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390 I2[AUPT und IKRISC~: Die Kerbschlagz~higkeit metallischer Werkstoffe. Die Natur~ wissenschaften Es mug zunXchst often bleiben, ob die Stei- gerung des Druckes die Bildung won Kristall- keimen oder die Kristallisationsgeschwindigkeit oder beides gleichzeitig begfinstigt. Ant alle FXlle dart die Funktion der Zeit bet solchen Versuchen nie auger aeht gelassen werden. Zwischen der Zeit, die zur Kristallisation ben6tigt wird, der Tem- peratur und dem Drnck, scheinen bestimmte Ab- h~ngigkeiten zu bestehen, deren quantitative An- gabe weiterer Untersuchung vorbehalten bleibt. Bisher konnte qualitativ festgestellt werden, dab die tLristallisationszeit mit fallender Temperatur kleiner wird und dab sie ftir eine bestimmte Temperatur mit steigendem Druck ebenfalls ab- nimmt. Die exakte Bestimmung der Druckabhangigkeit des Schmelzpunktes ist in der vorIiegenden Arbeit bisher experimentell nicht m6glieh gewesen. Es ist irides sicher damit zu rechnen, dab der Schmelz- punkt, der bet normaiem Druck zwischen 2o ° and 23 o gefunden worden ~st, sich mit steigendem Druck zu h6heren Temperaturen hin verlagert. Die Beobachtungen won RUH~5~ANN und SIS~ON (t. c.) bet der Messung der spezifischen W~rme spreehen daftir, und ebenfalls die yon G. v. SuslcH (8) ge- fundene Schmelzkurve, die in Abh£ngigkeit yon der Temperatur die Dehnung angibt, bet der ein Faserdiagramm erscheint (9)- Gegenw~rtig sind Druckgef~Be im Bau, weIche dieser Frage experi- mentell dienen sollen. Die vorliegenden Ergebnisse beweisen eindeutig, dab der Druck bet der Kristallisation im tKautschuk ein Prinzip yon grundlegender Wichtigkeit darstellt ~. Herrn Dr. W. WITCSTADT verdanken wir mancherlei Anregungen und Unterstfitzungen bet dieser Untersuchung. Der Deutschen Forschungs- gemeinschaft danken wit ftir ihre Hilfe bet der Ausftihrung dieser Arbeit. Liieratur, I. P. A. THIESSEN U. \V. "WI~STADT, Z. physik. Chem. ]3 29, 359 (1935). -- 2. Vgl. W. KIRSCH, Diss. Berlin. I937. -- 3- M. RUHXMAXN U. F. SIMOn', Z. physik. Chem. A 138, 17 (I928) --- W.L. HOLT u. A. T. McP~ERSON, Nat. Bur Stand. I7, 657 (1936). -- 4- t{. H~ss, C. TROGUS u. K. DZlENaZL, Ann. d. Chem. 5oi, 62 (I933). -- 5. J. K. K;aTz, Erg. exakt. Naturwiss. 4, i61--162. -- 6. E. A. HAUSER U. P. IROSBAUD, I(aut- schuk 19e7, I8. -- 7- L. HocK; MEM~L~R, Handbuch der Kautschuk-Wissenschaft 469. -- 8. O. v. SUSlCH, Naturwiss. 8, 915 (I93O). -- 9. Vgl. terrier eine dem- n~ehst erscheinende Arbeit yon P. A. TnlBSSE~¢ u. %V. WIT~STADT, Erzwungene und spontane )knderung der molekularen Ordnung im gedehntea Kautschuk. 1 In letzter Zeit konnten wir auch an vulkani- siertem t(autschuk tfristaliisation in einem geeigneten Temperaturbereich beobachten. Die Untersuchung des Druckeinflusses ist im Gange. Die Kerbschlagz~ihigkeit metallischer Werkstoffe bet tiefen Temperaturen bis zur Temperatur des fliissigen Wasserstoffes. Von GEORG HAUPT und ALFRED ~]:RISCH, Dtisseldorf. (Aus dem ~Kaiser Wilhelm-Institut ftir ]Eisenforschung.) Die Erzeugung tiefer Temperaturen gewinnt ftir die physikalische Forschung dauernd an Be- deutung, und einige Laboratorien arbeiten bereits mit Temperaturen, die nur um Bruchteile eines Grades yore absoluten Nullpunkt entfernt sind. Auch in der Industrie werden tiefe Temperaturen in immer steigendem MaBe angewandt. Zum Bet- spiel arbeiten die meisten Sauerstoffwerke tiber die Luftverfliissigung; die Ammoniaksynthese er- fordert Zugaben yon StickstofI, der ebenfMIs fiber die Luftverfltissigung erzeugt wird; bet der Iier- stellung won MetMldrahtlampen werden die tetzten Spuren yon Quecksilberdampf dutch Gasfallen, die sich in flfissiger Luft befinden, aufgefangen; auch zur tReinigung yon ErdSl werden tiefe Tem- peraturen gebraucht. Naturgem~B stellt die tterstellung und Anwen- dung yon tiefen Temperaturen hohe A~lfordernn- gen an die dabei verwendeten Werkstoffe, die nicht nut hohe Festigkeifen, sondern anch hohe plastische Verformbarkeit aufweisen mtissen. Da der Zugversuch kein ]gild yon der Z~higkeit der W'erkstoffe im ungteichmXBigen Spannungszu- stand vermittelt, lag sowohl praktisches wie wis- sensehaftIiches Interesse vor, eine grSBere Anzahl won St~hlen im Kerbschlagversuch nicht nur bis zur Temperatur der flfissigen Luft, sondern bis zur Temperatur des fltissigen Wasserstoffs zu un- tersuchen, um nachzuprfifen, ob die bet einigen St&hlen bet --183 ° (9o ° abs.) noch vorhandene Z~higkeit bet fieferen Temperaturen absinkt oder ob die St&hle auch bei -- 253 o (2o ° abs.) eine meg- bare Z&higkeit aufweisen. Die Versuche bei Raumtemperatur und bet --I83 ° wurden im Kaiser Wiihelm-Institut Itir Eisenforschung in Diisseldorf, die Versuche in flfis- sigem Wasserstoff in dem neuen I(~iltelaboratorium des Kaiser Wilhelm-Institutes ftir Physik in Berlin- Dahlem durchgef/ihrt. Herrn Professor P. DEB¥~ und Herrn Dr. L. BEWILOGUA set auch an dieser Stelle ftir ihr freundliches Entgegenkommen nnd ihre tatkr&ftige Unterstiitzung bestens gedankt. Die Untersuchungen wurden mit einem z5 mkg- Charpy-Kerbschlaghammer (Fig. I) durchgefiihrt; die Probenform ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Pen- delhammer H trifft mit seiner Schneide S die dem Kerb der Probe JP gegentiberliegende Seite und zerschl&gt sie. Dutch den Arbeitsbedarf ftir die Verformung bis zum Bruch der Probe verliert der Hammer einen bestimmten Energiewert, der dutch einen Schleppzeiger Z auf der Skala Sk als Durch- schIagswinkel angezeigt wird. Daraus l&13t sich dann die KerbschlagzAhigkeit in mkg/cln 2 er- rechnen.

