Handbuch der Materialienkunde für den Maschinenbau

543 Pages·1912·70.47 MB·German

by  Dr.-Ing. A. Martens (auth.)

Handbuch
del'
Ma terialienkunde
fur den
Maschinenbau
von
A. Martens,
~t.=~ug.
Geheimer OberregierullgI!rat, Professor und Direkl.or
des Kgl. M.terlalprilfunllB.mu., GroB-Llchterfelde.
Zweiter Teil.
Die technisch wichtigen Eigenschaften der Metalle
und Legierungen
von
E. Heynt
EtatamiUllller Profeuor für mechanlsche Technologle, Eisenhütten· nnd M.teriallenkunde an der
Kill. Technlschen Hochechule Berlin nnd Dlrektor 1m Kgl. Materialprllfung• •m t, GroB-Llchterfelde.
Hiilfte A.
Die wissenschaftlichen Grundlagen für das Studium
der Meta.lle und Legierungen. Metallographie.
Mit 489 Abbildungen im Text und 19 Tafeln.
Manuldruck 1926.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1912.
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ISBN 978-3-662-23546-1 ISBN 978-3-662-25623-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-25623-7
Softcover reprint of the hardcover I st edition 1912
Copyright by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1912.
UrsprUnglich erschienen beiJulius Springer in Berlin 1912.
Vorwort.
Auf der Grundlage des ersten, im Jahre 1898 ersQhienenen Teiles des Hand
buches der Materialienkunde, der das Materialpriifungswesen, die Probiermaschinen
und MeBinstrumente fiir die mechanische Priifung behandelte, baut sich die vor
liegende erste HiiHte des zweiten Teiles auf, in der die allgemeinen Gesetze zur
Darstellung gelangt sind, welche die mannigfaltigen Anderungen der Metalle und
Legierungen im Veriauf ihrer Verarbeitung zu Gebrauchsgegenstanden beherrschen.
In der spater foigenden zweiten Halfte des zweiten Teiles werden dann die tech
nisch wichtigsten Eigenschaften der einzeinen Metalle und Legierungen im beson
deren Berucksichtigung finden. Die erste Hii.lfte bildet somit die Grundlage fiir
das Studium der folgenden zweiten Halfte.
Die Lehre von den Metallen und Legierungen ist durch die Forschungen
namentlich der letzten Jahrzehnte aus der Stufe der reinen Empirie, die sie bis
dahin beherrschte, zu einer besonderen Wissenschaft entwickelt worden, die ihre
Wurzeln in eine ganze Reihe verschiedener benachbarter Wissensgebiete, wie
Chemie, Physik, Mechanik, physikalische Chemie (Phasenlehre, Thermodynamik),
Mineralogie usw. hiniiberstreckt.
Dieses Hiniibergreifen der Lehre von den metallischen Stoffen in die Nach
bargebiete und die auBerordentliche Befruchtung, die ihr durch die Entwicklung
dieser Grenzgebiete zuteil wurde, haben es bewirkt, daB vielen tiichtigen Prak
tikern die wissenschaftliche Seite ihres Arbeitsgebietes entfremdet wurde, da sie
weder Zeit noch Gelegenheit hatten, der dadurch bedingten ganzlichen Umgestal
tung der wissenschaftlichen Grundlagen ihres Fachgebietes zu folgen. Hierdurch
entstehen ernstliche Gefahren £iir die wissenschaftliche Weiterarbeit. Gerade die
tiichtigsten Krafte, die in ernster praktischer Lebensarbeit ihren Anteil an der
Entwicklung nach der praktischen Seite hin nahmen, werden durch daB neuartige
Gewand und durch die ihnen unverstandlichen Kunstausdriicke der wissenBchaft
lichen Literatur ihres Faches zum auBerordentlichen Schaden dieser letzteren,
aber auch zu ihrem eigenen Schaden von der literarischen Mitarbeit abgedrangt.
Viel tragt hierzu auch noch der Umstand bei, daB die jungere Generation, die
auf den Hochschulen mehr oder weniger tiefen Einblick in die theoretische Seite
der MateriaIienkunde gewonnen hat, deren theoretisches Wissen aber noch nicht
durch die Beruhrung mit der Praxis befruchtet worden ist, in der 'Vissenschaft
lichen Fachliteratur die Vorhand gewinnt und die erfahrenen alteren Elemente
zuriickdrangt.
