Stahl und Eisen, Jg. 48, Heft 26

STAHL UND EISEN

Z E I T S C H R I F T F U R DAS D E U T S C H E E I S E N H U T T E N W ES EN

Herausgegeben vom Verein deutscher Eisenhiittenleute Geleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. E. h. O. Pe t e r s e n

unter verantw ortlicher M itarb eit vo n D r. J.W . Reichert und D r. M . Schlenker fiir den w irtschaftlichen T e il

H E F T 26 28. J U N I 1 9 2 8 48. J A H R G A N G

An unsere Leser!

V oml.Februar 1927 an hat derHerausgeber des,,Centralblattes der Hiitten und Walzwerke11, Prof. 3)r.=3n3- G. Stau b er, versucht, der betriebswirtschaftlichen und maschinentechnischen Entwicklung des Eisenhiittenwesens eine ihrer Bedeutung entsprechende verstarkte Beachtung zu verschaffen, das Mttenmannische Schrifttum nach dieser Richtung hin zu befruchten und auszubauen und es in innigere Fiihlung mit den Zieleń des hiittenmannischen Unterrichtes an unseren Hochschulen zu bringen.

In der gleichen Absicht hatten die Schriftleitung der Zeitschrift „Stahl und Eisen11 und der Verlag Stahleisen m. b. H. das „Archiv fiir das Eisenhiittenwesen11 begrundet, um „Stahl und Eisen11 zu entlasten und in dieser Zeitschrift einen gróBeren Raum fiir die Behandlung der Arbeitsgebiete zu gewinnen, dereń besondere Pflege sich das „Central- blatt11 yorgenommen hatte.

Nach der Ueberzeugung der beteiligten Schriftleitungen und Verlage ist es dadureh moglich geworden, die von der Eisenindustrie gewiinschte Zusammenfassung des hiittenmannischen Schrifttums zu verwirklichen, ohne daB die vielen schriftstellerisch tatigen Fachgenossen behindert werden, mit wertvollen Gedanken und Erfahrungen an die Oeffent- lichkeit zu gelangen.

DemgemaB treten die Verleger des „Centralblattes11 am 1. Juli 1928 in ein persónliches Verhaltnis zum Verlag Stahl­

eisen; das „Centralblatt der Hiitten und Walzwerke11 sieht seinen Zweck erfullt und beendet daher mit dem Heft vom 27. Juni 1928 sein Erscheinen in der bisherigen Form. Sein Herausgeber hat nur noch die angenehme Pflicht zu erfiillen, allen Mitarbeitern aus Kollegenkreisen und Industrie fiir die verstandnisvolle Unterstutzung zu danken, die sie seinen Zieleń haben angedeihen lassen, und die Bitte daran zu knupfen, ihre .Mitarbeit in der Forderung der eisenhiittenmannisehen Technik uber den Weg der Schriftleitung von „Stahl und Eisen11 auch weiterhin zur Verfugung zu stellen.

Der Herausgeber des „Centralblattes der Hiitten und Walzwerke11. Schriftleitung von „Stahl und Eisen11.

Prof. Sr.^jng. G. Stauber. Dr- mont- *)• P etersem

Zur Fortentwicklung des hochwertigen Baustahles.

Von S r.^ n g. E. H. Schulz in Dortmund.

(Entw icklung u n d Eigenschaften der Baustahle. Festigkeitswerte, Korrosionswiderstand und technólogische Eigenschaften eines neuen Chrom-Kupf'er-Baustahles.)

D ie Entwicklung von Baustahlen, die gegeniiber dem ren Einfiihrung wurden bald Stimmen laut, die auf gewisse St 37 hohere Beanspruchungen zulieBen, erfolgte Mangel dieses Baustahles hinwiesen. C. W allm ann und nach dem Kriege bekanntlich ziemlich schnell hintereinander H. K oppenberg haben vor kurzem die Schwierigkeiten, in zwei Abschnitten. Zunachst wurde der St 48 eingefuhrt, die sich bei der Herstellung, dem VergieBen und dem Weiter- bei dem Zugfestigkeit (und Streckgrenze) durch Herauf- verarbeiten des Silizium-Baustahles herausgestellt haben, setzung des Kohlenstoffgehaltes gegeniiber dem St" 37 ausfuhrlich behandelt). Es geniigt, an dieser Stelle auf erhohtwurde ihm folgte der Silizium-Baustahl (St Si), der diese Ausfiihrungen hinzuweisen und zu betonen, daB die eine erheblich hohere Streckgrenze zusammen mit guter Schwierigkeiten in der Verarbeitung ganz besonders groB Zahigkeit aufwies bei einem Kohlenstoffgehalt, der urspriing- waren bei der Herstellung der breitesten und starksten lich gleich dem des St 37 sein sollte. Es wurde bei ihm Universaleisen. Hier ergaben sich Verhaltnisse, die fiir die von der schon lange bekannten Wirkung des Siliziums Ge- Huttenwerke ais technisch und wirtschaftlich untragbar be- brauch gemacht im Stahl die Streckgrenze und Zugfestigkeit zeichnet werden mussen. Um irrigenAuffassungen vorzubeu- zu erhóhen ohne daB die Dehnung in dem MaBe fallt, wie gen, sei dabei betont, daB alle diese Mangel m der Natur des dies eintritt wenn ais hartender Zusatz Kohlenstoff ange- Siliziumstahles selbst begrundet sind. Die Herstellungsweise, wandt wird ’ Die anfanglich etwas sprunghafte Entwicklung insbesondere die Art der zurVerwendung kommendenSchmelz- des Silizium-Baustahles^ist bekannt1) ; bei seiner allgemeine- ofen hat auf diese Yerhaltmsse durchaus keinen EinfluB.

St. u. E. 46 (1926) S. 493.

107 X X V I.48

2) St. u. E. 48 (1928) S. 817/22.

849

850 Stahl und Eisen. Z u r Fortentwicklung des hochicerłigen Baustahles. 48. Jahrg. Nr. 26.

Mcht unerwahnt darf bleiben, daB von mehreren Stellen aueh uber Beobaehtungen berichtet wurde, wonach der Silizium-Baustahl starker rosten bzw. leichter korrodieren sollte ais Kohlenstoffstahl.

Die dargelegten Schwierigkeiten, die durch irgendwelche metallurgischen MaBnahmen beim Silizium-Baustahl selbst nicht in nennenswertem MaBe vermindert werden konnten, yeranlaBten die Vereinigten Stahlwerke, A.-G., Abteilung Dortmunder Union, in Zusammenarbeit mit dem Forschungs- Institut der Yereinigten Stahlwerke zu ausgedehnten Yer- suchen zur Herstellung eines Baustahles, der einerseits die Festigkeitseigenschaften des Siliziumstahles zum mindesten besitzen mufite, der aber anderseits die insbesondere von Wallmann dargelegten und aueh hier beobachteten Nachteile dieses Werkstoffes nicht aufweisen sollte. Da ais erste Schwache des Siliziumstahles versuehsmaBig seine starkere Korrosionsneigung festgestellt war, wurde zunachst ver- sucht, in dieser Hinsicht eine Verbesserung zu erreichen.

Dies gelang verhaltnismaBig schnell: Ein Zusatz von Kupfer zum Siliziumstahl setzte dessen Korrosionsneigung in weit starkerem MaBe herab, ais es von vornherein zu erwarten war, obwohl die giinstige Wirkung des Kupferzusatzes

fiir Kohlenstoffstahl nach dieser Bi chtung bekannt ist. Zahlen­

tafel 1 enthalt die Er­

gebnisse von Korro- sionsversuchen, bei denen yerschiedene Baustahle, darunter aueh gekupferter Siliziumstahl, der Einwirkung von ein-

prozentiger Salz­

saure mehrere Wochen ausgesetzt wurden. Es ist zu erkennen, daB die starkere Saurelóslichkeit des Siliziumstahles gegeniiber dem Kohlenstoffstahl durch einen Kupferzusatz noch er­

heblich unter das MaB der Abnahme des gekupferten Kohlenstoffstahles heruntergedriickt wird, so daB hier ein Stahl besonderer Eigenart entstand. Seine Festigkeits­

eigenschaften entsprechen dabei durchaus denen des Silizium­

stahles.

