd. I, S. 464. (Die Entfernung des Schwefels aus dem Eisen durch Mangan.)
43) L aw : Die nichtmetallischen Verunreinigungen im Stahl. Journ. Ir. a. St. Inst. 1907, Bd. II, S. 96. (Schwefel- mangan wird m it wachsenden Mengen Eisensulfid heller gefärbt. Mikrographien von verschiedenen Sulfidein
schlüssen.)
44) H a ils to n e : Die Wirkung der Metalloide auf Gießereieisen und das Kleingefügo desselben. Journ. of the Staffordshire Ir. a. St. Inst. 1907, S. 36. (Bei weniger als 0 ,1 1 % Sehwefelgehalt findet sich das Mangansulfid im Zementit, bei höheren Schwefelgehalten auch im Perlit vor.)
45) S c h ü t z: Ueber die Verwandtschaft des Schwefels zu einer Reihe von Metallen. Metallurgie 1907, 8. Okt., S. 659. (Sclimelzvcrsucho mit Sehwefelcisen und metalli
schem Mangan, bei denen sich keine vollständige Trennung des Schwefelmangans von reinem Eisen bildete; weitere Schmelzversuche mit Mangansulfid und reinem Eisen, wobei letzteres etwas Mangan, aber keinen Schwefel auf
nahm.)
46) S te a d : Schwefel und Eisen. Proc. of the Staf
fordshire Ir. a. St. Inst. 1907/8, S. 103. (Uebersicht über die bisherigen einschlägigen Arbeiten.)
19. September 1912. Die Bestim m ung der Schlackeneinsehlüsse im Stahl. Stahl und Eisen. 1563
47) F a y : Mikroskopische Untersuchung gebrochener Eisenbahnschienen. Proe. of the Am. Soc. for Testing Materials 1908, Bd. V III, S. 74/93. Metallurgie 1908, 22. Nov., S. 668. (Mangausulfideinschliisse als Bruch
ursache in Eisenbahnschienen und Kanonenstählen.
Reines Mangansulfid schmilzt bei 1162° C; unterhalb dieser Temperatur ist es plastisch.)
48) P r a t t : Die künftige Entwicklung der Metall
mischer. Journ. Ir. a. St. Inst. 1908, Bd. II I, S. 156.
(Mischerschlackcn. )
49) B a y k o ff: Kristallisation und Kleingefüge von Stahl. Metallurgie 1909, 8. Febr., S. 103. (Die in den Iiohlräumen großer Stahlgüsse auftrotenden Kristalle ent
hielten neben Perlit und Ferrit Schlackeneinsehlüsse, letz
tere gut kristallisiert im Ferrit; sie müssen daher zuerst erstarrt sein.)
50) F a y und W i n : Weitere Untersuchung ge
brochener Eisenbahnschienen. Proo. of the Am. Soe.
for Testing Materials 1909, Bd. IX , S. 77.
,51) W ü s t und L a v a l: Experimentelle Untersuchung des Thomasprozesses. St. u. E. 1909, 27. Jan., S. 121. (Be
schreibung und Mikrobilder einiger Schlackeneinsehlüsse im Thomasstahl.)
52) R o s e n h a in : Sohlackeneinsclilüsso im Stahl.
Mitt. des Internationalen Verbandes iü r die Material
prüfungen der Technik, Kopenhagener Kongreß, 1909, Juli, Nr. 10; St. u. E. 1909, 22. Sept., S. 1494.
53) M a tw e ie ff: Metallographischo Untersuchung der Eisen- und Manganschlacken. Revue de Métallurgie (Mémoires) 1910, S. 447. (Schmelzversuchc mit Sulfiden, Oxyden und Silikaten des Eisens und Mangans in Eisenhohlkörpern. Metallographischo Erkennungsmittel der Sulfide, Oxyde und Silikate.)
54) M a tw e ie ff: Ueber die in Thomasstählen cinge- schlossenen Schlacken. Rev. de Jlét, (Mémoires) 1910, Okt., S. 848. St. u.E . 1910,28. Dez., S. 2214. (Aetzmittel zur U nter
scheidung der Sulfide, Oxyde und Silikate im Thomasstahl.) 55) L e v y : Mangansulfid in Eisen und Stahl. Proe. of tho Staffordshire Ir. a. St. Inst. 1909/10, Febr., S. 81.