Die Folge dieser Verhaltnisse ist eine Spannung zwischen der Praxis und
der sogenannten Theorie, sowie ein wechselseitiges Unterschatzen, wodurch die
gegenseitige Befruchtung und Durchdringung sehr zum Schaden der induBtriellen
Entwicklung und der Wissenscbaft auf das argste gehemmt wird.
Es scheint mir zweifellos, daB dasjenige Volk, das diese Spannung am friihe
sten iiberwindet, unter sonst gleich giinstigen auBeren Bedingungen einen tech-
e."
IV Vorwort.
nischen Vorsprung gewinrit, zumal ja die Lehre von den Metallen und Legierungen
das gesamte technische Leben auf das Vielfaltigste durchtrii.nkt. Viele technische
Fragen sind ja in erater Linie MateriaJfragen.
Die vorliegende erate Halfte des zweiten Teiles ist nun ala Briicke gedacht,
die die Kluft zwischen Praxis und Wissenschaft iibersfiannen soll.
lch habe lange mit mir gekampft, ob ich das Wagnis unternehmen. sollte,
den LE>ser in die rein wissenllchaftliche Seite der Materialienkunde, in die Lehre
von den Gleichgewichten (Phasenlehre) einzufiihren. lch kam zur Oberzeugung,
daB es ohne diese, den Praktiker etwas fremdartig anmutende Lehre nicht moglich
ist, das auBerordentlich verwickelte Verhalten der einzelnen metallischen Stoffe
in den verschiedenen Zustanden ihrer technischen Verarbeitung richtig zu ver
stehen und zu uberblicken. Dieser Zweig der Wissenschaft ist ein so wichtiger
Wegweiser und Berater auf den vielverschlungenen Pfaden der Materialienkunde ge
worden, daB derjenige, der ihn entbehlen zu miissen glaubt, wie ein Schiffer ohne
KompaB erscheint.
In den ersten Abschnitten der erst en Halfte des zweiten Teiles ist die Phasen
lehre in allgemeiner Weise behandelt; die Beispiele fUr ihre Nutzanwendung
folgen in der zweiten HiHfte bei den einzelnen meta1lischen Stoffen.
lch mochte den Leser freundlichst bitten, sich nieht durch das etwas fremd
artige Gewand der Phasenlehre abschrecken zu lassen. Es lohnt sieh, in sie ein
zudringen. Ich hoffe, daB die Darstellung derartig ist, daB sie ohne groBe
Schwierigkeiten verstanden wird. Ich habe Wert darauf gelegt, allmahlich vom
konkreten Fall auf die abstraktere Behandlung iiberzuleiten. In den spateren
Abschnitten der zweiten Halfte wird auf die einzelnen Absehnitte der ersten
HaJfte, namentlich auf die iiber die Phasenlebre immer wieder Bezug genom men.
Man konnte den C:regenstand des zweiten Teiles dieses Buches als Metallo
graphie in dem weiteren Sinne bezeichnen, in dem ich diesen Begriff immer
aufgefaBt habe. Die Metallographie wiirde somit die gesamte Lehre von den
Metallen und Legierungen unter AusschluB der Lehre von den Verfahren der
hiittenmannischen Erzeugung der Metalle (Metallurgie) und von den Verfahren
der technologischen Weiterverarbeitung (Technologie) umfassen, und nicht nur
die Lehre von dem GefUge der metallischen Stoffe, die Metallographie im
engeren Sinne.
Die Absehnitte iiber den Gefiigeaufbau und die Mittel zur Gefiigebeobachtung
bilden nur einen Teil der groBen Wissenschaft von den Metallen und Legierungen.
Man kann nicht genug vor der einseitigen Obersehatzung der Gefiigelehre
(Metallographie) warnen; sie ist nur ein Teil des Ganzen, und nicht etwas, was
fiir sich obne Zusammenhang mit den iibrigen Teilen Friichte tragen kann. Man
ist der Gefiigelehre (Metallographie im engeren Sinne) vielfach mit Erwartungen
gegeniibergetreten, wie sie seinerzeit die Alchimisten an den Stein der Weisen
kniipften, indem man glaubte, daB sie der Schliissel zur ganzen Wissenschaft sei.