Dieser Fortschritt war aber nach dem eingangs Dar­

gelegten noch nicht befriedigend, da die Schwierigkeiten in der Herstellung des Siliziumstahles naturgemaB durch den Kupferzusatz nicht behoben wurden. Es wurde daher ais Ziel gesetzt, die Erhohung der Streckgrenze durch andere Legierungsbestandteile ais Silizium zu erreichen. Ohne auf die Versuche nach anderen Richtungen einzugehen, sei sogleich ein Baustahl eingehend behandelt, der im Laufe dieser Bestrebungen entwickelt wurde. Dieser Baustahl ist auf Grund der Beobaehtungen bei der Herstellung und ein- gehenden Untersuchung an etwa 80 Schmelzen aus dem Siemens-Martin-Ofen in der Tat hinsichtlich der Festig­

keitseigenschaften dem Siliziumstahl nach keiner Richtung hin unterlegen. Gleichzeitig fallen bei seiner Erzeugung alle von der Herstellung des Silizium-Baustahles bekannten Schwierigkeiten fort. DaB dabei aueh andere Eigenschaften wie die SchweiBbarkeit und der Korrosionswiderstand in ganz besonderem MaBe verbessert wurden, macht den neuen Baustahl noch wertvoller.

Die hohe Streckgrenze von mindestens 36 kg/mm2 wurde erzielt durch den gleichzeitigen Zusatz von Kupfer und Chrom an Stelle des hohen Siliziumzusatzes. Bei richtiger Bemessung der beiden genannten Zusatze werden dabei die fiir Silizium-Baustahl vorgeschriebenen Festigkeitswerte mit

Sicherheit erreicht bei einem Kohlenstoffgehalt von rd.

0,15 %; lediglich fiir schwerste Profile ist eine Steigerung bis auf etwa 0,18 % C am Platze. Die Zusammensetzung des neuen Baustahles ist folgende:

C Si Mn Cu c r

% % % % %

e t w a 0 , 1 5 e t w a 0 , 2 5 e t w a 0 , 8 0 0 , 5 — 0 , 8 e t w a 0 , 4

Durch den Zusatz von Kupfer und Chrom ist der Stahl im Einsatz naturgemaB teurer ais der Silizium-Baustahl;

die starkę Verminderung des Ausschusses macht dies aber wett. Der Stahl yerhalt sich in der Herstellung und Ver- arbeitung durchaus wie ein gewóhnlicher Kohlenstoffstahl, ergibt also insbesondere keinen groBeren AusschuB ais dieser, eine Feststellung, die, wie erwahnt, sich auf Erfahrungen an rd. 80 Schmelzen grundet. Besonders betont sei, daB bei der praktischen Erprobung von Anfang an aueh schwere Profile und breiteste Universaleisen — bis 1200 x 18 mm — gewalzt wurden. Wahrend dereń Erzeugung beim Silizium- Baustahl nur unter Hinnahme gróBter AusschuBmengeń erreicht werden kann, zeigten sich beim Chrom-Kupfer-Stahl von Anfang an keinerlei Anstande; die AusschuBziffer ging nie iiber die Grenze des Zulassigen hinaus. Es kann fest­

gestellt werden, daB die metallurgische Natur des Chrom- Kupfer-Stahles die betriebsmaBige Herstellung eines hoeh- wertigen Baustahles in ausgezeichneter Weise ermoglicht.

Samtliche Schmelzen wurden eingehend untersucht, wobei die Lieferungsbedingungen der Reichsbahn fiir Silizium-Baustahl zugrunde gelegt wurden; dariiber hinaus wurden aber — wie dies fur einen neuen Baustahl selbst- verstandlich ist — aueh noch weitergehende Priifungen vor- genommen. Ueber die Ergebnisse wird im naehfolgenden berichtet, wobei absichtlich bei den Mitteilungen iiber die Festigkeitspriifungen aueh die wenigen Falle mit in die Zusammenstellung einbezogen sind, bei denen mit den ersten Versuchsschmelzen die Bedingungen noch nicht restlos erfiillt wurden.

Yorweg sei bemerkt, daB Gefiigeuntersuchungen er­

kennen lieBen, daB der Chrom-Kupfer-Stahl wie der Sili­

ziumstahl nur geringe Neigung zum Seigern hat. Das Ge- fiige entspricht bei groBerer Feinheit dem eines unlegierten Stahles mit gleichem Kohlenstoffgehalt.

Die Festigkeitspriifungen wurden auf die verschiedensten Profile und Abmessungen ausgedehnt, wobei von den schwersten I-Trager N. P. 45, Winkel 200 x 100 x 18 mm und Universaleisen 1200 x 18 mm erwahnt seien. Die Proben wurden aus Rand und Mitte der Profile usw. ent- nommen. Auf die Wiedergabe der sehr zahlreichen Einzel- ergebnisse wird hier verzichtet; ihre Auswertung erfolgte in Haufigkeitskurven, die in Abb. 1 bis 3 fiir Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung des im Walzzustand gepruften neuen Baustahles dargestellt sind.

Aus Abb. 1 ist ersichtlich, daB Streckgrenzenwerte unter 36 kg/mm2 kaum auftraten, obwohl aueh sehr starkę Profile zur Prufung gelangten. Es laBt sich also mit dem neuen Baustahl eine Streckgrenze von mindestens 36 kg/mm2 mit unbedingter Sicherheit einhalten, da die versehwindend geringen Unterschreitungen aus den ersten Schmelzen stammen, bei denen die Treffsicherheit in der Herstellung noch nicht voll gegeben war.

Zur Kurve der Zugfestigkeitswerte in Abb. 2 ist kaum etwas zu bemerken. sie erstreckt sich von 50 bis rd. 62kg/mm2 bei einem deutlich ausgepragten Spitzenwert von55 kg/mm2.

Zu dem Schaubild fiir die festgestellten Dehnungen end­

lich ist zu betonen, daB hier Langs- und Querproben zur

\ erwendung kamen. Die Proben, die eine geringere Deh­

nung ais 20 % aufwiesen, waren durchweg Querproben aus

Z a h l e n t a f e l 1 . G e w i c h t s a b n a h m e y e r s c h i e d e n e r B a u s t a h l e i n e i n - p r o z e n t i g e r S a l z s a u r e n a c h

4 5 T a g e n E i n w i r k u n g s d a u e r .

S ta hlar t

Gewichts- a b n a h m e in

%

S t 4 8 ... 3 6 S t 4 8 , g e k u p f e r t . . . 3 0 S i l i z i u m - B a u s t a h l

( S t S i ) ... 4 8 S t S i , g e k u p f e r t . . . 1 2

28. Juni 1928. Z u r F ortentwiclclung des hochwertigen B austahles. Stahl und Eisen. 851

Universaleisen, die also mit mindestens 18 % den Bedin­

gungen durchaus entsprechen wurden, wahrend fiir Langs- proben der Mindestwert von 20 % ohne Schwierigkeiten einzuhalten ist. Der Wert gro 6ter Haufigkeit liegt bei 23 %, obwohl, wie gesagt, eine ganze Anzahl Querproben mit zur Prufung kamen.

Bei FeinmeBversuchen blieben beim Chrom-Kupfer- Stahl — wie bei Silizium-Baustahl — bis dicht unterhalb der Streckgrenze die bleibenden Dehnbetrage auBerst gering.

Sein Elastizitatsmodul entspricht mit 21000 leg/mm2 etwa dem des Siliziumstahles. Die fiir englischen Schiffbaustahl vorge- schriebene Elastizitatsgrenze von mindestens 23,6 kg/mm2

Z a h l e n t a f e l 2 . E e s t i g k e i t s e i g e n s o h a f t e n v e r s c h i e d e n e r W a l z ą u e r s o h n i t t e v o n C h r o m - K u p f e r - S t a h l .

Schmelze

W alz- abm essungen

mm

Streck­

grenze kg/m m 2

Zug­

festig­

keit kg/m m 2

Deh­

nung

%

Ein- schnii-

rung

%

K erb­

zahigkeit mkg/cm2

1 2 0 0

X

1 8 3 7 , 7 5 3 , 6 2 2 , 3 5 0 1 0 , 6

I I N P 4 5 3 8 , 6 5 3 , 9 2 4 , 1 4 7 1 0 , 0

< 5 0

X

7 4 0 , 7 5 6 , 6 2 3 , 5 5 7 —

I I

1 0 6 0

X

^{1 8}

< :

200

3 8 , 5 5 8 , 8 2 2 , 3 4 8 1 1 , 2

X 1 0 0

X

1 8 3 9 , 3 5 6 , 1 2 4 , 0 4 5 1 0 , 5

1 8 (J) 4 3 , 0 5 7 , 5 2 3 , 0 5 1 1 2 , 4

A b b i l d u n g 4 . H a u f i g k e i t d e r K e r b z a h i g k e i t v o n C h r o m - K u p f e r - S t a h l .

fiefrr7U f7gr if7 °/o

A b b i l d u n g 1 b i s 3 . H a u f i g k e i t d e r F e s t i g k e i t w e r t e v o n C h r o m - K u p f e r - S t a h l .

wirdvondem neuen Stahl weit iiberschritten, sie liegt im Mittel bei 36 kg/mm2. Auch hierdurch ist der Chrom-Kupfer-Stahl den unlegierten Kohlenstoff-Baustahlen erheblich iiberlegen.

