CXXICXXII. Die chemische Constitution des Roheisens, nach P. Tunner. Tunner, über die chemische Constitution des Roheisens. Vor einer am 26. Januar d. J. stattgehabten Versammlung hielt Herr Ministerialrath Ritter v. Tunner einen Vortrag folgenden Inhaltes über die chemische Constitution des Roheisens. Es ist eine auffallende Erscheinung und für die Sidero-Chemie kein ehrenvolles Zeugniß, daß man über die chemische Constitution eines in so großer Menge producirten Metalles bis zur Stunde nur Hypothesen aufzustellen im Stande ist. Der Grund dafür liegt einerseits in der von alten Zeiten her fortgepflanzten Meinung, man bedürfe keiner Chemie des Eisens, welcher man daher erst in den letzten Jahren mehr Aufmerksamkeit schenkt, andererseits in der Schwierigkeit einer verläßlichen Analyse. Je nachdem das Roheisen langsam oder schneller erkaltet, scheiden sich einzelne Bestandtheile in verschiedener Menge aus und lassen eine Verbindung von veränderlicher Zusammensetzung zurück. Die beste Analyse wurde von Fresenius an dem Siegener Spiegeleisen ausgeführt, nur ist die Zusammensetzung der Zuschläge dabei nicht angegeben. Betrachtet man die Resultate der Analysen, so findet man, daß die meisten Roheisensorten 5–8, selten 12 und nur in seltenen Fällen, bei großem Mangangehalte bis 20 Proc. und darüber fremde Bestandtheile enthalten, worunter bloß Kohlenstoff, Silicium, Phosphor und Schwefel beständig, andere Körper theils häufig, theils selten oder ausnahmsweise erscheinen. Es gibt nun weißes Roheisen, welches, wie, z.B. das Vordernberger, außer 3–4 Proc. Kohlenstoff nicht ein Zehntel anderer Bestandtheile, wesentlich Silicium, enthält, daher der Hauptsache nach Kohleneisen ist. Wird dasselbe ohne Zuthaten im Kohlen – oder Thontiegel geschmolzen und langsam erkalten gelassen, so entsteht graues Eisen, dessen färbenden Bestandtheil der ausgeschiedene Graphit bildet. Es ist daher anzunehmen, daß das graue Roheisen aus weißem durch Abscheidung von Graphit beim Erkalten entsteht, daher wie dieses als wesentlichen Bestandtheil nur Fe und C enthält. Daß der Graphit reiner Kohlenstoff sey, ist erst seit einigen Decennien nachgewiesen, indem derselbe in der ersten Auflage von Karsten's Eisenhüttenkunde noch als Verbindung von Kohlenstoff und Eisen angesehen wird. Unter den Verbindungen des Eisens mit Kohlenstoff zeigt nur eine, das Spiegeleisen, sichere Merkmale einer chemischen Verbindung, und zwar Krystallisation, deren System allerdings nicht erkennbar ist, dann das Verschwinden einzelner Eigenschaften der Bestandtheile, z.B. der Weichheit und großen Strengflüssigkeit des chemisch reinen Eisens und des Kohlenstoffes, indem das Spiegeleisen sehr hart, spröde und leichtflüssig ist. Der Zusammensetzung des Spiegeleisens entspricht am nächsten die Formel Fe⁴C, es ist das Viertelcarburet des Eisens. Alle Bemühungen, andere Verbindungen herzustellen, sind gescheitert; so die Versuche von Faraday. Berthier gibt an, er habe eine Verbindung FeC erhalten; allein es ist darüber nichts weiter bekannt geworden. Calvert hat als Rückstand von der Auflösung in einer schwachen Säure Fe⁶C⁴ erhalten, welche Verbindung sich sogar beim Umschmelzen mit viel Brennstoff im Kupolofen ergeben haben soll; die Existenz einer solchen chemischen Verbindung muß jedoch bezweifelt werden. Gurlt endlich hat ein Achtelcarburet