Namentlich glaubt man vielfach, daB sie zu gediegenen Materialkenntnissen unter
Umgehung des beschwerlichen Weges der praktischen Erfahrung fiihren konne.
Die Folgen der aus diesem lrrtum entsprungenen Hannlungen werden sich in
Zukunft rachen; man schiebe diese Foigen nicht der Gefiigelehre als solcher zu,
sondern dem Bestreben, Handlungen zu unternehmen unter Nichtachtung des
Urteils derjenigen, die durch ihre berufliche Tatigkeit ihr Sachverstandnis be
wiesen hatten.
Die Gefiigelehre fiihrt nur den Sehenden zum Ziel. Wie dem Blinden die
beste BriBe nichts hilft, so bringt auch die Gefiigelehre demjenigen keine HiIfe,
der sich nicht in ernster Arbeit gediegene Kenntnisse auf dem Gebiet der
Materialienkunde und der Technologie erworben hat.
v
Vorwort.
Ein groBer Teil des Buches ist der Anderung der Festigkeitseigenschaften
der metallischen Stoffe durch die Art der Vorbehandlung gewidmet. Besondere
Riicksicht ist auf das Gebiet der Eigenspannungen in Werkstlicken genommen,
das trotz seiner hohen Bedeutung flir die Technik in der Literatur meist sehr
stiefmlitterlich und in wenig klarer Weise behandelt worden ist. Die Kerbwirkung
und ihre technische Bedeutung ist ebenfalls in einem besonderen Abschnitte ihrer
Wichtigkeit entsprechend ausfiihrlicher behandelt.
Dberall ist versucht worden, die allgemeinen Gesetze flir die Vielheit der
Erscheinungen zu entwickeln, soweit dies der augenblickliche Standpunkt der
Wissenschaft zulii.Bt. Besonderen Wert habe ich darauf gelegt, auf die vor
handenen Liicken der Forschung an den entsprechenden Stellen hinzuweisen, um
so Anregung zur Weiterarbeit zu geben.
Bei der Bearbeitung der einzelnen Abschnitte habe ich mich auf die reichen
Erfahrungen stiitzen konnen, die mir aus meiner Tatigkeit im Kg!. Material
priifungsamt, GroB-Lichterfelde, zur Verfligung standen, und die mir die Richt
schnur fiir die kritische Behandlung des Stoffes gaben. Ich habe deswegen keinen
Wert darauf gelegt, die samtlichen liber eine Frage in der Literatur aufge
tauchten Anschauungen aneinander zu reihen und. miteinander zu vergleichen.
lch habe vielmehr meinen eigenen Standpunkt in den verschiedenen Fragen dar
gelegt. Aus demselben Grunde habe ich davon Abstand genommen, die in Betracht
kommende Literatur moglichst vollstandig aufzuzahlen, sondern ich habe mich
darauf beschrankt, die Literatur anzufiihren, auf die ich mich tatsachlich ge
stlitzt habe.
Das Buch ist gedacht zur Verwendung durch Erzeuger und Verarbeiter von
metallischen Stoffen, fiir Lehrende und Lernende. Vorausgesetzt sind nur allge
meine physikalische und chemische KenntniBBe, sowie die Bekanntschaft mit den
wichtigsten metallurgischen und technologischen Verfahren. Ausgiebig ist von
der graphischen Darstellung Gebrauch gemacht, da sie ohne viele Worte an schau
liche Darlegung zuliiBt.
Bei der AbfasBung meines Buches hat mir als ideales Vorbild mein ver
storbener Lebrer A. Ledebur vorgeschwebt, dessen Personlicbkeit meiner wissen
schaftlichen Entwicklung Ziel und Ricbtung gab. Ich hoffe, in seinem Sinne
meine Arbeit erledigt zu haben.
loh libergebe das Buch der OffentIichkeit mit dem Wunsohe, daB es Nutzen
stiften mage.
Gr.-Lichterfelde, Dezemher 1911.
E. Heyn.
Inhaltsverzeichnis.