Ein besonderer Yorzug des neuen Stahles ist dabei die auBerordentlich geringe Abhangigkeit der Festigkeitseigen­

schaften, insbesondere der Streckgrenze von den Walz- bedingungen (Durchwalzungsgrad und Walzendtemperatur).

In Zahlentafel 2 sind die Festigkeitseigenschaften von zwei wahllos herausgegriffenen Schmelzen mitgeteilt, die auf die verschiedensten Abmessungen verwalzt worden waren. Wie die Zahlen erkennen lassen, besitzen sehr groBe Profile und Universaleisen mit geringem Durchwalzungsgrad praktisch fast die gleichen Festigkeitswerte wie weit heruntergewalzte Winkel und Rundeisen. Unter den gleichen Bedingungen gewalzter Siliziumstahl weist zwischen den an dicken Pro-

filen und an dunnen Abmessungen der gleichen Schmelze ermittelten Streckgrenzenwerten Unterschiede bis zu mehr ais 10 kg/mm2 auf. Ebenso ist die GleichmaBigkeit der Festigkeitseigenschaften in den starkeren und diinneren Querschnitten des gleichen Walzstabes bei dem neuen Bau­

stahl erheblich groBer ais bei Siliziumbaustahl. Zuruck­

zufuhren ist diese Tatsache mindestens zum Teil auf die niedrige Lage des oberen Umwandlungspunktes, der bei etwa 830°. also um etwa 120° niedriger ais bei Siliziumbau­

stahl ermittelt wurde. Es ist in dieser Tatsache fiir die Warmformgebung und nachtragliche Warmebehandlungen ein besonderer Vorzug zu yerzeichnen.

Durch ein normalisierendes Gluhen bei rd. 830° wird die

Streckgrenze um etwa 2 bis 3 kg/mm2 erhóht, wahrend die

ubrigen Festigkeitswerte praktisch keine Yeranderung er-

852 Stahl und Eisen, Z ur Fortentwicklung des hochwertigen Baustahles. 48. Jahrg. Nr. 26.

f ahren. Bekanntlich ist bei Silizium-Baustahl im allgemeinen beim Gluhen mit einer Erniedrigung der Streckgrenze und der Kerbzahigkeit zu rechnen. Auch hier ist somit eine TJeberlegenheit des neuen Stahles vorhanden.

Die Kerbzahigkeit ist zwar fiir den Baustahl nicht vor- geschrieben, da sie aber ais Kennzeichen fiir die Zahigkeit von Bedeutung ist, sei mitgeteilt, daB die Auswertung von etwa 200 Kerbschlagproben sowohl im Walzzustand ais auch nach einer Gliihung ergaben, daB die Kerbzahigkeit des neuen Baustahles 9 mkg/cm2 seiten unterschreitet und in der weitaus groBten Mehrzahl der Falle bei 11 bis 12 mkg/cm2 liegt, ein Wert, der ais recht hoch angeśprochen werden muB und etwa den Verhaltnissen beim Siliziumstahl entspricht. Abb. 4 gibt die Haufigkeitskurve der Kerb­

zahigkeit fiir den gewalzten und den gegliihten Zustand wieder. Die Ergebnisse wurden an kleinen Kerbschlagproben 10 x 10 x 60 mm ermittelt; bei Verwendung der sonst iiblichen Probeform 30 x 30 x 160 mm wurden um etwa 50 % hóhere Werte gefunden werden.

Dariiber hinaus wurde auch das Verhalten des neuen Stahles gegenuber Alterungsbeanspruchungen und zwar die Aenderung der Kerbzahigkeit nach einem Kaltstauchen um rd. 10 % mit nachfolgendem Anlassen auf 250° gepriift.

Die Priifung von mehr ais 200 Proben im gealterten Zustande ergab im Mittel eine Kerbzahigkeit von 5 bis 8 mkg/cm2.

Diese Herabsetzung der Kerb­

zahigkeit ist im Yergleich zu anderen, nicht besonders nach dieser Richtung behandelten Werkstoffen ais gering zu be­

zeichnen.

Versuche zur Ermittlung der dynamischen Dauerfestig­

keit auf der Schenckschen Ma­

schine hatten die in Zahlen­

tafel 3 wiedergegebenen Er­

gebnisse. Es sind hier auch die Werte fiir St 48 und Silizium­

stahl mit aufgenommen. Die

Ziffern sindMittelwerte aus einer groBeren Anzahl vonEinzel- proben mit einer auBerordentlich geringen Streuung; sie lassen deutlich erkennen, daB der neue Baustahl in der Dauerfestigkeit dem Siliziumstahl mindestens gleichwertig ist. Bemerkt sei dazu, daB der Wert der Dauerfestigkeit fiir Siliziumstahl von 31 bis 32 kg/mm2 auch von yerschie­

denen Seiten schon bestatigend festgestellt wurde. Die Dauerschlagfestigkeit des neuen Stahles bei Prufung auf dem Kruppschen Dauerschlagwerk ist um etwa 10 % gróBer ais die des Silizium-Baustahles und damit um etwa 60 % hoher ais die des St 48.

Ais besonderer Yorzug des neuen Baustahles muB sein hoher Widerstand gegen Korrosion ais Folgę seines hohen Kupfergehaltes hervorgehoben werden. Zuverlassige und auf die Praxis iibertragbare Korrosionspriifungen an der Atmosphare und in Wasser verlangen bekanntlich sehr lange

Z a h l e n t a f e l 3 . D a u e r f e s t i g k e i t y e r s c h i e d e n e r B a u s t a h l e 1

(E rm itte lt auf der Schenckschen Maschine.)

Z a h l e n t a f e l 4 . G e w i c h t s a b n a h m e y e r s c h i e d e n e r B a u s t a h l e i n e i n p r o z e n t i g e r S c h w e f e l s a u r e u n d

f i i n f p r o z e n t i g e r A m e i s e n s a u r e .

(E inw irkungsdauer 30 Tage.)

W erkstoff

G e w i c h t s a b n a h m e in

S ch w e fe lsa ure 1 %

%

A m e is e n s a u r e 5 %

%

S t 3 7 4 3 , 0 2 4 , 0

S t 4 8 2 9 , 0 1 0 , 0

S t S i 3 4 , 0 1 3 , 0

K u p f e r - S i l i z i u m - S t a h l 1 0 . 0 3 , 0

C h r o m - K u p f e r - S t a h l 7 , 2 1 , 5

Zeiten, denn es ist nicht zulassig, den in kurzer Zeit fest- zustellenden Angriff durch Sauren mit dem Rostvorgang vóllig in Vergleich zu setzen. Immer hin wird der Angriff durch Sauren fiir die Verhaltnisse Schlusse zulassen, wo die Luft oder das Wasser durch Gase und andere Verschmut- zungen saures Geprage annehmen. Um wenigstens in diesem Umfang schnell ein Urteil iiber den neuen Baustahl zu ge­

winnen, wurden mit den verschiedensten Sauren Korro- sionsversuche eingeleitet — Yersuche an der Atmosphare und in Wassern gehen selbstverstandlich noch nebenher. Aus den ziemlich gut iibereinstimmenden einzelnen Versuchs- reihen sei hier nur eine herausgegriffen; die Ergebnisse sind

in Zahlentafel 4 wiedergegeben. Es handelt sich um die Gewichtsabnahmen der yerschiedenen Baustahle in ver- dunnter Schwefel- und Ameisensaure. Die groBe Ueber- legenheit des neuen Baustahles tritt deutlich hervor ,der sogar noch wesentlich widerstandsfahiger ist ais der oben bereits ais ausgezeichnet erkannte Kupfer- Silizium- Stahl.

