| Titel: | Die Veredelung von Gußeisen. | 
| Autor: | H. Kalpers | 
| Fundstelle: | Band 341, Jahrgang 1926, S. 45 | 
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                        Die Veredelung von Gußeisen.
                        Von Dr.-Ing. H. Kalpers.
                        KALPERS, Die Veredelung von Gußeisen.
                        
                     
                        
                           Vergleicht man die Erzeugnisse der Eisengießerei mit denjenigen der
                              									Stahlgießerei, so ist es auffallend, daß die letztere sich viel früher
                              									wissenschaftlicher Arbeitsverfahren bedient hat, die es ihr infolgedessen
                              									ermöglichten, hochwertige Gußstücke auf den Mark zu bringen. Der Grund liegt darin,
                              									daß man den Eisenguß lange Zeit für nicht verbesserungsfähig hielt, ihn genau wie
                              									vor Jahrzehnten noch im Kupolofen schmolz und noch schmilzt und dabei übersah, wie
                              									die Stahlgießerei in engem Zusammenhang mit den großen Stahlwerken sich deren
                              									Erfahrungen zu eigen machte und sich hierdurch den Weg zu höheren Erfolgen bahnte.
                              									Die Eisengießerei ist meistens ein auf sich angewiesener Betrieb, der vielleicht an
                              									eine Maschinenfabrik angegliedert ist, die Stahlformgießerei dagegen nur eine
                              									Abteilung eines großen Eisenhüttenwerkes, das über eine mit allen neuzeitlichen
                              									Forschungsmitteln ausgerüstete Untersuchungsanstalt verfügt. Es ist klar, daß unter
                              									solchen Verhältnissen wertvollere Arbeit geleistet wurde als in dem Laboratorium der
                              									Eisengießerei, die sich mit der Analyse von Eisen und Brennstoff begnügt. Erst der
                              									Drang nach Sonderarbeit, dann die Eroberung neuer Absatzgebiete durch den
                              									Stahlformguß, weiter der Wettbewerb von Nichteisenmetallen und -legierungen zwangen
                              									dazu, die Geheimnisse der im Eisen schlummernden Kräfte zu ergründen und zu
                              									versuchen, diese durch künstliche Beeinflussung so zu gestalten und in solche
                              									Beziehungen zu einander zu bringen, daß man ein Eisen von gänzlich verschiedenen
                              									Eigenschaften erhielt.
                           Der erste Schritt in dieser Richtung galt der Erzielung eines Eisens mit einem
                              									höheren Reinheitsgrad, also zunächst der Verbesserung des Gusses, die noch nicht als
                              									Veredelung aufgefaßt werden kann. Dazu gehören die Bestrebungen zu entschwefeln, zu
                              									entgasen und zu desoxydieren. Die Erfolge müssen anerkannt werden, namentlich darf
                              									das Entschweflungsverfahren nach Walter Dürkopp-Luyken-Rein nicht ungenannt bleiben,
                              									ebenso der Eisenreiniger nach Scharlibbe, ferner verschiedene Schlackenabschäumer an
                              									Gießpfannen und Gießtrommeln.
                           Der Veredelung von Gußeisen sind höhere Ziele gesteckt. Kennzeichnend ist, daß die
                              									chemische Analyse allein, sonst die Wurzel jeglicher Stoffuntersuchung, uns nicht
                              									die nötigen Aufklärungen über das, was wir wissen wollen und was wir zu tun haben,
                              									zu geben vermag, daß wir vielmehr in das Herz des Eisenkörpers nur mit Hilfe der
                              									Gefügeuntersuchung eindringen können, die uns restlos in die Fragen einweiht,
                              									warum ein Gußstück sich gegen Stoß, Schlag, Druck, Abnützung usw. besser verhält als
                              									ein anderes, trotzdem die Ausgangsstoffe unter die chemischen Analysen dieser beiden
                              									Gußstücke nur unwesentlich von einander abweichen. Dieser Hinweis genügt, um zu
                              									zeigen, daß die planmäßige Gußveredlung nicht von jeder beliebigen Eisengießerei
                              									betrieben werden kann, sondern nur dann einen Erfolg verspricht, wenn dem Betrieb
                              									eine nach neuzeitlichen wissenschaftlichen Grundsätzen arbeitende Forschungsstätte
                              									erklärend, helfend und anregend zur Seite steht.
                           Für die Gußveredelung kommen heute folgende Möglichkeiten in Frage:
                           1. Veredelung auf dem Schmelzwege,
                           2. Veredelung auf dem Legierungswege,
                           3. Veredelung auf physikalisch-chemischem Wege.
                           Zu 1. Veredelung auf dem Schmelzwege.
                           Der überlieferte Schmelzapparat der Eisengießerei, der Kupolofen, in seiner bisherigen beibehaltenen Form allein – der
                              									Schürmann-Ofen bezweckt ja nur eine bessere Wärmeausnutzung und die Verminderung der
                              									Schwefelaufnahme – ist wohl nicht geeignet, eine Veredelung durch gewöhnliches
                              									Schmelzen herbeizuführen. Durch Gattierung sorgfältig gewählter Eisen-Sorten ist es
                              									zwar möglich, einen höherwertigen Guß zu erhalten, aber hochwertiger Guß ist ja noch
                              									nicht Edelguß. Dagegen bringt uns der Halbstahl dem
                              									Problem schon näher. Es ist dies ein aus Roheisen, Gußbruch und Stahl im Kupolofen
                              									hergestellter Guß, der seine aus dem Englischen übernommene Bezeichnung (semi-steel)
                              									zu Unrecht führt und infolgedessen leicht zu Mißverständnissen Anlaß geben kann.
                              									Gegenüber dem gewöhnlichen Grauguß zeichnet sich der Halbstahl dadurch aus, daß
                              									seine Grundmasse vollständig aus Perlit besteht und der Graphit fein verteilt ist,
                              									welche günstigen Erscheinungen durch den zugesetzten Stahl erreicht werden. Ein
                              									Zusatz von weniger als 10% Stahl ist ohne Einfluß. In der Analyse macht sich der
                              									Stahlzusatz insofern bemerkbar, als mit steigendem Stahlanteil der Kohlenstoffgehalt
                              									trotz ständiger Berührung mit dem Schmelzkoks sinkt. So ergaben Versuche mit
                              									verschiedenen Stahlanteilen folgende Kohlenstoffgehalte:
                           