(Die Nummer an den 8t1ehworten IIIbt die Abeatmummer an. Die Absat&nummern lind 1m Text dee Werkee und anoh
1m Xopl je4er Selle aIlKeaeben.)
Solte
I. Allgemeines iiber Metalle und Legierungen . . . . . . .. 1
1. TechniBche Verwendung von Metallen und Legierungen. Erklii.rung des Begrifl'eB
Legierung. 2. Gegenseitige LOslichkeit der fiiissigen Metalle. 3. Vorgii.nge bei der
ErBt&rrung der Legierung. 4. Aufbau der erstarrten Legierungen. Misohkristalle;
feste LOsungen. ChemiAche Verbindungen. Legierung durch ZU8ammenpreBBen
der Legierungsbestandteile. 5. Allotropisohe Anderungen. Umwl'ndlungen.
6. Elektrolytisohe Metalle und Legierungen. 7. Legierung duroh Schmelzen und
Auflosen feBter Metane in f1iissige. 8. Legierung duroh Beriihrnng fe.ter Metalie,
durch Einwirkung von Dimpfen und Gaaen.
n.
Die Vorgiinge bei der Erstarrung und Abkiihlung
der Legierungen. Umwandlungen ........... 5
AA. Allgemeines . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5
9. Abhingigkeit der Eigensohaften der metallischen Stofl'e von der Vorhehandlung.
10. Notwendigkeit, die Vorgii.nge bei der Erstarrung und Abkiihlung der metal·
lischen Stoffe genau zu kennen, um die richtigen MaBnahmen fiir die Vorbehand·
lung treffen zu konnen.
BB. Elnfiihrung in die Leble Ton den G1elchgewlchten In Leglerungen . . . . . . . .. 6
11-18. Beispiel: System Wasser·Chlornatrium. Schaubildliche Darstellung der
Gleichgewichte. Abkiihlungskurven. c,t.Bild. Eutektikum. Gefiigeaufbau der
erstarrten LOeungen. 19-20. Beispiel: Blei·Antimon. c, ,·Bild; Gefiige.
CC. Das WlohUgste aus der Lehre Ton den G1elchgewlchten. Die Pha~enregel . . . . . . 15
21. 22. Heterogenes Gleiohgewicht. Phasen. 23. Unabhii.ngigkeit des Gleichge.
gewichtes von der Menge der Phasen. 24. Zahl der Stoffe. Un&bhingige Steffe.
25. Abhingigkeit des Gleichgewichtes von Druck, Temper&tur und Phasenzusammen·
setzung. 26. Phasenregel. 27. 28. Freiheitsgr&d des Gleichgewichtes. 29. Gleich·
gewichte im System W&SBer (Beispiel). 30-33. Gleiohgewichte im System
W&SBer·Cblorn&trium (Beispiel). Beigeordnete PhaseD. Bestindigkeitsfelder.
DD. Dill Arten der c,t-BUder der ZwelstoIDeglernngen . . . . . . . . . . . . . . . • . 23
34. Einteilung. Freiheitsgrade.
1I. Aile Vorgange bei der Erstarrung und Umwandlung finden unterhalb der
Siedezone atatt ..••• '. . • • . . . • . • • • . • • • . • . • . . . . . • 24
A. Die Stofl'e sind im f1iissigen Zustand vollkommen mischbar . . . • . . • • . . • 24
a) Die Stoffe bilden miteinander keine chemische Verbindung; sie erleiden auch nach
erfolgter Erstarrung keine Umwandlungen. . . . . • . . . . . . . . . . . . . 24
1. Die Stoffe sind &uch im festen Zustand vollig mischb&r . . . • . . . . . • . . 24
a) Die Erstarrungstemperatur des einen Stoffes wad duroh Zuaatz des zweiten Stoffes,
erhOht, die des zweiten Stofl'es durch Zusatz de3 ersten erniedrigt. Erstarrung3.
art Aala.
36.-38. Ableitung des c, '·Bildes. Hehelgesetz.
P) Die Erstarrungstemperatur jeder der heiden Stoffe A und B wird durch den Zusatz
des &nderen erhoht. Erstarrungs&rt Aa Ip. 39.
y) Die Erstarrungstemperatur jedes der heiden Stoffe wird durch Zuse.tz des &oderen
erniedrigt. Erst&rrungsart Aaly. 40.
vm
Inhalt8verzeiohnil.