Fiir die Korrosionsprufung von Metallen ist kiirzlich von anderer Seite ein neuer Weg vorgeschlagen worden, der sehr anschaulich den EinfluB der Korrosion auf die Festigkeits­

eigenschaften erkennen laBt3). Danach werden ZerreiB- proben aus dem zu priifenden Werkstoff der Korrosion aus­

gesetzt und dann dem Zugversuch unterworfen, um so die EinbuBe an Festigkeit infolge der Korrosion durch Vergleich mit nicht korrodierten Proben festzustellen. Solche Yer­

suche wurden auch mit den Baustahlen durchgefiihrt, und zwar an gewohnlichen ZerreiBstaben von 10 mm Durch­

messer. Die Ergebnisse sind in Zahlentafel 5 mitgeteilt.

Durch Korrosion wahrend mehrerer Tage in Salzsaure ist danach die Anfressung bei Siliziumstahl so stark, daB Streckgrenze und Zugfestigkeit, bezogen auf den urspriing- lichen Querschnitt, um rd. 25 % sinken, wiederum starker ais bei St 48. Durch den Kupfer-Silizium-Stahl wurde bereits eine Besserung erzielt, der Chrom-Kupfer-Baustahl zeigt aber einen Riickgang von nur rd. 13 bis 15 %, das ist

;l) C z o c h r a l s k i u . S c h m i d : N e u e W e g e d e r K o r r o s i o n s ­ f o r s c h u n g . Z . M e t a l i k . 2 0 ( 1 9 2 8 ) S . 1 / 7 ; S t . u . E . 4 8 ( 1 9 2 8 ) S . 8 0 2 / 3 .

W e r k s t o f f

Zustand D auerfestigkeit

kg/m m 2

g e w a l z t 2 7 , 5

g e g l i i h t 2 7 , 5

St. S i g e w a l z t 3 2

g e g l i i h t 3 1

n e u e r g e w a l z t 3 2

C h r o m - K u p f e r - S t a h l g e g l i i h t 3 3

Z a h l e n t a f e l 5 . E e s t i g k e i t s e i n b u f i e y e r s c h i e d e n e r B a u s t a h l e d u r c h K o r r o s i o n i n S a l z s a u r e .

W erkstoff

Yor d e r K orrosion n ach d e r Korrosion Abnahme durch Korrosion in %

B ruchlast

kg

Streck­

grenze

kg/mm2 Festig­

k e it

kg/m m 2 B ruchlast

t g

Streck­

grenze schein-

b a r kg/m m 2

Festig­

k eit schein-

ba r kg/m m 2

Streck­

grenze Festig­

keit

S t 4 8 S t S i S t S i , g e k u p f e r t C h r o m - K u p f e r - S t a h l

3 9 4 0 4 0 0 0 4 2 0 0 4 0 4 0

3 1 , 9 3 6 , 8 3 6 , 6 3 6 , 4

5 0 . 2 5 1 , 0 5 3 , 5 5 1 . 2

3 1 0 0 2 9 5 0 3 4 0 0 3 4 3 0

2 4 , 8 2 7 , 6 2 9 . 5 3 1 . 5

3 9 . 5 3 7 . 6 4 3 , 3 4 3 . 6

2 2 , 2 2 5 , 0 1 9 . 4 1 3 . 4

2 1 , 4 2 6 , 3 1 9 , 1 1 4 , 8

28. Juni 1928. Beitrage zur K enntnis der niedrig prozentigen Legierungen des E isens m it Titan. Stahl und Eisen. 853

kaum mehr ais die Halfte von Zahlentafel 6. F e s tig k e it dem des Siliziumstahles. Er

ist dabei auch dem Kupfer- Silizium- Stahl noch erheblich iiberlegen, so daB der neue Stahl hinsichtlich des Korro- sionswiderstandes einen bedeu- tenden Fortschritt darstellt.

Bemerkt sei, daB sich der hoheKorrosionswiderstand des neuen Stahles auch bei Zun- derungsversuchen auspragte, bei denen heiBe oxydierende Gase einwirkten. Wenngleich

diese Beanspruchung an Bauwerken praktisch nicht in Frage kommt, so ist die Tatsache dieses gimstigen Ver- haltens doch ais weiterer Beweis des hohen Korrosions- widerstandes von Wert. Gerade diese hohe Korrosions- bestandigkeit des neuen Stahles kann nicht stark genug betont werden und diirfte von erheblicher Bedeutung sein.

Zur Vervollstandigung des Bildes iiber den neuen Bau- stahl wurden weiterhin noch technologische Untersuchungen durchgefuhrt. Es zeigte sich dabei vor allem, daB der neue Stahl den technologischen Priifungen, wie sie die Lieferungsvorschriften fiir Siliziumstahl enthalten, durch- aus geniigt.

Biegeproben, die aus den metallurgisch ungiinstigsten Stellen entnommen waren, lieBen sich im abnahmegemaB durchgefuhrten Faltversuch bis auf 180° zusammenbiegen, ohne Risse zu zeigen. Aus dem neuen Stahl gewalztes Nieteneisen besaB eine innerhalb der yorgeschriebenen Grenzen liegende Scherfestigkeit. Stauchversuche im warmen, der Verwendung entsprechenden Zustande hatten ebenfalls gute Ergebnisse. Das Formanderungsvermógen des neuen Stahles im kalten Zustande ist groBer ais das des St 48 und entspricht etwa dem des Silizium- Baustahles.

Die Bearbeitbarkeit des neuen Stahles mit schneidenden Werkzeugen muB ais gut bezeichnet werden. Auf jeden Fali ist der Stahl nicht schwerer bearbeitbar ais der Siliziumstahl.

Die gelegentlich bei der Bearbeitung von St 48 aufgetretenen Schwierigkeiten sind nicht zu bcfurchten.

VerschleiBversuche bei gleitender Reibung auf der Priif- maschine von Spindel lieBen erkennen, daB der YerschleiB-

s e i g e n s e h a f t e n v o n S c h w e i f i p r o b e n a u s C h r o m - K u p f e r - S t a h l .

SchweiB- Behandlung Streck­ Zug­

Deh­ Ein-

Biege-

proben SchweiBverf ahren der grenze festig­

nung eehnii- w inkel

Q uerscłm itt Proben k e it rung

m m

kg/mm2 kg/m m 2

% %

0

2 0 X 1 8 | H a n d f e u e r s c h w e i B u n g

A n l i e f e r u n g

^{4 1 , 2 4 5 , 0 2 , 0 5 , 2 5 0}

P r o b e n a n g e s c h a r f t g e g l i i h t

^{3 5 , 7 4 8 , 3 7 , 0 1 1 , 6 1 2 5}

2 0

(J)

| H a n d f e u e r s c h w e i B u n g

A n l i e f e r u n g

3 1 , 7 5 2 , 8 1 4 , 9 3 7 , 0 7 0

P r o b e n a n g e s c h a r f t

g e g l i i h t 3 4 , 2 5 0 , 0 1 8 , 5 3 8 , 3 1 3 5 3 0 X 2 5 j A u t o g e n m i t C h r o m -

K u p f e r - S c h w e i B d r a h t

A n l i e f e r u n g 3 6 , 3 5 0 , 0 8 , 6 3 1 , 3 6 0

19

<|> / W i d e r s t a n d s s t u m p f -

A n l i e f e r u n g 3 8 , 9 5 2 , 1 6 , 5 8 , 7 4 5

3 0 X 2 5 \ s c h w e i B u n g o h n e Z u s a t z 3 7 , 6 5 4 , 5 1 3 , 8 4 7 , 2 8 0

widerstand des neuen Stahles noch etwas groBer ist ais der des Silizium-Baustahles und auch der alteren Baustahle.

Besondere Aufmerksamkeit wurde endlich der Priifung der SchweiBbarkeit des neuen Stahles geschenkt. Der neue Baustahl hat sich auch in dieser Richtung bis jetzt sehr gut bewahrt. SchweiBversuche an einer Reihe Chrom-Kupfer- Stahl- Schmelzen in verscliiedenen Walzabmessungen hatten bei der Anwendung der verschiedensten SchweiBverfahren gute Ergebnisse. Die Priifungsergebnisse der ZerreiB- und Biegeproben (Mittel von je vier Versuchen) sind in Zahlen­

tafel 6 wiedergegeben. Der Bruch beim Zugversuch erfolgte in den meisten Fallen auBerhalb der SchweiBstelle. Wie die Beobachtungen beim SchweiBvorgang und die mitgeteilten Ergebnisse beweisen, laBt sich der Chrom-Kupfer-Stahl gut und in den meisten Fallen ohne zu starkę EinbuBe der Werte fiir Streckgrenze und Zugfestigkeit schweiBen. Durch ein anschlieBendes normalisierendes Gliihen laBt sich auch die unvermeidliche Herabsetzung der Dehnung und der Zahig- keit teilweise wieder beseitigen.