                              
                                 Stahl
                                 10
                                 20
                                 35
                                 50 (Rest Roheisenund Gußbruch)
                                 
                              
                                 gebundener Kohlenstoff
                                 0,33
                                 0,35
                                 0,37
                                 0,57
                                 
                              
                                 Graphit
                                 2,92
                                 2,72
                                 2,53
                                 2,13
                                 
                              
                                 Gesamtkohlenstoff
                                 3,25
                                 3,07
                                 2,90
                                 2,70
                                 
                              
                           
                           Gleichzeitig steigen die Zerreißfestigkeiten von 18,7 kg/mm2 auf 23,6, 25,2 und 28,2 kg/mm2. Es sind auch Zerreißfestigkeiten von 32
                              										kg/mm2 erreicht worden. In der Regel richtet
                              									sich der Stahlzusatz nach der Dicke des zu gießenden Stückes und kann betragen bei
                              									dünnwandigen Stücken 15 bis 19%, bei mittleren Stücken 20 bis 29% und bei
                              									dickwandigen Stücken 30 bis 40%. Außer der Zerreißfestigkeit sind noch die Biege-,
                              									Druck- und Schlagfestigkeit, ferner die Elastizität, Zähigkeit, Widerstand gegen
                              									Abnutzung und Bearbeitbarkeit günstiger als beim gewöhnlichen Eisenguß. Da der
                              									Schmelzpunkt mit 1450 Grad höher liegt, muß auch die Gießtemperatur höher gehalten
                              									werden.
                           Der ideale Schmelzapparat für die Gußveredelung ist der elektrische Ofen, und zwar werden für unsere Verhältnisse hauptsächlich
                              									der Heroult-Ofen – ein Lichtbogenofen – und der Nathusius-Ofen – eine Verbindung von
                              									Lichtbogen- und Widerstandsofen – in Frage kommen. Wenn man bei uns sich mit der
                              									Verwendung der elektrischen Oefen in der Eisengießerei nicht so stark beschäftigt zu
                              									haben scheint wie z.B. in den Vereinigten Staaten, die bereits in zahlreichen
                              									Betrieben zu dieser Arbeitsweise übergegangen sind, so liegt dies nur daran, daß vor
                              									dem Kriege die nötigen Erfahrungen noch fehlten und in der Nachkriegszeit die
                              									allgemeine ungünstige Geldlage zu Einschränkungen in Neuanschaffungen zwang. Bei der
                              									Verwendung der elektrischen Oefen in der Eiseingießerei kann man drei
                              									Arbeitsverfahren unterscheiden:
                           
                              1. Die Behandlung des aus dem Hochofen kommenden, flüssigen
                                 										Roheisens,
                              2. die Behandlung des in Kupolofen umgeschmolzenen flüssigen
                                 										Eisens,
                              3. die Behandlung von im festen Zustand eingeführten Roheisen
                                 										und Gußbruch.
                              