Selte
2. Die Stoffe sind im festen Zustand nicht vallig mischbar • . • • . • • • . .. 30
41. Mischkrista.lle. Mischkrista.lliicke.
a. Die Ersta.rrungstemperatur des Stoffes A wird durch Zusatz des Stoffes B erhOht,
die des Stoffes Baber durch Zusatz von A erniedrigt. Erstammgsa.rt Aa2a.
42-48. Ableitung des c, '.Bildes. Umwandlung.
fJ) Die Erstarrungstemperatur jedes der heiden Stoffe A und B wild durch Zusatz des
anderen erhaht. 49.
r) Die Erstarrungstemperatur jedes der beiden Stoffe A und B wird durch Zusatz des
anderen erniedrigt. Erstarrungsart Aa2r.
50-57. Ableitung des c, t·Bildes. Eutektische Legierung. 58-59. Erstarrungs.
art Aa2y'. Mikr08kopische Analyse. 60. Erniedrigung und Erhahung des Er·
sta.rrungspunkte£.
b) Die Stoffe bilden miteinander chemische Verbindungen; sie erleiden nach erfolgter
Erstarrung keine Umwandiungen . . . • . . . . . . . . . . • . . . . . . • . 42
61. Ableitung der c, t·Bilder. 62. Ruckschlu/3 a.uf das Vorhandensein von ehe·
mischen Verbindungen aus dem e,t·Bild. 63. Beispiele fiir das Aneinanderreihen
der e, t· Bilder. 64. Besondere VerhiLltnisse bez. des Erstarrungspunktes der Ver.
bindung. 65. Kungruente Erstarrung. 66-68. Nichtkongruente Schmelzung der
Verbindung.
c) Innerhalb der erstarrten oder teilweise erstarrten Legierung vollziehen sich Um·
wandlungen .••............................. 45
69. Umwa.ndiungen. Allotropie. 70. Beispiel: Schwefel. 71. Allotropische Um·
wandlungen des Eisens. Pulymorphie. 72. Bezeichnungen der verschiedenen festen
Aggregatzustiinde 0, I, II .••
1. Die Legierungen erstarren zunachst im festen Zustand I, der dann unterhalb der
Erstarrung in den festen Zustand 0 uhergeht . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
a) Die heiden Stoffe A und B besitzen im Zustand I, wie auch im festen Zustand 0
viillige Mischbarkeit. 73. 74.
{J) Die heiden Stoffe A und B besitzen im Zustand I viillige Mischbarkeit, im Zu·
stand 0 dagegen besteht eine Lucke in der Reihe der Mischkristalle. 75. 76.
r) die Reihe der Mischkristalle hat im Zustand 1 eine Lucke; im Zustand 0 dagegen
besitzen die. Stoffe A und B viillige Mischbarkeit. 77.
6) Die Reihe der Mischkristalle hat 8Owobl im Zustand I, wie auch im Zustand 0
eine Lucke. 78. 79.
2. Bereita hei der Erstarrung kannen Kristalle im festen Zustand 1 und solche im
festen Zustand 0 neheneinander auftreten • • • • . . • . . . . • . . • • . . • 52
SO. Imaginare Umwandlungen. Ableitung der e, t·Bilder. 81-89. Verschiedene
Beispiele. Eifenkohlenstoff·Legierungen. Legierungen von Kupfer und Zinn,
sowie Kupfer und Zink.
B. Die B.toffe sind im fliissigen Zustand nicht vollkommen mischba.r • . • • • . . • 58
90. 91. Gleichgewicht zwisohen zwei fliissigen Phaaen, Kritische Temperatur.
92-94. Ableitung des e, t·Bildes und Beispiele.
lB. Erstarrungs. und Siedezone fallen zum Teil zusammen •...•.•..• 62
95. e,I-Bild fiir die Verdampfung. 96. Das e,'.Bild fiir die Verdampfung liegt
oherhalb des e, '·Bildes fiir die Erstarrung. 97-99. Die heiden Co ,·Bilder fDr
Verdampfung und Erstarrung schneiden sich. Anderung der Zusammensetzung
der Legierung durch Verdampfung. Lrgierungen von Kupfer und Phosphor.
