Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. I. Nr. i8 



Mutterlauge zurückbleibt, die, wenn sie eine bestimmte 

 Zusammensetzung (s"/„ Aluminium, 95 "/„ Zink) erreicht 

 hat, plötzlich wie ein einheitlicher Körper erstarrt. Dieser 

 Vorgang entspricht genau dem der Ausscheidung von 

 Kryohydrat aus wässrigen Lösungen. 



Kühlt man nämlich eine gesättigte wässrige Salz- 

 lösung ab, so scheidet sich von einer bestimmten Tempe- 

 ratur an gleichzeitig Wasser (als Eis) und Salz aus, sodass 

 bei weiterer Wärmeentziehung die Lösung gewissermassen 

 als Ganzes gefriert. Dies rührt daher, dass, wenn infolge 

 der Abkühlung Eis ausfriert, sich auch der darauf ent- 

 fallende Teil des Salzes ausscheiden muss, da die übrige 

 Lösung als gesättigt ihn nicht mehr aufnehmen kann. Der 

 ausgeschiedene Körper enthält meist Salz und Wasser in 

 einfachen Molekülverhältnissen; man hielt ihn daher früher 

 für eine Verbindung ähnlich den Krystallwasser enthalten- 

 den Salzen und bezeichnete ihn als Kryohydrat oder 

 Eutektik. Neuere Forschungen ergaben aber, dass hier 

 nur Gemenge vorliegen; Alkohol entfernt z. B. das Eis, 

 lässt aber das Salz in feinen Füttern ungelöst zurück ; und 

 Kryohydrate gefärbter Salze z. B. des roten übermangan- 

 sauren Kaliums erweisen sich unter dem Mikroskop als 

 ein inniges Gemisch farbloser Eis- und farbiger Krystall- 

 lamellen. 



Ein analoger Erstarrungsvorgang tritt natürlich nicht 

 nur beim Wasser ein, sondern bei allen Lösungsmitteln, 

 unabhängig von deren Art, also auch dann, wenn Metalle 

 als Lösungsmittel dienen, wie es bei den Legierungen der 

 Fall ist. Der erwähnte Körper mit 5 "/o Aluminium und 

 95 "/f, Zink (ungefähr der Formel AlZn^ entsprechend) 

 ist eine dem Kryohydrat entsprechende Eutektik. Unter 

 dem Mikroskop kann man deutlich sehen, dass auch hier 

 ein Gemenge vorliegt. 



Eingehende Forschungen zeigen, da.ss die — bisher 

 allein näher untersuchten — binären Legierungen in drei 

 grosse Klassen zerfallen : 



1. solche, deren Metalle isomorphe Mischungen bilden, 

 wie Gold und Silber, 



2. solche, deren Metalle wirkliciie chemische Verbin- 

 dungen eingehen; zum Beispiel Kupfer-Zinn-Le- 

 gierungen (Bronce), Kupfer-Zink (Messing), Gold- 

 Aluminium. Hier kommen als Gefügebestandteile 

 in Betracht: i. und 2. die Metalle, z. B. Gold und 

 Aluminium, 3. die Verbindung, z. B. der Körper 

 Au Al._> 4. und 5., die Kryohydrate oder sogen, 

 eutektischen Legierungen aus X'erbindung und 

 erstem oder Verbindung und zweitem Metall. So 

 besteht z. B. eine Gold - Aluminiumlegierung aus 

 einem Gemenge von Gold und Eutektik von Gold 

 und Verbindung, oder aus der Eutektik: Gold und 

 Verbindung allein, oder aus einem Gemenge von 

 letzterer und der Verbindung, oder aus dieser 

 allein, oder aus einem Gemenge von dieser mit 

 der Eutektik: Aluminium und Verbindung oder 

 schliesslich aus dieser 2. Eutektik allein resp. deren 

 Gemenge mit Aluminium, je nach dem Gehalt 

 an Gold und Aluminium. In dieser übrigens noch 

 wenig erforschten Gruppe sind die Verhältnisse 

 also sehr kompliziert, 



3. solche, deren Metalle weder Verbindungen noch 

 isomorphe Mischungen eingehen , z. B. Antimon 

 und Blei (Hartblei), die oben erwähnte Aluminium- 

 Zinklegierung und als wichtigste: die Eisen-Kohlen- 

 stofflegierungen d. h. Schmiedeeisen und Stahl. 



Aus der Theorie können wir vorhersehen, dass die 

 erstarrten Legierungen entweder aus Metall I und Kryo- 

 hydrat (Eutektik), oder aus diesem allein oder schliesslich 

 aus letzterer und Metall II bestehen. Dazu gehört nur 

 die Kenntnis der Zusammensetzung des eutektischen Ge- 



menges; die Eisen-Kohlenstoffeutektik enthält ca. 0,89",',, 

 Kohlenstoff. 