                           Am billigsten ist das erste Verfahren, indem die Roheisenpfanne direkt vom Hochofen
                              									zur Gießerei fährt und ihren Inhalt in den elektrischen Ofen eingießt. Beim zweiten,
                              									dem sogenannten Duplexverfahren, und ebenso beim dritten werden die Kosten sich nach
                              									der Ausnutzung der Ofenhitze richten. Werden am Tage nur einige Chargen gegossen, so
                              									gehen wertvolle Strom- und Wärmemengen für Anheizen und auch beim Abkühlen verloren.
                              									So wurde z.B. bei der Vogtländischen Maschinenfabrik, Planen, die mit
                              									Nathusius-Oefen arbeitet, gefunden, daß bei der ersten Charge 340 kw/st, bei der
                              									zweiten 240, bei der dritten 190, bei der vierten 150 und bei der fünften 140 kw/st
                              									an Strom verbraucht wurde je Tonne flüssigen, aus dem Kupolofen kommenden Eisens. Je
                              									nach dem Schwefelgehalt dauert die Entschwefelung 45 bis 60 Minuten und der
                              									Schwefelgehalt, der vor der Behandlung im elektrischen Ofen 0,23% betrug, geht auf
                              									0,05% zurück. Die Zwickauer Maschinenfabrik beschickt ihren 6-t-Heroult-Ofen (von
                              									Siemens & Halske) auch mit flüssigem Einsatz, den der Kupolofen mit einer
                              									Temperatur von 1100 bis 1300 Grad liefert. Das Schmelzen mit kaltem Einsatz ist
                              									wegen der hohen Stromkosten aufgegeben Worden. Die Nachbehandlung des flüssigen
                              									Kupolofeneisens im elektrischen Ofen, die hier eine bis 1 ½ Stunden dauert und ein
                              									Elisen mit einer Temperatur von 1500 bis 1650 Grad ergibt, bezweckt hauptsächlich
                              									eine Entschwefelung, Entschlackung und Entgasung der Gußstücke. Der hier übliche,
                              									hohe Energieverbrauch von 250 kw/st erklärt sich dadurch, daß der Ofen nur einige
                              									Stunden am Tage im Betrieb ist. Während des Stillstandes kühlen die Seitenwände auf
                              									etwa 700 Grad ab, so daß der Ofen vor Beginn der ersten Charge angeheizt werden
                              									muß. Anfangs wurde der Ofen mit Koks warm gehalten und vor der ersten Charge
                              									etwa eine Stunde lang elektrisch geheizt. Gegenwärtig wird er nach der letzten
                              									Charge gut verschmiert und am nächsten Tag mit Oel angeheizt. Dieses Verfahren
                              									stellt sich wesentlich billiger, als das Anheizen mit Strom, wie überhaupt beim
                              									elektrischen Ofen, so werden auch hier die Stromkosten dadurch ausgeglichen, daß man
                              									das teuere Roheisen fast vollkommen entbehren kann und nur Bruch einschmilzt.
                           Der Haupterfolg liegt nun in der Erhaltung eines feinperlitischen Gefüges, das dem
                              									Guß wertvolle Eigenschaften verleiht. Der Vergleich zwischen dem Gefüge von
                              									Elektro-Ofen-Eisen und demjenigen von Kupolofen-Eisen bei fast der gleichen
                              									Zusammensetzung zeigt den veredelnden Erfolg des elektrischen Ofens. Es besteht
                              									sogar die Möglichkeit, bis auf 0,02% Schwefel herunterzukommen. Die erreichten
                              									Festigkeitsziffern betragen 30 kg/mm2
                              									Zerreißfestigkeit, 100 kg/mm2 Druckfestigkeit, 42
                              									bis 50 kg/mm2 Biegefestigkeit, 210 Brinellhärte
                              									und 26 Schläge bei der Wechselschlagprobe. Diese hohen Festigkeitsziffern gestatten
                              									eine Verringerung der beanspruchten Querschnitte und mithin eine Verbilligung am
                              									Werkstoff. Eine Neuerung an einer 6-t-Nathusius-Doppelofen-Anlage in einer
                              									Eisengießerei besteht darin, die zwei Oefen mit nur einem Satz Elektrodenhalter und
                              									Reguliervorrichtungen und nur mit einer elektrischen Ausrüstung umschichtlich zu
                              									betreiben, wodurch sich eine Ersparnis an Anlagekapital, Zeit und Löhnen ergibt. Es
                              									handelt sich dabei um zwei um 180 Grad versetzte, auf einer Drehscheibe angeordnete
                              									Oefen. Während der eine Ofen eine Charge einschmilzt, oder fertigmacht, wird der
                              									andere abgestochen, ausgeflickt und neu beschickt. Nach Beendigung der
                              									Feinungsperiode wird der unter Strom gestandene Ofen um 180 Grad gedreht, wodurch
                              									der ausgeflickte und bereits chargierte Ofen unter die fest angeordneten
                              									Elektrodenhalten zu stehen kommt. Die elektrische Anlage kann somit dauernd
                              									ausgenutzt werden. Wenn die Oefen nur mit flüssigem Kupolofeneisen beschickt werden,
                              									so fängt der abgestochene und ausgeflickte Ofen die einzelnen Kupolofenabstiche auf
                              									und sammelt sie. Während derselben Zeit macht der andere unter Strom stehende Ofen
                              									die Charge fertig.
                           Die bisherigen Erfolge schließen wohl jeden Zweifel über die Brauchbarkeit des
                              									elektrischen Ofens für die Herstellung von veredeltem Gußeisen aus; insbesondere
                              									werden in Frage kommen Maschinenzylinder, Zylinderkolben, Lokomotivzylinder,
                              									kleinere Ventile für Verbrennungsmotoren, Kraftfahrzeugteile usw., also Stücke, die
                              									einen höheren Preis vertragen können. Die Herstellung von gewöhnlichem Grauguß aus
                              									dem elektrischen Ofen scheidet wegen der Kosten aus. Am wirtschaftlichsten ist die
                              									Verfeinerung des flüssigen Hochofeneisens, am teuersten das Einschmelzen von kaltem
                              									Einsatz, während besser als dieses das Kupolofen elektrische Ofenverfahren arbeitet.
                              									Unsere Hüttenwerke besitzen zwar alle Eisengießereien, die aber meistens nur für den
                              									Eigenbedarf arbeiten. Die Herstellung von veredeltem Guß auf diesen Hochofenwerken
                              									im elektrischen Ofen kann daher nur dann verwirklicht werden, wenn sie Wert auf den
                              									Verkauf hochwertigster Gußstücke an Maschinenfabriken legen. Im großen und ganzen
                              									ergibt sich, daß das Duplexverfahren eine große Verbreitung zu finden verspricht.
                              									Wenn billiger Nachtstrom zur Verfügung stehen sollte (zu 6 bis 8 Pfg. die kw/st)
                              									darf es wohl angebracht erscheinen, dieser Frage der Verfeinerung im elektrischen
                              									Ofen näher zu treten.
                           