Die Kerbschlagzähigkeit metallischer Werkstoffe bei tiefen Temperaturen bis zur Temperatur des flüssigen Wasserstoffes

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390 I2[AUPT und IKRISC~: Die Kerbschlagz~higkeit metallischer Werkstoffe. Die Natur~ wissenschaften

Es m u g zunXchst of ten b le iben , ob die Stei- ge rung des Druckes die B i l d u n g won Kr is ta l l - k e i m e n oder die Kr i s t a l l i s a t i onsgeschwind igke i t oder beides gle ichzei t ig begf ins t ig t . A n t alle FXlle d a r t die F u n k t i o n de r Zei t bet so lchen V e r s u c h e n nie a u g e r a e h t gelassen werden . Zwischen de r Zeit , die zur Kr i s t a l l i s a t ion b e n 6 t i g t wird, der T e m - p e r a t u r u n d d e m D r n c k , sche inen b e s t i m m t e Ab- h ~ n g i g k e i t e n zu be s t ehen , d e r e n q u a n t i t a t i v e An- gabe wei te re r U n t e r s u c h u n g v o r b e h a l t e n b le ib t . B i she r k o n n t e q u a l i t a t i v fes tges te l l t werden , d a b die tLr is ta l l i sa t ionszei t m i t fa l lender T e m p e r a t u r k le iner wi rd u n d d a b sie ftir eine b e s t i m m t e T e m p e r a t u r m i t s t e i g e n d e m D r u c k ebenfa l l s ab- n i m m t .