Fe⁸C aufgestellt; Tunner indessen hält den betreffenden Körper, der in unreinen und unvollkommenen Oktaëdern krystallisirt, für reines Eisen und hat seine durch Analysen von Prof. Richter unterstützten Ansichten hierüber, welche von Gurlt bisher keine Widerlegung fanden, im XIII. Bande des Jahrbuchs der Bergakademieen veröffentlicht. Es existirt also nur eine unzweifelhafte Verbindung, das Spiegeleisen Fe⁴C; die anderen Sorten des weißen Roheisens sind Auflösungen von chemisch reinem in Spiegeleisen. Das graue endlich ist eine eben solche Auflösung, welche noch ausgeschiedenen Graphit enthält. Die elektropositiven Körper, welche das Eisen enthält, wie Mn, Cu, Al, Ca, Mg vertreten zum Theile das Eisen in seiner Verbindung mit dem Kohlenstoffe: darunter kommt besonders Mangan vor, dessen im Vergleiche zum Eisen in größerer Menge geringeres Atomgewicht einen höheren procentischen Kohlengehalt des Roheisens herbeiführen muß, was die Analysen bestätigen. Aber auch der Kohlenstoff hat seine Vertreter und zwar sind es die früher angeführten nie fehlenden elektronegativen Bestandtheile Si, S, P, welche, wie es von Gurlt nachgewiesen wurde, den Kohlenstoff ersetzen. Tunner hält indessen diese Nachweisung nur bezüglich des Siliciums für vollkommen sicher, wegen dessen Aehnlichkeit im Aussehen und Verhalten mit dem Kohlenstoffe. Das Roheisen läßt sich nun allgemein als eine Verbindung folgender Zusammensetzung betrachten: Textabbildung Bd. 183, S. 473 worin mC und nSi veränderliche Mengen abgeschiedenen Kohlenstoffes und Siliciums, qFe eine verschiedene Quantität aufgelösten reinen Eisens bedeutet. Doch bilden sich noch, je nach der langsameren oder schnelleren Abkühlung, verschiedene Verbindungen, z.B. von Mn mit S, P und Si, dann von Cu mit S, die sich theilweise ausscheiden. Die ausgesprochenen Behauptungen lassen sich auch durch einen Blick auf den Stahl erproben. Dieser steht bezüglich des Kohlengehaltes zwischen Roh- und Stabeisen in der Mitte, indem Gußstahl durch Zusammenschmelzen von Stabeisen mit Spiegeleisen entsteht. Daß nur der höhere Kohlenstoffgehalt das Eisen zu Stahl macht, ergibt sich auch aus der Darstellung des Cementstahles. Der gehärtete Stahl, welcher durch schnelles Erkalten entsteht, ist ein inniges Gemenge von Spiegeleisen = Fe⁴C mit Fe; bei langsamem Erkalten hingegen verwandelt sich das im Stahl enthaltene Spiegeleisen durch Ausscheidung von Kohlenstoff in graues, bei welchem sich jedoch der Graphit nur durch die graue Farbe des ungehärteten Stahles zu erkennen gibt. Der letztere enthält bloß Reste von Fe⁴C, gemengt mit Fe und C, und seine geringere Härte erklärt sich dadurch, daß darin nur wenig unverändertes Spiegeleisen mehr vorkommt. Die Hypothese von Jullien, daß der gehärtete Stahl den Kohlenstoff als Diamant enthalte, und diesem seine Härte verdanke, hat keinen befriedigenden Grund für sich. Die angegebene einfachste Theorie über die Constitution des Roheisens, welche übrigens Tunner schon vor 30 Jahren in der Broschüre: „über Anwendung der erhitzten Gebläseluft etc.,“ herausgegeben vom Vereine zur Unterstützung der Gewerbe, Wien 1838, ausgesprochen hat, erfährt also auch durch den Stahl keinen Widerspruch und ist als die wahrscheinlichste von allen zu betrachten. (Osterreichische Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1867, Nr. 7.)