                           Zu 2. Veredelung auf dem Legierungswege.
                           Schon die üblichen Bestandteile des Gußeisens – im engeren Sinne stellt ja das
                              									Gußeisen an sich bereits eine Legierung dar – vermögen seine Eigenschaften merklich
                              									zu beeinflussen, insbesondere gilt dies vom Kohlenstoff bezw. der Kohlenstoffart und
                              									vom Silizium. Von diesem hängt namentlich der Graphitanteil ab, dessen Wirkung
                              									stärker hervortritt als die des Eisenkarbids; der Graphit kann vor allem ungünstig
                              									wirken, wenn er unregelmäßig und in groben Lamellen vorhanden ist. Wie weit die
                              									Festigkeitseigenschaften durch das Verhältnis von Kohlenstoff zu Silizium, mithin
                              									durch die Graphitmenge beeinflußt werden, zeigt folgende Zahlentafel von Wüst &
                              									Goerens (Mitt. Eisenhüttenm. Inst. Aachen 1 (1906) S. 9 u. ff.)
                           Zugfestigkeit von grauem Gußeisen in Abhängigkeit vom Si- und
                              									C-Gehalt.
                           
                              
                                 % Si
                                 
                              
                                 
                                 0,6
                                 
                                 0,8
                                 
                                 1,0
                                 
                                 1,2
                                 
                                 1,4
                                 
                                 1,6
                                 
                                 1,8
                                 
                                 2,0
                                 
                                 2,2
                                 
                                 2,4
                                 
                                 
                              
                                 3,8
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 3,8
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 22
                                 
                                 –
                                 
                                 22
                                 
                                 22
                                 
                                 23
                                 
                                 14
                                 
                                 14
                                 
                                 11
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 3,6
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 3,6
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 25
                                 
                                 22
                                 
                                 22
                                 
                                 21
                                 
                                 20
                                 
                                 21
                                 
                                 21
                                 
                                 17
                                 
                                 15
                                 
                                 
                                 
                              
                                 3,4
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 4,4
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 23
                                 
                                 23
                                 
                                 24
                                 
                                 25
                                 
                                 25
                                 
                                 25
                                 
                                 20
                                 
                                 20
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 % C 3,2
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 3,,
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 24
                                 