Z u sam m e n fa ssu n g .

Ein mit 0,5 bis 0,8 % Cu und etwa 0,4 % Cr legierter Baustahl mit rd. 0,15 % C hat die Festigkeitseigenschaften des mit 1 % Si legierten Silizium-Baustahles und zwar auch nach dem Verwalzen auf schwerste Profile und breiteste Universaleisen. Dabei sind die Festigkeitseigenschaften sehr gleichmaBig. Schwierigkeiten beim GieBen und Walzen traten nicht auf. Des weiteren ist der neue Baustahl gut schweiBbar und zeichnet sich vor allem durch einen hohen Korrosionswiderstand aus, der erheblich groBer ist ais der des gekupferten Kohlenstoff stahles.

Beitrage zur Kenntnis der niedrigprozentigen Legierungen des Eisens mit Titan.

Von ®r.*3ng. H a n s M a th e siu s in Berlin1).

\(Verm inderung der Seigerungserscheinungen durch Titanzusatz. Yerbesserung der mechanischen Eigenschaften.)

D ie Versuche, die Eigenschaften von Eisen und Stahl durch Einfuhrung von Titan ais Legierungsbestand- teil zu verbesssern, haben schon im Anfang des 19. Jahr- hunderts begonnen. Infolgedessen befinden sich im Schrift­

tum iiber derartige Arbeiten zahlreiche Veroffentlichungen, die in der Originalarbeit eingehend besprochen und nach- gewiesen sind. Hierbei wurden im Hinblick auf die Ver- wendungsmoglichkeit dieser Stahle in der Praxis aber nur diejenigen Abhandlungen beriicksichtigt, die sich auf Legierungen bezogen, dereń Kohlenstoffgehalt den Hóchst- betrag von 0.6 % nicht uberstieg. Die Ergebnisse dieser Arbeiten weichen zum Teil sehr voneinander ab, so daB man

1j

A u s z u g a u s d e r g l e i c h n a m i g e n , v o n d e r T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e B e r l i n g e n e h m i g t e n 'J ) r .« ^ n g . - D i s s e r t a t i o n .

kein klares Urteil iiber den EinfluB des Titans auf die Eigen­

schaften des Eisens gewinnen kann. Die Ursachen fiir diese Unklarheiten liegen einmal darin, daB das Titan dem Eisen in verschiedener Bindungsform zugegeben wurde, anderseits in der wechselnden Art der zur Ausfiihrung gelangten Legierungsarbeit. Aluminothermisches Ferrotitan und Titan- thermit enthalten das Titan iiberwiegend in metallischer Form, wahrend es im kohlenstoffhaltigen Ferrotitan fast nur in der Form der Karbide und Nitride enthalten ist.

Bei der Legierungsarbeit wurde das Titan entweder in die

GieBpfanne auf den Boden oder in den flieBenden Strahl

des Stahles gegeben, oder es wurde verpackt oder unverpackt

mit der Beschickung in die Schmelztiegel eingesetzt. Die

Zugabe des Ferrotitans zu dem geschmolzenen Stahl erfolgte

854 Stahl und Eisen. Beitrage. zur K enntnis der niedrigprozentigen Legierungen des E isens m it Titan. 48. Jahrg. Nr. 26.

Z a h l e n t a f e l 1 . E e s t i g k e i t s u n t e r s u e h u n g e n a n S t a h l p r o b e n m i t w a c h s e n d e n T i t a n m e n g e n .

Probe O Si Mn P

s

Ti Festigkeit Dehnung

%

E in ­ schnurung

Nr.

_% ^O/

/o

% % ° /

/o

%

kg/m m 2 (5 d)

%

1 0 , 0 9 0 , 0 6 0 , 2 3 0 , 0 2 3 S p . 0 , 3 8 4 9 , 0

4 9 , 5

2 6 , 2 2 6 , 1

7 7 , 9 7 8 , 2

2 0 , 0 5 0 , 0 3 0 , 3 2 0 , 0 1 S p . 0 , 8 8 4 4 . 6

4 4 . 6

3 0 , 2 3 3 , 0

7 3 . 0 7 3 . 0

3 0 , 0 6 0 , 1 5 0 , 3 6 0 , 0 0 9 S p . 1 , 4 2 6 2 , 1

6 4 , 6

2 2 , 5 2 0 , 2

4 5 , 0 4 1 , 9

4 0 , 0 9 0 , 1 8 0 , 3 3 0 , 0 1 S p . 2 , 0 0

4 1 , 8 3 1 , 7 8 3 , 0

5 0 , 0 9 0 , 7 0 0 , 4 1 0 , 0 0 7 S p . 3 , 2 1 4 0 . 8

4 1 . 8

3 0 , 8 3 0 , 2

7 9 , 8 7 7 , 0

X 150

im festen Zustande, teils nicht vorge- warmt, teils auf Rotglut erhitzt.

Ais Ausgangswerkstoff zu den eigenen Versuchen diente ein sehr reiner Elektro­

stahl, der nach dem Einschmelzen in einem Kruppschen Kryptolofen mit wachsenden Mengen aluminothermischen Ferrotitans versetzt wurde. Die erhal- tenen Blócke von etwa 7 kg Gewicht wurden zunachst auf 40 mm [J] ausge- schmiedet, dann zu Rundstaben von 20 bis 22 mm cj> ausgewalzt und ausgegliiht.

Die chemische und physikalische Unter- su chung des Stahles lieferte die in Zahlen­

tafel 1 zusammengestellten Ergebnisse.

X 600

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1

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A b b i l d u n g 1 . A b b i l d u n g 2 .

Probe 1 : 0,09% C, 0,38% Ti, g e atzt m it alkoholischer Salpetersaure.

X 150 X 600

' * 1 > ' •• . - • \ JW -

.. (

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■«

A b b i l d u n g 3 . A b b i l d u n g 4 .

Probe 4: 0,09% O, 2,0% Ti, g e atzt m it alkoholischer S alpetersaure.

X 150 x 600

Probe 5: 0 ,09% O, 3,2% Ti, g e atzt m it alkoholischer S alpetersaure.

28. Juni 1928. Beitrdge zur K enntnis der niedrigprozentigen Legierungen des Eisens m it Titan. Stahl und Eisen. 855

A b b i l d u n g 7 . B r u c h f l a c h e n e i n e r g e g o s s e n e n u n d e i n e r a u s g e s c h m i e d e t e n P r o b e

zah.

m

A b b i l d u n g 8 . K a l t b i e g e p r o b e .

Bemerkenswert ist zunachst das fast ganzliche Fehlen von Schwefel in den Proben. Das Titan wirkt also ent- schwefelnd auf den Stahl ein. Die physikalische Unter­

suchung ergab eine besonders hohe Festigkeit bei der dritten Probe und durchweg eine sehr starkę Ein­

schnurung.

Die metallographische Untersuchung (s. Abb. 1 bis 6) zeigte ein ferritisches Gefiige. Die Kristalle sind vor allem bei Probe 4 (Abb. 3 und 4) stark verformt. Die Stahle sind noch mit Schlacken durchsetzt, unter denen sich vereinzelt Titannitrid- und Titankarbidknstalle befinden (Abb. 4).

Auf Grund dieser Ergebnisse wurde die Herstellung einer groBeren Menge eines reinen Titanstahles versucht. Durch freundliches Ent- gegenkommen der Berliner Maschinenfabrik, A-G., vorm. Freund, in Charlottenburg, er

Die Einfiihrung des Mangans erfolgte etwa 5 min vor dem Abstich, wahrend das Ferro­

silizium erst im letzten Augenblick zugesetzt wurde. 45 kg Ferrotitan mit 18,9 % Ti und 0,06% C wurden wahrend des Abstiches in die Pfanne eingeworf en, bevor die Schlacke auszuflieBen begann. Nach gutem Um- riihren in der Pfanne und geniigendem Abstehen wurde in Kokillen vergossen.