EE. Die 0, t-BUder der Drelstoftleglerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
100-102. Freiheitsgrade. Riiumliche Darstellung der c, t-Bilder. L· und S·Fliohe.
Korperliches c, e·Bild der Legierungen von Blei·Wismut·Zinn. 103. Darstellung
des raumlichen e, t·Bildes in der Ehene. 104-105. Angaben des c, '·Bildes iiher
die Mengenverhiltniase der einzelnen Phasen einer Legierung. Hebelgesetz.
Doppeltes HehelgEaetz. 106-111. c, t.BUd fiir drei Stoffe A, B, C, die im fliissigen
Zustand Yolligmischbar, im festen Zultand yollig nichtmisohbar sind, und die
gegenseitig ihre Erstarrungstemperatur erniedrigen. Bestindigkeitsfelder. Eutek.
tische Grenzlininien. Dreistoffeutektikum. Porphyrische Zweistoffmisohung. Vor·
gii.nge bei der Erstarrung einzelner Legierungen. Gefiige. 112-117. c, '·Bild ffir
drei Stoffe A, B, C, die im fliissigen Zustande vollig mischbar, im featen he·
grenzt mischbar sind, und die gegenseitig die Erstarrungetemperatur erniedrigen.
118. c, '·Bild fiir drei Stoffe A,B, 0, die im flfuiaigen Zustand vallig mischbar
sind. 1m featen Zustand bilden A und C eine chemische Verbindung V, die
unzersetzt schmilzt. 1m festen Zustand ist die gegenseitige LOslichkeit gieioh Null
Inhaltsverzeichnia. IX
Belt.
Die Stoffe A, B, C und die Verbindung V erniedrigen gegenseitig die Erstarrungs.
temperaturen. 119-125. c.e.Bild fiir drei Stoffe A, B, C wie in 118. Die Ver.
bindung V bnn aber nicht unzeraetzt. Bilhmelzen. 126. c, e·Bild fiir drei Stoffe
A, B, C, die im fliissigen Zustand nicht vollkommen mischhar sind.
FF. Metastabne Glelchgewlchte. UnterkUhlungen. Unvollkommene Glelehlewlchte 91
127. Labilea, stabiles und metastabiles Gleichgewicht. 128. Gleichgewichte der
Lage und physika.liscb.chemiscbe Gleichgewichte. 129. Beispiele fiir tecbnisch
wichtige metastabile Zustinde. 130-131. RegeIn fiir das Erkennen der Meta.
Btabilita.t. Unterkiihlung. Beispiele da.zu: Schwefel, Zinn, Natriumthiosulfat.
Impfen. Silikate. Gla9. 132. Kernzahl und KristaUisationsgeschwindigkeit.
133. Beeinflussung der Kernzahl und Kristallisa.tionsgeschwindigkeit. 133. Be
einflusBung der Kernzahl durch fremde Stoffe. AusBcheidung zweier Krista.ll·
a.rten aus der Fliissigkeit. 134. Abhii.ngigkeit der Geschwindigkeit des Eintritts
des Gleichgewichtes von der GroBe der Beriihrungsfiii.chen der Pha.sen. 135. Un·
vollkommenes Gleichgewicht hei der Ersta.rrung. Abschrecken. 136. Unvoll.
kommenea Gleichgewicht zwischen Fliissigkeit und Mischkriatallen. Beispiel:
Kupfer.Zinnlegierungen. 137-138. Verschiebung des Endes der Erstarrung in·
folge unvollkommenen Gleichgewichtlll!. Anderung des Gefiiges. Technische
Ausnutzung der Erscheinung. 139. UnvollkommenB3 G1eichgewicht hei der Er·
hitzung und Schmelzung. Verschiehung der Schmelztemperatur. Bildungstem·
peratur von Legierungen. 140. Unvollkommenes Gleichgewicht infolge unge·
niigenden Miachena fliissiger Metalle.
GG. Selgerungen. • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 102
141. 142. Seigerung bei nicht kongruenter Erstarrung. Beispiel: Blei·Antimon.
Ursache der Seigerung. Mittel zu ihrer Verhinderung. GuB von Lettermetall.