                                 25
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 22
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 3,0
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 3,0 % C
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 26
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 2,8
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 2,8
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 29
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 2,6
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 2,6
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 31
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 2,4
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 2,4
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 2,2
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 2,2
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 (29)
                                 
                                 (38)
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 –
                                 
                                 
                                 
                              
                                 2,0
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 2,0
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 
                                 0,6
                                 
                                 0,8
                                 
                                 1,0
                                 
                                 1,2
                                 
                                 1,4
                                 
                                 1,6
                                 
                                 1,8
                                 
                                 2,0
                                 
                                 2,2
                                 
                                 2,4
                                 
                                 
                              
                                 % Si
                                 
                              
                           Vom Schwefel ist die ungünstige Wirkung als Schwefeleisen bekannt, dessen Auftreten
                              									als dünne Fäden und Blättchen bedeutend nachteiliger ist als in Bindung mit Mangan,
                              									nämlich als Schwefelmangan in Form von kleinen Tröpfchen. Auch der Phosphor als
                              									Phosphideudektikum stellt mit seinen kleinen Inseln, die das Gefüge durchbrechen,
                              									eine unangenehme Erscheinung dar, die aber durch geeignete Vorsichtsmaßregeln beim
                              									Gießen beseitigt werden können.
                           Von fremden Metallen, die mit dem Eisen legiert werden, verdienen zunächst Nickel und
                              									Chrom Erwägung. Es sei aber gleich vorausgeschickt, daß der Zusatz von
                              									Legierungsmetallen in gewissem Sinne enttäuscht, wenigstens im Vergleich mit den
                              									anderen Veredelungsmöglichkeiten. Aber immerhin sind die bisherigen Arbeiten
                              									beachtenswert und berechtigen zu weiteren Entwicklungsmöglichkeiten.
                           Das Nickel macht das Eisen äußerst feinkörnig und führt den Perlit in die sorbitische
                              									Form über, es wirkt also härtend. Diese Erhöhung der Härte und mithin der
                              									Lebensdauer ist namentlich für Motoren, Zylinder und Kolben bemerkenswert. In einer
                              									Kraftwagenfabrik würden folgende Härtegrade erzielt:
                           
                              
                                 