Folgte man der Pfanne, so machte sich ein deutlicher Geruch nach Schwefel- dioxyd bemerkbar, was wiederum auf die entschwefelnde Wirkung des Titans hin- weist. Der gewonnene Stahl war weich genug, um sich mit einer Feile bearbeiten zu lassen. Eine ungegliihte Probe wurde nach Erhitzen in Holzkohle auf 12 mm ausgeschmiedet, wobei sich kein RiB in der AuBenhaut der Probe zeigte. Die Probe wurde an allen Seiten eingekerbt und kalt gebrochen. Der Stahl war sehr Das Bruchaussehen einer ungegluhten, gegossenen Probe und dieses Kaltbruches zeigt Abb. 7.

Ais weitere Yorproben wurde der gleiche Stahl kalt (Abb. 8) und warm (Abb. 9) gebogen.

Auch bei diesen Priifungen yerhielt er sich gut.

Die Proben zeigten in der ani starksten bean- spruchten Faser keinen RiB. Auch beim Lochen trat kein ReiBen ein (Abb. 10).

Ein kleinerer Błock dieses Titanstahles wurde nach vor- hergehendem Ausgluhen und Schmieden einer eingehenden

A b b i l d u n g 9 . W a r m b i e g e p r o b e .

hielt der Verfasser die Móglichkeit, diesen Versuch in einem der dort befindlichen, heiB gehenden BoBhardt-Oefen durchzufiihren. Der Einsatz bestand aus 600 kg Schmiedeschrott, 600 kg Abfallen der StahlgieBerei und 300 kg Spiegeleisen mit 12 % Mn. Durch geniigend langes Auskochen der Schmelze ge-

lang es, den Kohlenstoffgehalt des Bades unter 0,1 % zu senken. Zur Desoxydation wurden 16 kg 45prozen- tiges Ferrosilizium und 20 kg 60prozentiges Ferromangan vorgewarmt dem Schmelzbade im Ofen zugegeben.

A b b i l d u n g 1 0 . L o c h p r o b e .

Untersuchung unterworfen, dereń Ergebnisse aus Zahlen­

tafel 2 zu ersehen sind.

Bemerkenswert an den Ergebnissen des ZerreiBversuches ist vor allem die sehr hoch liegende Streekgrenze bei im

Z a h l e n t a f e l 2 . C h e m i s c h e u n d p h y s i k a l i s c h e V o r u n t e r s u c h u n g d e s T i t a n s t a h l e s .

£

0

Si Mn T i F e stig k e it D eh- E in-

schnii-

rung

E la stiz ita ts- Brinell­ Streekgrenze

- 10 0

ZerreiBfest.

s grenze nung modul harte Z erreifl festig k eit B rinellh arte

N r .

% % % % % k g /m m 2 k g /m m 2 % % k g/cm 2

i

2

0 , 1 6 0 , 3 3 0 , 5 0 0 , 0 1 0 , 2 3

3 8 , 9 0

4 6 , 9 5

4 9 , 1 1

5 5 , 7 0

1 1 , 4 5

1 9 , 2 5 5 9 , 5

O | o . 1 1 9 0

7 9 . 2

8 4 . 3

0 , 4 2

0 , 4 5

856 Stahl und Eisen. Beitrage zur K enntnis der niedrigprozentigen Legierungen des E isens m it T ita n . 48. Jahrg. Nr. 26.

Z a h l e n t a f e l 3 . C h e m i s c h e u n d p h y s i k a l i s c h e U n t e r s u c h u n g y o n T i t a n s t a h l e n .

Z e r r e i B v e r s u c h 8

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1 §

A n a l y s e

A u sg e w alz t zu

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B e z e ic h n u n g d e r

S t r e c k - g re n z e k g / m m 2

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k e it k g / m m 2

D e h n u n g (2 0 0 m m )

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E i n ­ s c h n u ­

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o ^ 3 a r

s .

:3 V

Ł0 ao

1 K o p f

Fu B 0,23 0,16

0,17 0,33 0,33

0,50 0,49

0,02 0,02

0,01 0,01

0,30 0,30

P la tin e n

150 X 15 7,2 fa c h 1 R a n d

2 M itte 41,7 42,9

34,0 57,4

5 8,0

50,9 17.5

18.5

21,7 48.2

41.2

47,5 72,7

74,0 66,8

2 K o p f

F uB 0,22 0,18

0,17 0,33 0,32

0,50 0,49

0,02 0,02

0,01 0,01

0,30 0,30

F la c h e is e n

20 x 70 6,1 fa c h 1

2

4 8,5 4 3,7

34,1 65,8

59,6

52,7 1 4,0 12,5

19,0 20,4

35,0

47,8 73,7

73,3 64,7

3 K o p f

F uB 0,22 0,16

0,17 0,33 0,33

0,50 0,51

0,02 0,03

0,01 0,01

0,30 0,30

K u n d e is e n 70 O ^{3 fa c h}

1 e x z e n tr . 2 k o n z e n tr .

39,5 62,1

61,1 60,3 62,2

12,0 11,5

8,1 10,0

18,3 17,6

12.5 14.5

63,6

4 K o p f Fu B

0,21 0,17 0,16

0,33 0,31

0,50 0,50

0,02 0,02

0,01 0,01

0,30 0,30

U -E is e n 65 X 42 N P . 6 %

9,6 fa c h

1 ’J P r o b e n

>a. d . b e id e n 2 J S c h e n k e ln

52,9 51,7

42,5 41,2 43.1

62,2 61,6

52,4 51,3 53,1

16,5 16,0

17,5 16,0 19,0

54,1 55,0

50,6 57,0 59,3

85,1 83,9

81,1 80,3 80,1

5 K o p f

F uB 0,17

0,16 0 ,17

0,33 0,33

0,50 0,50

0,02 0,02

0,01 0,01

0,30 0,30

W in k e le ise n

| 65 X 65 ~ 1 2 fac h

2

^ P r o b e n o > a u s d e n

^ 1 S c h e n k e ln 52.0 55,5 52.0 54.0

36,1 41,5

65.3 64,7 63.3 63,9

50,7 51,5

18,0 17.5 14,0 14.5

21,2 21,5

33,7 42,6 40.0 40.0

64,9 60,0

79,6 85,8 82,1 84,4

71,2 80,6

6 K o p f Fu B

0,17 0,17 0,17

0,33 0,33

0,50 0,51

0,02 0,02

0,01 0,01

0,30 0,30

T ra g e re is e n

J j N P . 8

^ 1 0 fa c h

1 F la n s c h 2 S te g

52,7 53,2

43,2 4 3,9 46,6

63,3 63,9

52.5 54,2 56.6

1 3,5 12,0

13,5 16,0 16,4

49,4 46,8

50.5 45,1 50.5

83.3 83.3

82.3 81,0 82.3

7 K o p f

0,16

0,17 0,33 0,50 0,02 0,01 0,30

Kundeisen

12 0 6 6 fa c h

1 2 3 4 5

57,0 57,6 58.2 58.3 57,5

41,5 69.1

69.7 69.7 69.8 69.1

52,0 15.0

16.5 15.0 15.5 14.5

25,5 54.4

54.4 60,8 52,8 5 8 ,7

58,3 82.5

82.6 83.5 83.5 83,2

79,8

F uB 0,17 0,32 0,51 0,02 0,01 0,30

Flacheisen

13 x 19 30,2 fach

1 2 3 4 5

53,5 53.1 53.2 52.0 53.0

44,1 66.3 65,9 65,7 64,5 68.4

55,1 16.5

15.0 15.0 15.0 17.5

22,0 44.5

44.6 41,3 51,9 54,2

58,4 80,7

80,6 81,0 80,6 77,6

80,0

Mittel 81,7 % der ZerreiBfestigkeit. Die Probe zeigte den fiir zahen Stahl kennzeichnenden Kegelbruch. Die metallo- graphische Untersuchung ergab ein reines Ferrit-Perlit- Gefiige. Neuartig sind kleine rundlicheEinschliisse, die sich in Adern durch den ganzen Werkstoff hindurchziehen. An einzelnen Punkten haben sich diese gehauft. Abb. 11 zeigt

X 6 0 0

fiiges war auch nicht zu erwarten, da das Titan sich im Ferrit im Zustande der festen Lósung befindet.