C h e m i s c Von Chefchemiker F . F Trotzdem die Forschung bereits mancherlei Auf
schlüsse über die Natur der im Stahl eingesehlossenen Verunreinigungen gebracht hat, ist die Frage über die Natur und Entstehungsweise derniehtm etalliscben Einschlüsse nocli nicht endgültig gelöst. Der V. Inter
nationale Kongreß für Materialprüfung zu Kopen
hagen im Jahre 1909 beschloß, „anschließend an den Bericht von W. R o s e n h a in , der die W ichtigkeit der Frage der Schlackeneinsehlüsse in den metallur
gischen Produkten behandelt, die Ernennung einer Kommission für das Studium der Verfahren zur Bestimmung der Einschlüsse, ihres Einflusses auf die mechanischen Eigenschaften der metallurgischen Produkte und für das Studium der Frage in ihrem ganzen Um fange“.* 4 Ueber die Arbeiten dieser Kommission ist meines Wissens bisher nichts ver
öffentlicht worden. Von dem weitgehendsten Inter
esse für die Lösung dieser Frage überzeugt, gab die Geschäftsführung des Vereins deutscher Eisenhütten
leute neuerdings in der Chemikerkommission des
* Mitteilungen des Internationalen Verbandes für die Materialprüfungen der Technik, Wien 1910, Nr. 15, S. 96. VgL St. u. E. 1909, 22. Sept., S. 1494.
(Schwefel kommt in Form von Schwefelmangan vor, wenn genug Mangan vorhanden ist, sonst als Eisensulfid oder aber als solches gemengt m it Mangansulfid. Auch kommen Gemenge von Sulfiden mit Silikaten vor.)
56) C a m p b e ll; Ueber das Glühen von Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Proe. of the Am. Soc. for Testing Materials, Bd. IX , S. 370. St. u. E. 1910, 19. Okt., S. 1807. (Schlackeneinsehlüsse in Form von Streifen und Bändern verhindern die Kornverfeinerung bei dem Glühen des Stahles.)
57) A rn o u : EinigesüberElektrostahl. Internationaler Kongreß, Düsseldorf 1910, Berichte der Abteilung für prakt. Hüttenwesen, S. 3. St. u. E. 1910, 20. Juli, S. 1204.
(Schlackeneinsehlüsse im Martinstahl und Elektrostahl in Beziehung zur Querstruktur der Stähle.)
58) L e v y : Eine Studie der Mangansulfide und -Sili
kate in Eisen und Stahl. Ir. a. St. Inst. Carnegie Scholar
skip Memoirs 1911, Bd. II I, S. 200. St. u. E. 1912, 2. Mai, S. 754. (Schmelzversuche m it Mangan- und Eisen- sulfidiy^ und -Silikaten. Dio dunkelgefärbten Sulfidein
schlüsse sind überwiegend selnversehmelzbares Mangan
sulfid, die helleren dagegen leiehtsohmolzhares Eisen
sulfid. Ausführliche Uebersicht über die bisherigen ein
schlägigen literarischen Arbeiten.)
59) H e y n und B a u e r : Metallographie. Leipzig, G. J.
Göschen 1909. Sammlung Göschen Nr. 432/3. 2 Bde.
(Allgemeines und Bilder von Schlackeneinschlüssen.) 60) B a u e r und D e iss: Probenahme und Analyse von Eisen und Stahl. Berlin, Julius Springer 1912. (Mikro
bilder von Sehlackeneinselilüssen.)
61) M ars: Dio Spezialstähle. Stuttgart, Ferd.
Enke 1912, S. 464/72. (Wirkung der Schlackeneinschlüsse auf die Eigenschaften der Stähle.)
62) S te a d : Das Zusammenschweißen von Blasenhohl
räumen in Stalilblöcken. St. u. E. 1911, 15. Juni, S. 978;
1912, 23. Jini, S. 875. (Seigerungen von Sckwefelein- sehlüssen finden sich stärker in blasigen als in dichten Blöcken und in ersteren zumeist in der Nähe der Hohl- ruume sowie teils in diesen.
h e r T e i l .
i s c h e r in Bruckhausen.
