Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIX. Jahrg. 



14. April 1904. 



Nr. 15. 



Ch. Ed. Guillaume: Die Theorie der Nickei- 

 st alile. (Archives des sciences physiques et naturelles 

 1904, ser. 4, tome XVII, p. 23 — 50.) 



Die Eigenschaften der Legierungen von Eisen 

 mit Nickel sind so überraschend und erscheinen auf 

 den ersten Blick so wunderlich, daß es fast unmöglich 

 scheint, sie durch eine allgemeine Theorie zu um- 

 fassen. Was man in erster Reihe bemerkt, ist näm- 

 lich, daß die wesentlichsten Eigenschaften des Eisens 

 und Nickels in ihren Legierungen verschwunden sind, 

 so daß man zu der Annahme verleitet wurde, es 

 handle sich nicht um Mischungen , sondern um 

 chemische Verbindungen, wofür auch die Zusammen- 

 setzung einzelner durch besonders scharfe Eigen- 

 schaften sich auszeichnender Legierungen von den For- 

 meln Fe 2 Ni oderFe 3 Ni oderFeNi 2 zu sprechen schien. 

 Aber diese Theorie konnte nicht erklären die konti- 

 nuierlichen Übergänge in der Änderung der Eigen- 

 schaften der Legierungen mit ihrem Gehalt an den 

 Bestandteilen; sie mußte daher durch eine andere er- 

 setzt werden. 



Eine solche ist nun zuerst von Le Chatelier und 

 Osmond aufgestellt und von Herrn Guillaume 

 durch eine Reihe von Einzeltatsachen experimentell 

 bestätigt worden. Sie ging aus von der durch ein- 

 gehenderes Studium ermittelten Tatsache, daß die 

 wesentlichen Eigenschaften der Bestandteile in den 

 Legierungen zwar zunächst nicht vorhanden sind, daß 

 aber die verschwundenen Eigenschaften sich unter 

 besonderen Bedingungen, wenn auch bedeutend um- 

 gestaltet, namentlich stark verschoben in der Tempe- 

 raturskala, einstellen. In Wirklichkeit findet man die 

 verschiedenen Zustände des Eisens und Nickels in 

 ihren Legierun gen wieder, und man kann leicht den 

 Übergang des einen Zustandes in den andern erfassen, 

 aber unter Bedingungen, die sehr verschieden sind 

 von denen, unter welchen dieser Übergang bei den 

 isolierten Metallen stattfindet. 



Herr Guillaume gibt zunächst einen kurzen 

 Überblick über einige der wesentlichsten Eigen- 

 schaften der Nickelstahle und ihrer Beziehungen zu 

 einander, an der Hand einer graphischen Darstellung, 

 bei welcher als Abszissen der Gehalt der Legierungen 

 an Eisen und Nickel, als Ordinaten die Temperaturen 

 von — 200 bis -)- 800 aufgetragen sind. Drei Kurven 

 geben nun die Temperaturen an, bei denen der Mag- 

 netismus der betreffenden Legierungen, deren Zu- 

 sammensetzung durch die Abszisse angegeben wird. 



auftritt oder verschwindet, zwei Kurven für die 

 Legierungen von bis etwa 30 Proz. Nickel geben 

 die Temperaturen, bei denen der Magnetismus beim 

 Abkühlen auftritt, und die (höheren), bei denen der 

 Magnetismus bei steigender Temperatur verschwindet. 

 Die dritte Kurve gibt für die nickelreichen Legierungen 

 an, wo der Magnetismus in der einen Richtung der 

 Temperaturänderung erscheint, in der anderen ver- 

 schwindet. Unter Heranziehung der dritten Koordi- 

 nate zeichnet Herr Guillaume die Kurven für die 

 magnetische Suszeptibilität, für die relative Ver- 

 längerung eines Stabes der Legierungen und für den 

 Elastizitätsmodul und erhält so die Kurven für den 

 Wert einer jeden dieser Eigenschaften als Funktion 

 des Gehaltes und der Temperatur. 



Man sieht hieraus, daß, wenn man eine Legierung 

 mit wenig Nickel abkühlt, der Magnetismus bei einer 

 bestimmten Temperatur auftritt, allmählich wächst 

 und bald einen Grenzwert erreicht. Erwärmt man 

 sie wieder, so bleibt der Magnetismus bestehen, bis 

 er bei einer hohen Temperatur anfängt schnell zu 

 sinken und schließlich ein wenig höher verschwindet. 

 Die beiden Umwandlungsgebiete können nur in einer 

 Richtung durchlaufen werden (das eine beim Ab- 

 kühlen, das andere beim Erhitzen). — Die Kurven 

 der Längenänderungen zeigen, daß beim Abkühlen 

 von einer hohen Temperatur ab der Stab sich bis zu 

 einem Punkte verkürzt; kühlt man weiter ab, dann 

 verlängert er sich mit sinkender Temperatur; er- 

 wärmt man ihn, dann wird er bis zu einem Punkte 

 länger und verkürzt sich dann auf seine Anfangs- 

 länge bei der Ausgangstemperatur. — Entsprechend 

 zeigt die Kurve der Elastizität beim Abkühlen eine 

 Zunahme des Moduls, bis eine bestimmte Temperatur 

 erreicht ist, bei der der Modul mit der Temperatur 

 zu sinken beginnt; beim Erwärmen nimmt der Modul 

 erst sehr wenig ab und steigt dann auf seine Anfangs- 

 elastizität. Die Vergleichung der drei Kurven bei 

 den nickelarmen Stahlen zeigt, daß das Auftreten des 

 Magnetismus begleitet ist von einer Volumzunahme 

 und einer Abnahme des Elastizitätsmoduls beim Ab- 

 kühlen, und zwar treten alle drei Erscheinungen 

 gleichzeitig auf: „sie bilden somit drei bestimmte 

 Indices einer und derselben Umwandlung". Die drei 

 hier untersuchten Eigenschaften sind durch einen 

 Zyklus bestimmt, der nur außerhalb der Umwand- 

 lungsgebiete umkehrbar ist; längs der Kurven sind 

 die Erscheinungen nicht reversibel, und da diese 