Auf Grund dieser Ergebnisse wurde der gesamte Stahl einer eingehenden Priifung im Betriebe und in der Ver- suchsanstalt der Vereinigten Stahlwerke, Abt. Dortmunder Union, Hórder Verein in Hórde2), unterzogen. Zur Ver-

X 600

G efU ge e i n e r P r o b e m i t 0 , 1 6 % O, 0 , 2 3 % T i

eine derartige Stelle. Ganz vereinzelt finden sich auch rot- liche Titannitrid- oder Zyan-Stickstoff-Titan-Kristalle, wie sie in Abb. 12 zu erkennen sind. Das Bild des ausgeschmie- deten Stahles (Abb. 13) zeigt in der Mitte wieder einen gró- Beren Titannitridkristall. Hier sind aber im Gefiige die feinkórnigen Adern wie in Abb. 11 nicht wiederzufinden.

Eine durch den Titangehalt bewirkte Aenderung des Ge-

A b b i l d u n g 1 2 .

im G u B z u s ta n d , g e a t z t m i t S a l p e t e r s a u r e .

fiigung standen 7 Blócke. Das GuBgefiige war bis auf einen Błock (Nr. 5) nicht ais vollkommen dicht und blasenfrei anzusprechen. Von den beiden Enden der Blócke wurden Analysenproben entnommen und untersucht. Das Ergebnis ist aus Zahlentafel 3 zu ersehen.

2) D e r D i r e k t i o n s o w i e H e r m D r . v a n R o y e n b i n i c h f u r i h r E n t g e g e n k o m m e n z u g r o B e m D a n k y e r p f l i c h t e t .

28. Jun i 1928. Beitrage zur K enntnis der niedrigprozentigen Legierungen des Eisens m it Titan. Stahl und Eisen. 857

Z a h l e n t a f e l 3 . C h e m i s c h e u n d p h y s i k a l i s c h e U n t e r s u c h u n g v o n T i t a n s t a h l e n . ( S c h l u B . )

K e r b s c h l a g y e r s u c h Kerbzahigkeit in

mkg/cm2

B i e g e v e r s u c h l ^ u g e l d r u c k - , y e r s u c h

10/3000/30

D a u e r s c h l a g - y e r s u c h D au erwechselschlag

(normal 360/25) 85 Schlage je min Schlagwerk: B auart

Krupp Anzahl der Schlage

V e r s c h l e iii v e r s u c h Maschine von Mohr

und Federhaff VerschleiB der Proben

nach 20 st B e m e r k u n g e n

Anlieferungs-

zustand gegluht

Biegung um Runddorn (CD = dop- pelte Proben-

dicke)

Biegung in der Langs- faser um

180°

H artę - zahl

ZerreiB­

festigkeit H arte-

zahl

Anlieferungs- zustand gegluht

in mg ohne Schlupf Anlieferungs-

zustand

in mg m it 1 % Schlupf Anlieferungs-

zustand a = 8,4

b = 2,3 c = 7,0

a = 16,1

b = 11,1 ausgehalten

\ nicht aus-

> gehalten ) (klein.Bisse)

172

177 0,34

0,33

a = 27 275 D = 27 679

c = 22 100 34 889 Die Gliihung der

Proben fand bei a = 1,7

b = 1,5

a > 19,6

b = 13,3 gebrochen 189

187 0,35

0,32 a = 38 858

b = 30 745 26 625 15,8 282,4

900° 30 min lang s ta tt.

Proben an der a = 1,4

b = 1,2

a > 16,3 172

175 179

0,36 0j35

a = 28 105 b = 19 129 c = 22 320 d = 19 675

19 048 10,9 327,0

L uft erkaltet.

a = 17,3 b = 15,5

a = 34,4

b = 35,8 J ausgehalten ^ ausgehalten 177

165 0.35

0,37

a = 17,1 b = 17,8

a = 30,1

b = 30,4 •ausgehalten

nicht ganz ausgehalten (kleineRisse

> in der auf Zug bean- spruchten auO. Faser)

182

180 0,35

0,36

a = 14,2 b = 14,6

a = 31,6

b == 24,5 ^ ausgehalten ausgehalten 176 185

0,36 0,35

.

> ausgehalten

; nicht ausgehalten

(siehe zu 5)

182 0,38

a = 9,7 b = 9,1

a = 15,6

b = 14,1 | ausgehalten j> ausgehalten 184 189 185 187

0,37 0,30 0,36 0,35

Die genaue chemische Uebereinstimmung nicht nur der beiden Blockenden unter sich, sondern auch der 7 Blocke untereinander laBt auf einen seigerungsfreien Stahl schlieBen, jedoch ist der BlockgroBe natiirlich eine gewisse Bedeutung zuzumessen. Aus der Tatsache, daB der Titangehalt in allen Blocken nicht gleich hoch ist, ist zu folgern, daB bei der gewahlten Art des Zusatzes von Ferrotitan zur Schmel­

zung eine gleichmaBige Auflósung desselben noch nicht stattgefunden hat.

Die Blocke wurden bei einer Endstichtemperatur von etwa 1100° ausgewalzt, und zwar

Błock 1 zu Platinen 150 x 15 mm, Błock 2 zu Flacheisen 70 x 20 mm, Błock 3 zu Rundeisen 7 0 mm ej), Błock 4 zu U-Eisen N. P. 6%, Błock 5 zu Winkeleisen 65/65 mm, Błock 6 zu I-E isen N. P. 8,

Błock 7 zu Rundeisen 12 mm <£> und Flach­

eisen 19 x 13 mm.

Błock 7 wurde zunachst zu einem Knuppel von 54 mm Cp und dann nach nochmaliger Erwarmung zu den obigen Abmessungen ausgewalzt. Proben des gewalzten Stahles wurden ZerreiB-, Biege-, Kugeldruck-, Dauerschlag- und VerschleiBversuchen unterworfen, deren Ergebnisse in Zahlentafel 3 zusammengestełlt sind.

Fiir die ZerreiBversuche wurden Normalstabe von 20 mm und 200 mm Lange verwendet. Auffallig ist die hohe Lage der Streckgrenze, die je nach der durch die Walzarbeit erfahrenen Querschnittsverminderung der Stabe zwischen 39,5 und 58,3, im Mittel bei 50 kg/mm2 liegt.

X X V I.18

Die ZerreiBfestigkeit schwankt entsprechend zwischen den Werten 57,4 und 69,8 und liegt im Mittel bei 63 kg/mm2.

Die Streckgrenze betragt im Durchschnitt etwa 80% der ZerreiBfestigkeit. Sie liegt also wesentlich hoher ais bei anderen Stahlen gleicher Festigkeit. Die Dehnung betragt im Mittel 15,6 % bei 200 mm MeBlange und die Ein- schniirung 41,8 %.

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A b b i l d n n g 1 3 . G e f u g e e i n e s g e s c h m i e d e t e n T i t a n s t a h l e s .

Durch halbstiindiges Gluhen der Proben bei 900°

wurden Streckgrenze und ZerreiBfestigkeit um etwa 10 kg/mm2 im Mittel gedriickt. Aber auch hier liegt die Streckgrenze im Durchschnitt wieder bei 80 % der ZerreiB­

festigkeit. Diese Verhaltniszabl ist also durch das Gluhen nicht beeinfluBt worden. Die Werte fiir Dehnung und Ein- schniirung dagegen sind gestiegen.

108

858 Stahl und Eisen. Heizungskosten a u f Eisenliuttenwerken. 48. Jahrg. Nr. 26.

Die Kerbzahigkeit ist insbesondere beim ausgegliihten Stahl hoch. Die UngleichmaBigkeit der Werte und die Ergebnisse der Biegeproben zeigen, daB der Stahl, wie schon aus dem wechselnden Titangehalt der Blocke gefolgert wurde, noch nicht vollkommen gleichmaBig war. Durch das Gluhen sind auch die Werte fiir die Kerbzahigkeit erheblich verbessert worden.

Sehr bemerkenswert ist noch das Ergebnis des Ver- schleiBversuches. Die Versuchsbedingungen waren folgende:

Rollende Reibung ohne Schmierung ohne und mit 1 % Schlupf bei 10 mm Probenbreite, 100 kg Anpressungsdruck und 20stiindiger Laufzeit. Der VerschleiB der Proben bei 1 % Schlupf muB ais sehr gering bezeichnet werden. Es wurden bei der gewahlten Versuchseinrichtung YerschleiB- werte von 282,4 bzw. 327 mg erhalten, wahrend bei einem Schienenstahl bei gleicher Anordnung 1664,2 und 1582,1 mg VerschleiB, also mehr ais das Fiinffache, gefunden wurde.