Vereins die Anregung zur Untersuchung dieser Frage und stellte zu diesem Zwecke Proben von Thomas-, Martin-, Tiegel- und Elektrostahl zur Ver
fügung, die zu verschiedenen charakteristischen Zeiten im Verlaufe des entsprechenden Verfahrens entnommen sind, und die sowohl metallographisch als auch chemisch auf Schlackeneinsehlüsse unter
sucht werden sollen. D ie Metallographie läßt er
kennen, ob und in welchen Formen und Mengen derartige Einschlüsse vorhanden sind, sie zeigt uns auch, daß diese Einschlüsse verschiedenartig sind;
über ihre Z u s a m m e n s e t z u n g gibt sie uns aber nur wenig Auskunft, und hier muß die chemische Untersuchung einsetzen.
Die Bestimmung des Schlackengehaltes im Stahl ist eine der Untersuchungen, von denen bis jetzt keine einwandfreien Verfahren in der Literatur zu finden sind. D ie von E g g e r t z angegebene Jod
methode dürfte wohl eine der bekanntesten Ver
fahren zur Bestimmung von Schlacke im Stahl sein.
Eggertz löst Bohrspäne in einem m it Eis gekühlten Becherglase m it Jod, dem er ausgekochtes Wasser zusetzt. Das Eisen geht hierbei als Eisenjodür in
15G4 Stahl und Eisen. Die Bestim m ung der Schlaclceneinschlüsse im Stahl. 32. Jahrg. Nr. 38.
Lösung. Der Rückstand besteht nach seinen Angaben aus Kieselsäure, Schlacke, Graphit, amorphem Kohlenstoff und E isenoxyd, falls dieses im Eisen vor
handen gewesen war. Er kocht denselben mehrmals m it Kalilauge, wäscht aus, trocknet, verdampft und w ägt Sch lacke und Eisenoxyd.
W e d d in g gibt an, daß der durch Lösung des Stahls in Jod erhaltene Rückstand nur etwa 59 % Kohlenstoff und noch etwa 10 % Jod enthalte.
Was die Untersuchung des Kohlenstoffs dabei an
betrifft, so konnten wir bei unseren Untersuchungen noch keine festliegenden Werte erhalten; Jod haben wir jedoch in dem nach dem Eggertsschcn Verfahren erhaltenen Rückstände nicht nachwcisen können.
Der Rückstand, m it verdünnter Salpetersäure ge
kocht und abfiltriert, gab m it Silbernitrat auch nicht die geringste Ausscheidung von Jodsilber.
Ein weiteres Verfahren z.ur Bestimmung von Schlacke im Stahl ist dasjenige von S c h n e id e r . Das Wesen des Verfahrens ist die Behandlung des Stahls m it Wasser und Brom, wobei das Eisen als Eisenbromür gelöst wird, während Schlacke und Kohlenstoff Zurückbleiben, um dann filtriert, ge
glüht und gewogen zu werden.
Beide genannten Methoden sind zur Ausführung einer genauen Schlackenbestimmung im Stahl nicht brauchbar, da bei den nach obigen Angaben gemach
ten Bestimmungen nicht die Schlacke, so wie sie im Stahle vorhanden ist, zur Auswagc gebracht wird, sondern Schlacke gewogen wird, die geglüht und da
durch verändert ist. Es kann daher die Auswage des geglühten Schlackenrückstandes nicht als reiner Schlackengehalt angesehen werden, da die etwaigen Gehalte an Eisenoxydul, Eisensulfid, Eisenphosphid beim Glühen in Oxyde übergeführt werden. Auch L e d e b u r äußert schon sein Bedenken bei Benutzung dieser Methode zu Schlackenbestimmungen und glaubt auch, daß die Schlacke bei der Schneiderschen Methode durch die oxydierende Wirkung des Broms in wässeriger Lösung angegriffen wird, hält die Fehler jedoch nicht für erheblich, da sie sich wohl gegen
seitig ausgleichen würden. Nach unserer Ansicht können daher diese Methoden zur Bestimmung von Schlackeneinschlüssen für Betriebszwecke, namentlich für Vergleichswerte, wohl in Frage kommen, können aber nicht benutzt werden, um Schlackeneinschlüsse, die zur genauen chemischen Untersuchung benutzt werden sollen, abzuscheiden.