143. Stelle der staruten Seigerung in FluBeisenhlooken. 144. Abhii.ngigkeit der
Seigerung von der Masse des ersta.rrenden Metalles.
III. Verfabren zur Ermittelung der c, t-Bilder 106
145. Schlii88B aus dem c,,·BUd auf den Aufbau der Legierungen bei verschie·
denen Wii.rmegraden.
A. Das thermlsche Verlahren ........... _ . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
1. Allgemeines iiber die z. t· und d z,t.Linien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
146. Wii.rmetOnungen bei Erstarrung und Schmelzung. Positive und negative
Wa.rmetiinungen. Wa.rmetOnungen bei Umwandlungen. 147. z,t·Linie. z,e-Grund.
lrurve. 148. Haltepunkte. 149-151. Die ideale Gestalt der z, ,.Linie. 152. Ab·
hii.ngigkeit der Zeitdauer z. und z, eines Ha.Jtepunktes von der Menge der aus
geschiedenen festen Phase. 153. 154. Abweichung der beobachteten z, '·Linie
von der idea.len. 155. z, ,·Linie der Abkiihlung und Erhitzung. 156. EinfluB
der Unterkiihlung auf die Gestalt der z,t·Linie. Beispiel: Wismut. 157.158. Ab·
hii.ngigkeit der z, '·Linie von der Art des c. e·Bildes. 159. 160. Die Deutlichkeit
der Haltepunkte in Abhii.ngigkeit von dem Verla.uf der Linien im c, '·Bild.
Fallwinkel. 161 . .1 z, '·Linie.
2. Die Mittel zur Temperaturmessung. . . . . • . 118
162. Al1gemeines iiber die Temperaturmessung.
a) Das QuecksUberthermometer. • . . . . • • . . 118
163. Gasthermometer. Altern. Berichtigung fiir herrausra.genden Quecksilber
faden. 164. Kontrolle der Thermometer.
b) Die Thermoelemente • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 119
165. 166. Wesen des 'Ihermoelementes. Beziehung zwischen Temperatur der
Wa.rmlotstelle und der elektromotorischen Kraft des Elementes. 167. Kupfer.
Konstantan. Eisen·Konatantan. Platin.Platinrhodium. Beziehung zwischen e
und ,. 168. Berichtigung ~ fiir Temperatur T der Kaltverbindung. 169. Messung
von e mittels Nullverfahren. Lindeck'sche Scha.Jtung. 170. Kontrolle der Thermo·
elemente. 170-173. Messung des Spannungsunterschiedes mittels Ga.Jvllnometer.
Eintauchtiefe. Thermometrische Festpunkte. 174. Bedeutung des Thermo·
elementes fiir die wissenscha.ftliche Forschung.
0) Das Platinwiderstands·Pyrometer . . . • . . . . . . . . . •. .••.•• 127
175. Wesen des Widerstandspyrometers. Platintemperatur. 176. Ausfiihrung
der Temperaturmessung.
x Inhaltsverzeichnis.
Selte
d) Optische Temperaturmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 129
177. Grundlage der optischen TemperaturmesBung. Kirchhoff's absolut schwarzer
Kurper. 178. Schwarze Temperatur. Umstande, unter denen sich schwarze und
wirkliche Temperatur einander nahern. 179. Schwierigkeiten bei der praktischen
Temperaturmessung auf optischem Wege. Gielltemperatur usw. ISO. Farb
schatzung mit dem Auge. lSI. Photometrische Verfahren zur Temperaturmessung
nacb Becquerel, H. Le Cbatelier, Wanner, Holbom und Kurlbaum. 182. Das
Wien'sche Gesetz. 183. Da.s Wanner'sche Pyrometer. 184. Da.s Pyrometer von
Holbom und Kurlbaum. lS5. Da.s Fery'sche Pyrometer.
e) Selbstaufzeichnung der Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
186. Verschiedene MOglichkeiten der Selbstaufzeichnung. Selbstaufzeichner von
Siemens & Halske. Photographische Aufzeichnung mittels Spiegelgalvanometer.