                                 B. E.
                                 
                              
                                 gewöhnliches Eisen mit 1,75 bis 1,90 Si
                                 141
                                 
                              
                                 Eisen mit 0,89 Ni
                                 157
                                 
                              
                                 Eisen mit 1,36 Ni
                                 170
                                 
                              
                                 Eisen mit 1,89 Ni
                                 195
                                 
                              
                           Nickelzylinder mit 200 Brinellhärte sollen ebensogut bearbeitbar sein wie nickelfreie
                              									Zylinder von 150 B. E. Infolge ihrer Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen
                              									reibende Beanspruchung sind auch Walzwerkswalzen mit Nickel- und Chromzusatz
                              									(Ni 0,50 bis 1,50%, Cr 0,75 bis 1,50%) namentlich für Vor- und Zwischenwalzen
                              									geeignet. Biegefestigkeit, Druckfestigkeit und Härte von Gußeisen mit Nickelzusatz
                              									steigen mit zunehmendem Siliziumgehalt.
                           Da Chrom allein – abgesehen von sehr starken Anteilen – wenig zur Geltung kommt,
                              									setzt man es gewöhnlich mit Nickel zusammen zu. Piwowarsky konnte Gütesteigerungen
                              									von 60 bis 80% entsprechend dem Silizium- und dem Nickel-Chromgehalt feststellen.
                              									Bei sehr starken Verhältnismengen, nämlich von 25% Chrom bei 2,75% Kohlenstoff stieg
                              									die Härte auf 550 bis 600 B. E., ohne die Sprödigkeit von weißem Eisen zu teilen.
                              									Die Härte ist auf die besondere Härte der Karbide und ihre Verteilung
                              									zurückzuführen, die innig in der festen, harten, aber zähen Lösung verflochten sind.
                              									Die langen Nadeln bilden dabei ein palmenblattartiges Gefüge.
                           Von sonstigen Elementen ist sodann das Vanadin zu nennen, das ebenfalls die Härte
                              									wesentlich zu steigern vermag, gleichzeitig aber auch die Zähigkeit begünstigt. Die
                              									Versuche des vorgenannten Forschers ergaben z.B., daß ein Eisen mit 1,50 Silizium
                              									und 3,90% Kohlenstoff (davon 70% Graphit) ohne Vanadin eine Biegefestigkeit von 31
                              										kg/mm2 und einer Härte von 170 B. E. zeigte,
                              									bei Zusatz von 0,95% Vanadin dagegen bei 1,70% Silizium und 3,95% Kohlenstoff (davon
                              									56,7% Graphit) 52,0 kg/mm2 Biegefestigkeit und 277
                              									B. E.
                           Der veredelnde Einfluß des Wolframs auf alle mechanischen Eigenschaften von Gußeisen
                              									ist unverkennbar; so ist es z.B. möglich, die Zerreißfestigkeitsziffern durch
                              									Anteile von 0,5% Wolfram zu verdoppeln. In ähnlichem Sinne wirkt das Molybdän. Diese
                              									beiden Elemente in Verbindung mit Vanadin dürften bei den nächsten
                              									Forschungsarbeiten auf dem Gebiete der Eisenlegierungskunst voraussichtlich noch
                              									günstigere Güteziffern ergeben. Die Schwierigkeit bei diesen Versuchen liegt darin,
                              									daß diese Metalle hohe Schmelzpunkte besitzen und sie im Eisen gleichmäßig verteilt
                              									werden müssen. Hochprozentige Ferrolegierungen, wie z.B. Ferro-Wolfram eignen sich
                              									für diese Zwecke infolgedessen nicht, vielmehr darf diese Zusatzlegierung nur
                              									niedrigprozentig sein, damit sie vom Eisen gleichmäßig aufgenommen wird.
                           Zu 3. Veredelung auf physikalisch-chemischem Wege.
                           Die einfache Warmbehandlung, das Glühen von Gußeisen ist noch nicht als Veredelung
                              									aufzufassen. Dieses Glühen wird nur dann in Frage kommen, wenn kein besonderer Wert
                              									auf hohe Festigkeitseigenschaften gelegt wird. Sein Zweck ist die Beseitigung der