Die e x a k t e B e s t i m m u n g de r D r u c k a b h a n g i g k e i t des S c h m e l z p u n k t e s is t i n de r vor I i egenden A r b e i t b i she r e x p e r i m e n t e l l n i c h t m6gl ieh gewesen. Es i s t irides s icher d a m i t zu r echnen , d a b de r Schmelz - p u n k t , de r bet n o r m a i e m D r u c k zwischen 2o ° a n d 23 o ge funden w o r d e n ~st, s ich m i t s t e i g e n d e m D r u c k zu h 6 h e r e n T e m p e r a t u r e n h i n ve r l age r t . Die B e o b a c h t u n g e n won RUH~5~ANN u n d SIS~ON (t. c.) bet de r Messung der spezi f ischen W ~ r m e sp reehen daft ir , u n d ebenfa l l s die yon G. v. Sus lcH (8) ge- fundene Schmelzkurve , die in A b h £ n g i g k e i t yon de r T e m p e r a t u r die D e h n u n g ang ib t , be t de r ein F a s e r d i a g r a m m e r sche in t (9)- Gegenw~r t ig s ind

Druckgef~Be im Bau, weIche dieser F r a g e exper i - m e n t e l l d i e n e n sol len.

Die vo r l i egenden E r g e b n i s s e bewei sen e indeut ig , d a b de r D r u c k bet de r Kr i s t a l l i s a t i on i m tKau t schuk ein P r inz ip yon g r u n d l e g e n d e r W i c h t i g k e i t da r s t e l l t ~.

H e r r n Dr . W. WITCSTADT v e r d a n k e n wir m a n c h e r l e i A n r e g u n g e n u n d U n t e r s t f i t z u n g e n bet d ieser U n t e r s u c h u n g . Der D e u t s c h e n Fo r schungs - g e m e i n s c h a f t d a n k e n wi t ftir ih re Hilfe bet der Aus f t i h rung dieser Arbe i t .

Liieratur, I. P. A. THIESSEN U. \V. "WI~STADT, Z. physik.

Chem. ]3 29, 359 (1935). - - 2. Vgl. W. KIRSCH, Diss. Berlin. I937. -- 3- M. RUHXMAXN U. F. SIMOn', Z. physik. Chem. A 138, 17 (I928) --- W . L . HOLT u. A. T. McP~ERSON, Nat. Bur Stand. I7, 657 (1936). -- 4- t{. H~ss, C. TROGUS u. K. DZlENaZL, Ann. d. Chem. 5oi, 62 (I933). - - 5. J. K. K;aTz, Erg. exakt. Naturwiss. 4, i61--162. -- 6. E. A. HAUSER U. P. IROSBAUD, I(aut- schuk 19e7, I8. - - 7- L. HocK; MEM~L~R, Handbuch der Kautschuk-Wissenschaft 469. - - 8. O. v. SUSlCH, Naturwiss. 8, 915 (I93O). - - 9. Vgl. terrier eine dem- n~ehst erscheinende Arbei t yon P. A. TnlBSSE~¢ u. %V. WIT~STADT, Erzwungene und spontane )knderung der molekularen Ordnung im gedehntea Kautschuk.

1 In letzter Zeit konnten wir auch an vulkani- siertem t (au tschuk tfr istal i isation in einem geeigneten Temperaturbereich beobachten. Die Untersuchung des Druckeinflusses ist im Gange.

Die Kerbschlagz~ihigkeit metallischer Werkstoffe bet tiefen Temperaturen bis zur Temperatur des fliissigen Wasserstoffes.

Von GEORG HAUPT u n d ALFRED ~]:RISCH, Dtisseldorf .

(Aus dem ~Kaiser Wilhe lm-Ins t i tu t ftir ]Eisenforschung.)