Diese letztere Legierung ist als die für den Techniker 

 wichtigste am eingehendsten untersucht; ein näheres Ein- 

 gehen auf sie dürfte daher von Interesse sein. Dabei be- 

 schränken wir uns auf die kohlenstoffärmeren Sorten 

 (Schmiedeeisen und Stahl), da die kohlenstoffreicheren 

 (Grau- und Weisseisen) infolge ihres starken Gehaltes an 

 Silicium resp. Mangan schon nicht mehr zu den binären 

 Verbindungen gezählt werden dürfen. 



Im Stahl ist der Kohlenstoff im gebundenen Zustand 

 vorhanden: als Eisencarbid von der Formel Fe.jC mit 

 6,67 "/g Kohlenstoff. Dieses Carbid spielt die Rolle des 

 zweiten, mit Eisen legierten Metalles; die Eutektik der 

 beiden enthält 0,89 "/„ Kohlenstoff, sie besteht also aus ca. 

 i3 7o Carbid und 87 "/n Eisen. Diese 3 Körper, die sich 

 auch unter dem Mikroskop wesentlich von einander unter- 

 scheiden, bilden die Gefügebestandteile von Schmiedeeisen 

 und Stahl: 



1. Eisen, metallographisch genannt Ferrit, 



2. Carbid, „ „ Cementit, 



3. Eutektik, „ „ Perlit. 



Die mikroskopische Untersuchung — die an sojg- 

 fältig geschliffenen, polierten und schliesslich schwach mit 

 Säuren geätzten Stücken von am besten ca. i qcm 

 Oberfläche vorgenommen wird — ergiebt folgende charak- 

 teristische Merkmale dieser Stoffe: 



1. Ferrit: der weichste, daher beim Schleifen und 

 Polieren am stärksten angegriffene, also vertieft 

 erscheinende Bestandteil ; wenn schwach geätzt zeigt 

 er oft spiegeligen Glanz; bei starker Aetzung wird 

 er meist gelblich-bräunlich gefärbt. Er tritt in 

 Gestalt polyedrischer Körner auf, sodass man 

 unter dem Mikroskop den Anschein eines Netzes 

 mit unregelmässigen Maschen hat; 



2. Cementit : als härtester Bestandteil (etwa = Feld- 

 spat) tritt er erhaben hervor ; er wird auch von 

 den Aetzmitteln wenig oder gar nicht angegriffen 

 und bildet hellleuchtende weisse Inseln von ver- 

 schiedener Grösse und Form innerhalb der weiche- 

 ren und dunkleren Grundmasse; 



3. Perlit: ähnlich der Perlmutter, die ja auch aus 

 einzelnen dünnen Schichten besteht , zeigt er bei 

 geringer Vergrösserung ein hübsches Farbenspiel ; 

 mit stärkeren Gläsern sieht man, dass er aus 

 dünnen (ca. 0,001 mm) ziemlich regelmässigen, 

 nebeneinander gelagerten Schichten von Ferrit 

 und Cementit besteht. 



In diesem Gefüge spiegeln sich nun vollständig und 

 genau alle thermischen und mechanischen Veränderungen 

 wieder, die das Metallstück erleidet. 



Je langsamer die Abkühlung stattfindet, desto grösser 

 sind die Maschen des Ferritnetzes und desto regelmässiger 

 die Lagerung im Perht; je eingehender die Bearbeitung, 

 desto geringer der Unterschied zwischen Maschengrösse 

 aussen und innen etc. 



Nimmt man jedoch mit einem Stück Stahl die Ope- 

 ration vor, die man als Härten bezeichnet, d. h. erhitzt man 

 es zu heller Rotglut und lässt es durch Eintauchen in 

 kaltes Wasser möglichst rasch und plötzlich abkühlen, 

 so ändert sich das Gefüge vollständig. Es tritt ein neuer 

 Bestandteil auf, der nach dem Leiter der Kgl. preuss. 

 mechanisch-technischen Versuchsanstalt zu Charlottenburg, 

 Martens, vom Entdecker Osmond in Paris als Martensit 

 bezeichnet wurde. Er tritt meist in sich kreuzenden 

 nadelartigen Gebilden mittlerer Härte auf, die von Aetz- 

 mitteln schwach gelblich gefärbt werden ; merkwürdigerweise 

 ist ihr Kohlenstoffgellalt nicht konstant, sondern schwankt 

 mit der Temperatur, von der aus die Abschreckung er- 