                              									fast in jedem Gußstück auftretenden, inneren Spannungen. Mit der Dauer der Erhitzung
                              									nimmt die Härte merklich ab und kann bei ein und demselben Eisen mit 3,16%
                              									Gesamtkohlenstoff nach 80stündiger Glühdauer bei 550 Grad von 223 auf 129
                              									Brinelleinheiten sinken. Infolge Berührung mit schädlich wirkenden Gasen kann aber
                              									leicht die Gußwiderstandsfähigkeit vermindert werden. Besser ist das Glühen nach dem
                              									Verfahren von Schaap, das in dem Erhitzen der Gußstücke etwas oberhalb des
                              									kritischen Punktes von 870 Grad besteht, indem die Gußstücke durch eine Muffel
                              									geschützt werden, die im oberen Teil offen ist und von den Gasen umflossen wird.
                              									Nach Erreichung der angegebenen Temperatur wird die Muffel mit Inhalt aus dem Ofen
                              									herausgezogen und an der Luft abgekühlt. Der ganze Vorgang, ausgegangen von der
                              									gewöhnlichen Temperatur dauert etwa 45 Minuten, bei dicken Querschnitten
                              									entsprechend mehr. Diese Arbeitsweise vermindert die Härte von Gußstücken, die
                              									bearbeitet werden müssen (z B.) Kolbenringe für Automobile) und verleiht dem Eisen große Weichheit.
                              									Der bemerkenswerteste Punkt ist eine Verbindung von Dehnbarkeit, Geschmeidigkeit und
                              									Formänderungsmöglichkeit. Das Gefüge, das ursprünglich aus groben Graphitkörnern mit
                              									länglich getrennten Metallstreifen bestand, hat ein gleichmäßigeres Bild erhalten.
                              									Die groben Graphitfelder sind offenbar von der festen Lösung bei 870 Grad absorbiert
                              									worden, indem auch weiter die nachfolgende Abkühlung die Zersetzung in Ferrit und
                              									Perlit vornimmt.
                           Das Verfahren für Gußveredelung, das in den letzten Jahren wohl am meisten von sich
                              									reden ließ, ist das Verfahren der Firma Heinrich Lanz und deren Lizenznehmer nach
                              									den Patenten von Diefenthäler-Sipp für die Herstellung des unter dem Namen Perlitguß
                              									bekannten Edelgusses. Eingehende Untersuchungen über Perlitgußeisen, seine
                              									Herstellung, Festigkeitseigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten wurden von Prof.
                              									Bauer durchgeführt (siehe Stahl und Eisen 1923, S. 553 u. ff), auf die hinsichtlich
                              									der theoretischen Erklärungen über das Wesen des Perlitgusses hingewiesen sei.
                              									Seitdem galt es nun zu beweisen, daß der Perlitguß tatsächlich dazu berufen ist, auf
                              									dem Gebiete der Edelgußerzeugung eine vorherrschende Rolle zu spielen. Die
                              									Eigenschaften, die ihm nachgerühmt werden, sind bekanntlich: große Festigkeit und
                              									Dehnung, große Zähigkeit, die sich besonders gegen Stoßbeanspruchung geltend macht,
                              									große Verschleißfestigkeit, gleichmäßig dichtes Gefüge, leichte Bearbeitbarkeit,
                              									Beständigkeit des Gefüges bei hohen Betriebstemperaturen, geringste Neigung zur
                              									Lunkerbildung und zu Eigenspannungen.
                           Um diese Eigenschaften an Gebrauchsstücken nachzuprüfen, wurden neuerdings folgende
                              									Körper hergestellt:
                           1. 1 Hohlprisma, aus dem Probestäbe für die verschiedenen Beanspruchungsarten
                              									herausgeschnitten wurden;
                           2. ein Rohr mit Flanschen, allseitig bearbeitet und dann auf Flüssigkeitsdruck
                              									geprüft;
                           3. ein Gitterstück zur Feststellung der Eigenspannungen;
                           4. ein K-Stück zur Nachprüfung der Lunkerbildung.
                           Die Ergebnisse sind folgende:
                           1 Hohlprisma
                           