3. Die Verfahren zur Aufnahme der z, t·, .1 z, t· und t, .1 e·Linien • . • . . . • . • 136
187. Messen der Zeit Z oder ..1 z. Zeitschreiber. 18S-190. Versuchsausfiihrung.
Heraeusofen. Kohlegriesofen. 191. Beispiel: Kupfer.Phosphor. 1112. Vorrich
tungen zum Selbstaufzeichnen del' z, t-Linien. 193. Erhohung der Empfindlich.
keit der Temperaturablesung mittels des Thermoelementee. 194. 195. Ermittelung
der z, t·Linien in erstarrten Legierungen zur Feststellung von Umwandlungen.
Osmond'sches Verfahren. Differentialverfahren nach Roberts-Austen. t,..1 e·Bild.
196. Selbs taufzeichner fUr t • ..1 e· Lillien.
4. Allgemeines iiber die Aufschliisse, die aus dem thermischen Verfahren gewonnen
werden konnen ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . • • • 14S
197. 198 ..T ammann'sche Doppelextrapolation. 199. Ungenauigkeit bei der Be
stimmung der Grenzen der Mischkrista.1liicke beim thermischen Verfahren.
B. Trennung der 1m Glelehgewlcht heftndllchen Phasen Tonelnander . . . . . . . . . . 149
a) Mechanische Trennung . . . • . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . • 149
200. Trennung der beigeordneten festen und fliissigen Phasen durch Filtrieren.
201. Trennung zweier beigeordneter fliissiger Phasen.
b) Aufliisen zweier beigeordneter fester Phasen in einem neutralen LOsungsmittel und
darauffolgendes Auskristallisieren ....... . . . . . . . . . . 160
202. Grundziige des Verfahrens. 203. Beispiel: System AgNOa und NaNOa.
204. Bancroft'sches Verfahren.
c) Chemische Trennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 154
205. Einige Beispiele. Bedingte Verwendbarkeit des Verfahrens.
C; Erganzung des c, t-Blldes auf Grund der Beohachtung des Klelngeliiges . . . . . . • 155
206-2OS. Bestimmung der MischkristaUiicke mittels des Mikroskops und des
Abschreckverfa.hrens. Bestimmung des Endes der Erstarrung bei Mischkristall
bildung.
D. Erganzende Aulschliisse aus dem Verglelch verschledener physlkaUscher Elgenschalten
erstarrter LeglerQngen mit Ihrer Zusammensetzung c . . . . . . . . . . . . . . . . 156
209. Linie c, q. Additive Eigenschaften. 210. Unstetigkeiten in der c, q-Linie
und ihre Bedeutung. 211. Abhii.ngigkeit der Eigenschaften q von der Zahl,
Menge, Zusammensetzung und Anordnung der Phasen. Abhangigkeit von der
Vorbehandlung. Riickschliisse aus dem c, q·Bild auf das 6, t·Bild. 212. Vor
bedingungen fiir die Ermittelung einwandfreier c, q.Linien.
1. Spezifiscbes Gewicht und spezifisches Volumen . . . . . . . . . . . . . . . • 159
213. c,.v·Lillie fiir Legierungen, die ein mechanisches Gemenge der reinen Stoffe
A und B bilden. 214. 215. c, v-Lillien fiir Legierungen verschiedener Er
st&rrungsarten. Beispiel: Kupfer-Phosphor. 216. Bedeutung von Unstetigkeiten
v
in der c, ·Linie.
2. Warmedehnungszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
217. Bedeutung der Unstetigkeit in der Linie t, ..1l. Verfahren zur Bestimmung
der Wii.rmedehnung fiir niedrige Temperaturen: desg!. fiir hohere nach Le
Chatelier und Charpy.
3. Da.s elektrische Spannungsgefii.lle ................... 162
218. Mellverfahren. c, e-Linie. 219. Spannungsgefii.lle von MetaUgemengen.
220-223. c, e·Linien verschiedener Arten von Legierungen. Zusammenhang
zwischen c, e- und c, t·Linie. Abhii.ngigkeit des gemessenen Wertee von e von
der Zeit. 224. Umwandlungsketten.
4. Elektrische Leitfiihigkeit, Thermokraft, Magnetismus ... . . . . . . . . . . 168
225. Beziehungen zwischen diesen Eigenschaften und dem c, t·Bild.