Ein drittes Verfahren beruht auf der Abscheidung der Schlacke und des Kohlenstoffs aus dem Stahl durch Verflüchtigung des nicht oxydierten Eisens, Mangans, Siliziums, Phosphors usw. im Chlorstrome.
Hierbei spielen sich jedoch Reaktionen ab, die sich unseren Beobachtungen entziehen; so entsteht z. B.
aus Eisenoxydul Eisenoxyd unter Entweichen von Eisenchlorid. Es treten also auch hier Reaktionen ein, die uns die Schlacke als ganz anderen Körper zur Wägung bringen würde, wie sie ursprünglich im Stahle war; daher ist auch diese Methode zu ver
werfen.
Zwei weitere Verfahren, die auf ihre Zuverlässig
keit bei der Schlackcnbestimmung im Stahl unter
sucht wurden, sind die abgeänderte Methode von B e r z e l i u s und die von W e y l. Beide wandten die Methoden zur Bestimmung des Kohlenstoffs im Roheisen an, indem Berzelius durch Einwirkung von Kupferchlorid-Chlorammonium das Eisen in Lösung brachte, während W eyl die Lösung mit Hilfe eines schwachen galvanischen Stromes unter Anwendung eines Bunsenschen Elementes bewerk
stelligte, indem er das zu analysierende Eisenstück als positive Elektrode in verdünnte Salzsäure ein- tauchen ließ. Das Eisen löst sich hierbei unter Zu
rücklassung des Kohlenstoffs als Chlorür auf, während der Wasserstoff an der gegenüberliegenden Elektrode entweicht.
Was nun die Anwendung dieser beiden zuletzt genannten Verfahren zur Schlackenbestimmung im Stahl betrifft, so haben unsere Untersuchungen folgendes ergeben: D ie abgeänderte Methode von Berzelius, der das Eisen m it Hilfe des Doppelsalzes von Kupferchlorid-Chlorammonium in Lösung brachte, hat sich bis jetzt zur Bestimmung von Schlacken- einschlüssen im Stahl als unzweckmäßig erwiesen.
D a bei dem geringen Schlackengehalt im Stahl mindestens 10 g Einwage notwendig sind, um wäg
bare Rückstände zu erhalten, so ist bei der großen Menge von Eisen durch eine Oxydation die Bildung von basischem Eisenchlorid bzw. -chlorür, sowie von basischen Kupfersalzen sehr erheblich. Diese Erscheinung kommt bei der Anwendung der Methode zur Bestimmung des Kohlenstoffs nic.it in Frage, da erstens die Bildung dieser Salze bei der dann be
deutend kleineren Einwage, etwa 1 bis 3 g, nicht so erheblich ist, und zweitens dieselben m it verdünnter Salzsäure ohne Gefahr der Ungenauigkeit der Ana
lyse in Lösung gebracht werden können. Dies trifft jedoch nicht zu bei Anwendung des Verfahrens zur Bestimmung von Schlackeneinschlüssen im Stahl. Tritt hierbei eine starke Bildung von basischen Eisensalzen sowie Kupfersalzen auf, so ist, wie unsere bis jetzt gemachten Beobachtungen gezeigt haben, zu viel Salzsäure, und zwar heiße verdünnte Salzsäure, nötig, um die Lösung der basischen Salze herbeizuführen. Durch diese Behandlung würde jedoch zweifellos eine Umwandlung des Schlacken
rückstandes eintreten und aus diesem Grunde zu Ungenauigkeiten führen.
Bei den Versuchen, die Methode von W eyl zur Schlackenbestimmung im Stahl zu verwenden, konnten wir uns in der Kürze der Zeit noch kein endgültiges Urteil bilden. Wir haben jedoch schon beobachten können, daß man, um wägbare Schlacken- rüekstände zu erhalten, den galvanischen Strom zu lange auf das Eisen einwirken lassen muß, und daß sich hierbei Reaktionen abspielen, die noch nicht geklärt sind.
Nach unseren bisherigen Beobachtungen wurde die Jodmethode von Eggertz als die einwand
freieste zur Bestimmung von Schlackeneinschlüssen