                              
                                 Zusammensetzung
                                 Eigenschaften
                                 
                              
                                   C = 3,21%
                                 Zugfestigkeit Kz = 30,8 km/mm2,
                                 
                              
                                   Si = 0,93%
                                 Biegefestigkeit Kb = 52,6 km/mm2,Durchbiegung y = 17,8 mm bei30 mm ∅ Stab und 600 mm
                                    											Auflage,
                                 
                              
                                 Mn = 0,75%
                                 Brinellhärte H = 190 B. E.,
                                 
                              
                                   P = 0,20
                                 Dauerschlag n = 148,
                                 
                              
                                   S = 0,174%
                                 
                                 
                              
                           Die hohe Schlagzahl allein, die diejenige von gewöhnlichen:;
                              									Guß um etwa das 25fache übertrifft, stellt dem Perlitguß ein hervorragendes Zeugnis
                              									aus.
                           2. Flanschenrohr.
                           Wandstärke = 3 mm
                           a) Perlitguß: Das Rohrstück behielt volle Dichtigkeit bei einem Druck von etwa 200
                              									at, (hierbei versagten die Dichtungen),
                           b) Maschineneisen: bei 60 at drückte sich das Wasser durch (das Rohr schweißte).
                           3. Gitterstück, Vergleichsversuche.
                           a) Perlitguß: Klaffung nach dem Bohren; 3,1 mm,
                           b) Maschineneisen: Beim Ausleeren des Gitterstückes wurde infolge der großen
                              									Eigenspannung ein Stück abgesprengt.
                           4. Lunkerversuch mit K-Modell.
                           Bei Perlitguß war in dem gefährlichen Mittelstück kein Lunker vorhanden, während
                              									sich in dem K-Stück aus Maschineneisen der typische Innenlunker zeigte.
                           Es geht daraus hervor, daß die von der deutschen Reichsbahn aufgestellten
                              									Bestimmungen für hochwertigen Guß in bezug auf Biege- und Zugfestigkeit bedeutend
                              									übertroffen werden, ohne daß die Härte, wie es sonst die Regel ist, dabei zunimmt,
                              									vielmehr gewährleistet der Härtegrad von etwa 190 Brinelleinheiten eine recht gute
                              									Bearbeitbarkeit. Die Rohrstücke wurden auf 3 mm Wanddicke bearbeitet und dann
                              									Kaltwasserdruckproben ausgesetzt. Während der sonst übliche Maschinenguß guter
                              									Qualität bei 60 at wie ein Sieb das Wasser durchgehen lie, hielt Perlitguß bei 200
                              									at noch vollständig dicht, so daß hierdurch die große Gleichmäßigkeit und
                              									Dichtigkeit des Perlitgusses bestätigt ist.
                           Ebenso beweist das Gitterstück die Ueberlegenheit des Perlitgusses in bezug auf die
                              									Eigenspannungen gegenüber anderem Material. Hierüber geben auch die Untersuchungen
                              									von Bardenheuer-Ebbefeld: „Beitrag zur Analyse des Schwindungsvorganges von
                                 										weißem und grauem Gußeisen“ (Stahl u. Eisen 1925 S.834 u. ff) eine
                              									bemerkenswertige Bestätigung. Es wird in dieser Arbeit auch an Glitterstücken
                              									nachgewiesen, daß die nachperlitische Schwindung bei einer Formbehandlung, wie sie
                              									der Perlitguß gewöhnlich erfährt, auf einen kleinsten Bruchteil von derjenigen
                              									zurückgeführt werden kann, die sonst beim gewöhnlichen Gusse auftritt.
                           Die geringe Lunkerbildung des Perlitgusses ergibt sich aus den ausgeführten Versuchen
                              									an K-Stücken; während normaler Maschinenguß erhebliche Lunker trachte, ist dieser
                              									beim Perlitguß vollständig verschwunden und das Gefüge ist über den ganzen
                              									Querschnitt von großer Gleichmäßigkeit und Dichte.
                           Eine interessante Vergleichsdarstellung über die Wirkung des eigentlichen
                              									Perlitverfahrens ergaben Stäbe verschiedener Durchmesser, die, je in einem Kasten
                              									vereinigt, in gewöhnlicher Trockenform und in Perlitgußform vergossen wurden.
                              									Während der Guß in der gewöhnlichen Trockenform weiß erstarrt ist (der dicke Stab
                              									zeigte schon etwas meliertes Gefüge), ist in der Perlitgußform ein vollständig
                              									graues Gefüge erzielt worden. Ein weiteres Beispiel in welch sicherer Weise das
                              									Perlitgußverfahren die Gefügebildung beherrscht, geht daraus hervor, daß ein Stab
                              									von 600 mm Länge und etwa 20 mm Durchmesser in drei Abschnitten Gefügeunterschiede
                              									von weiß zu grau zeigt. In gleicher Richtung liegt noch der Versuch eines
                              									Keilstückes, das einmal in gewöhnlicher Trockenform vergossen am dünnen Ende
                              									vollständig weißes Gefüge aufweist, wogegen das nach dem Perlitgußverfahren
                              									gegossene zweite Keilstück sowohl im dicken, als auch im dünnen Teil übereinstimmend
                              									gutes Perlitgefüge erkennen läßt.
                           Eine hübsche Kennzeichnung des Umfanges, dem das Perlitverfahren in bezug auf
                              									Gußstückarten einnimmt, stellt ein Zahnrad von einer großen Exzenterziehpresse dar
                              									(Durchmesser des Zahnrades etwa 2,5 m).
                           Welche Eignung der Perlitguß auch gerade für hoch beanspruchte Teile der
                              									Dieselmotoren besitzt, geht aus folgendem Beispiel hervor:
                           Von einer Einsatzbüchse etwa 1200 lang, 350 Bohrung, 600 kg Rohgewicht wurden 36
                              									Stück gegossne. Vereinbart war, daß vier Probestäbe ihrer ganzen Länge nach
                              									angegossen waren, dabei folgende Mindestwerte ergeben mußten: Zugfestigkeit 25
                              										kg/mm2, Biegefestigkeit 50 kg/mm2, Durchbiegung 14 mm. Der erste Abguß ergab im
                              									Durchschnitt 32 kg/mm2, Zugfestigkeit, 53 kg/mm2 Biegefestigkeit, 18 mm Durchbiegung und 190
                              									Brinellhärte. Das Mikrogefüge war ein einwandfreier lamellarer Perlit. Aehnlich
                              									günstige Ergebnisse brachten die übrigen Abgüsse. Die Abnahme erfolgte durch einen
                              									Beauftragten der englischen Firma, für die diese Abgüsse bestimmt waren.
                           Es ist anzunehmen, daß nach Vereinigung des Patentinhabers der Firma Lanz, und der
                              									Lizenznehmer zu der „Studiengesellschaft zur Veredelung des Gußeisens“ die
                              									Anwendung der Wissenschaft in der Gießerei noch mehr zu ihrem Rechte kommt und
                              									namentlich mit Hilfe der Metallographie uns Erfolge bescheren wird, die der
                              									Eisengießereikunst neue, wichtige Absatzgebiete infolge Gütesteigerung ihrer
                              									Erzeugnisse bringen werden. Welche Bedeutung dem Perlitguß auch im Ausland
                              									beigemessen wird, geht daraus hervor, daß bereits in England einige Werke und
                              									neuerdings auch in Frankreich ein großes Werk nach dem Patent von Lanz arbeiten.
                           Zusammenfassung:
                           Es wird ein Ueberblick über die Möglichkeiten der Herstellung von veredeltem Gußeisen
                              									gegeben. Die wichtigsten Verfahren sind heute der elektrische Ofen und der
                              									Lanz-Perlitguß, während das Veredeln durch Legieren noch nicht so entwickelt ist,
                              									daß die bisherigen Ergebnisse mit den anderen Verfahren einen Vergleich aufnehmen
                              									können.