Ein Teil des Stahles wurde weiter zu Draht von 5 mm ej) ausgewalzt und dann auf 2 mm cf> gezogen, wobei er sich im ersten Zuge sehr hart zeigte, sich dann aber wie weicher FluBstahldraht weiter ziehen lieB. Der 2-mm-Draht wurde

% st bei 900° gegliiht und gepriift. Die Ergebnisse sind in Zahlentafel 4 wiedergegeben.

Dieser ausgegliihte Draht wurde dann ohne Zwischen- gliihungen in 11 Zugen auf 0,4 mm c}> gezogen. Von den obigen Proben konnte nur die vierte einwandfrei gezogen werden, wahrend die anderen drei mehrfach rissen. Es wurden deshalb auch nur von der Probe 4 nach den einzelnen Zugen die Giiteziffern ermittelt, die in Zahlentafel 5 zusam- mengestellt sind.

Auch bei der Verarbeitung auf Draht hat sich, wie aus Zahlentafel 5 ersichtlich ist, der Titanstahl sehr gut bewahrt.

Durch die Kaltbearbeitung ist die Festigkeit bis auf 114,9 kg/mm2 gestiegen. Mit jedem weiteren Zuge stiegen auch Verdrehungs- und Biegefestigkeit beinahe regel­

maBig an.

Im chemischen Teile der Dissertation wurden die bisher bekannten Verfahren zur Bestimmung des Titans im Eisen und Stahl einer kritischen Betrachtung unterzogen. Im Verlaufe der weiteren Untersuchungen gelang es, ein genaues

Z a h l e n t a f e l 4 . F e s t i g k e i t s u n t e r s u c h u n g e n a n g e z o g e - n e m D r a h t y o n 2 m m D u r c h m e s s e r a u s T i t a n s t a h l .

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Z a h l e n t a f e l 5 . F e s t i g k e i t s u n t e r s u c h u n g e n b e i m Z i e h e n d e s D r a h t e s v o n 2 a u f 0 , 4 m m D u r c h m e s s e r .

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Verfahren zur Bestimmung des Titans in einem Stahl aus- zuarbeiten, der neben Titan noch mit Mangan, Chrom und Kupfer legiert ist.

Z usam m enfassung.

Nach den vorliegenden Untersuchungen hat Titan einen giinstigen EinfluB auf Stahl. Ein mit Titan legierter kohlenstoffarmer Stahl weist erhóhte Giitewerte gegen- iiber den iiblichen Kohlenstoffstahlen auf. Die Haupt- verbesserungen, die bei den untersuchten Stahlen fest­

gestellt wurden, sind:

1. Verminderung der Seigerungserscheinungen.

2. Erhohung der Streckgrenze auf etwa 80 % der ZerreiBfestigkeit gegenuber 50 bis 55 % bei gewóhnlichem Kohlenstoffstahl.

3. Erhohung der VerschleiBfestigkeit.

4. Erhohung der Kerbzahigkeit.

Heizungskosten auf Eisenhiittenwerken.

Von H erm ann Jordan und A rth u r S ch u lze in Dusseldorf1)

D ie Kosten fiir Raumheizung verdienen in allen indu- striellen Betrieben sorgfaltige Beachtung, da sie ins­

besondere bei niedrigem Beschaftigungsgrad oft nicht uner- heblich ais Unkosten ins Gewicht fallen. Ermittlungen von K. S e y d e r h e lm 2) ergaben in GieBereien, Stahlwerken und mechanischen Werkstatten Unkostensatze fiir die Beheizung in einer Hohe von 2 bis 7 % der Produktivlóhne, d. h. je Lohnstunde eine Belastung von 2 bis 5 Pf.

Zur Erganzung dieser Zahlen wurden bei einer Reihe von Hiittenwerken nach einheitlichen Richtlinien Unter- lagen iiber die wahrend der Wintermonate 1926/27 ent- standenen Heizungskosten gesammelt, die in Zahlentafel 1 zusammengestellt sind. Sie konnen ais Vergleichswerte bei der Planung neuer und bei der Beurteilung im Betriebe be- findlicher Hiittenwerksheizanlagen gelten.

* ) A u s z u g a u s M i t t . 1 1 1 d e r W a r m e s t e l l e d e s V e r e i n s d e u t ­ s c h e r E i s e n h u t t e n l e u t e . D i e M i t t e i l u n g is t i m y o l l e n W o r t l a u t e r s c h i e n e n i m A r c h . E i s e n h i i t t e n w e s . 1 ( 1 9 2 7 / 2 8 ) S . 6 9 9 / 7 0 6 .

2 ) U n k o s t e n s a t z e u n d N e b e n b e t r i e b s k o s t e n i n M a s c h i n e n - f a b r i k e n u n d v e r w a n d t e n B e t r i e b e n . H e r a u s g e g e b e n y o m V e r e i n d e u t s c h e r M a s c h i n e n b a u a n s t a l t e n ( B e r l i n - C h a r l o t t e n b u r g : S e lbs t- y e r l a g 1 9 2 5 ) .

W arm ebedarf.

Bei der Berechnung des Warmebedarfs von Heizungs- neuanlagen ist davor zu warnen, einfache Ueberschlags- zahlen in Hohe von 20 bis 40 kcal/m3 • st zugrunde zu legen, wie sie vielfach im Schrifttum angegeben sind. Vielmehr sollte man stets den Warmebedarf auf 1 m3 beheizten Raumes, 1° Temperaturunterschied zwischen innen und auBen und 1 st beziehen. Es ergeben sich dann die in Abb. 1 und 2 dargestellten Kennziffern, die mit zunehmender RaumgróBe abnehmen.

Der gróBte stundliche Warmebedarf fiir leichte Werks- bauten, d. h. Gebaude in der iiblichen Form mit % Stein starken, unverputzten Eisenfachwerkswanden, einfachen Fenstern usw., laBt sich mit Hilfe dieser Kennziffern leicht bercchnen.

Fiir Gebaude mit vielen Raumen ist zur richtigen

Bemessung und Verteilung der Heizflachen eine genauere

Warmeverlustberechnung notwendig. Bei der endgiiltigen

Bemessung der Heizflachen ist auBerdem stets der Aus-

fiihrung der Dacher, FuBbóden, Fenster, ferner der Lage,

Himmelsrichtung usw. Rechnung zu tragen. Die Erfahrung

Z a h le n ta fe l 1. I l e i z u n g s k o s t o n u n d B o t r i o b s k o u n z i f fo rn v o r s o h io d o n o r W o r k s a n l a g o n .

28. Jun i 1928. Eeizungskosten a u f Eisenhiittenwerken. Stahl und Eisen. 859

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hat gezeigt, daB Heizungen, die auf Grund dieser Anhalts- zahlen berechnet wurden, die Raume geniigend warmen.

Immerhin sollte man bestrebt sein, durch sorgfaltige Be- triebsfuhrung wahrend der Heizzeit mit dem tatsachlichen Warmeverbrauch noch unter diesen Zahlen zu bleiben, was, wie die in Abb- 1 und 2 eingetragenen Punkte beweisen, praktisch durchaus moglich ist.

A b b i l d u n g 1 . A n h a l t s z a h l e n f u r d e n W a r m e b e d a r f k c a l v o n l e i e h t e n H i i t t e n w e r k s b a u t e n .

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Zur Berechnung der erforderlichen HeizflachengroBen aus dem stundlichen Warmebedarf dient Zahlentafel 2.

Auch diese Zahlen sind ais Mittelwerte und somit nur ais Anhaltszahlen zu betrac-hten, die in Sonderfallen gewisse Zuschlage erfordem konnen. Es ist jedoch zu beachten, daB eine zu reichliche Bemessung der Heizflachen bei milder Witterung zu einer Ueberheizung der Raume und damit zur Warmeverschwendung fiihrt.

A b b i l d u n g 2 . A n h a l t s z a h l e n f u r d e n W a r m e b e d a r f v o n k c a l m a s s i v e n H i i t t e n w e r k s b a u t e n . W

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Zahlentafel 3 gibt Anhaltswerte uber die durchschnitt- lichen Anlagekosten von Heizkorpern. Glatte Rohre oder Radiatoren werden neuerdings auch in Huttenbetrieben be- yorzugt, besonders weil sie bedeutend leichter sauber zu halten sind ais Rippenrohre.

Die Anlagekosten fur die zur Beheizung groBer Raume

viel yerwendeten Lufterhitzeranlagen betragen etwa fiir

ein Gerat von