Die E r z e u g u n g t iefer T e m p e r a t u r e n g e w i n n t ftir die phys ika l i s che F o r s c h u n g d a u e r n d a n Be- d e u t u n g , u n d einige L a b o r a t o r i e n a r b e i t e n be re i t s m i t T e m p e r a t u r e n , die n u r u m B r u c h t e i l e eines Grades yore a b s o l u t e n N u l l p u n k t e n t f e r n t s ind. A u c h in de r I n d u s t r i e w e r d e n t iefe T e m p e r a t u r e n in i m m e r s t e i g e n d e m MaBe a n g e w a n d t . Z u m Bet- spiel a r b e i t e n die m e i s t e n Saue r s to f fwerke t iber die Luf tve r f l i i s s igung ; die A m m o n i a k s y n t h e s e er- f o r d e r t Z u g a b e n yon St ickstofI , de r ebenfMIs f iber die Luf tve r f l t i s s igung e rzeug t wi rd ; bet de r I i e r - s t e l l ung won M e t M l d r a h t l a m p e n w e r d e n die t e t z t e n S p u r e n yon Q u e c k s i l b e r d a m p f d u t c h Gasfal len, die sich in flfissiger L u f t be f inden , a u f g e f a n g e n ; a u c h zur tReinigung yon ErdSl w e r d e n t iefe T e m - p e r a t u r e n g e b r a u c h t .

N a t u r g e m ~ B s te l l t die t t e r s t e l l u n g und A n w e n - d u n g yon t i e fen T e m p e r a t u r e n h o h e A~lfordernn- gen an die dabe i v e r w e n d e t e n Werks to f fe , die n i c h t n u t h o h e Fes t igke i fen , s o n d e r n a n c h h o h e p las t i sche V e r f o r m b a r k e i t aufweisen mtissen. Da de r Z u g v e r s u c h ke in ]gild yon de r Z~higke i t de r W'erks toffe i m ungte ichmXBigen S p a n n u n g s z u - s t a n d v e r m i t t e l t , lag sowohl p r ak t i s ches wie wis- sensehaf t I iches In t e re s se vor , eine grSBere A n z a h l won S t~h len i m K e r b s c h l a g v e r s u c h n i c h t n u r bis zu r T e m p e r a t u r de r flfissigen Luf t , s o n d e r n bis

zur T e m p e r a t u r des fl t issigen Wassers to f f s zu un- t e r suchen , u m nachzupr f i fen , ob die bet e in igen St&hlen bet - - 1 8 3 ° (9o ° abs.) n o c h v o r h a n d e n e Z~h igke i t bet f i e fe ren T e m p e r a t u r e n a b s i n k t oder ob die St&hle auch bei - - 253 o (2o ° abs.) eine meg- b a r e Z&higkeit aufweisen .

Die Versuche bei R a u m t e m p e r a t u r u n d bet - - I 8 3 ° w u r d e n im Ka i se r W i i h e l m - I n s t i t u t Itir E i s en fo r schung in Diisseldorf , die Ver suche in flfis- s igem Wasse r s t o f f in d e m n e u e n I (~ i l t e l abora to r ium des Ka i se r W i l h e l m - I n s t i t u t e s ftir P h y s i k in Ber l in - D a h l e m durchge f / ih r t . H e r r n P ro fesso r P. DEB¥~ u n d H e r r n Dr . L. BEWILOGUA set a u c h a n dieser Stel le ftir i h r f reund l iches E n t g e g e n k o m m e n n n d ihre ta tkr&f t ige U n t e r s t i i t z u n g bes t ens gedank t .

Die U n t e r s u c h u n g e n w u r d e n m i t e i n e m z5 mkg- C h a r p y - K e r b s c h l a g h a m m e r (Fig. I) du rchge f i i h r t ; die P r o b e n f o r m is t aus Fig. 2 e rs ich t l ich . Der P e n - d e l h a m m e r H t r i f f t m i t se iner Schneide S die d e m K e r b de r P r o b e JP gegent iber l iegende Sei te u n d zerschl&gt sie. D u t c h den A r b e i t s b e d a r f ftir die V e r f o r m u n g bis z u m B r u c h de r P r o b e ve r l i e r t de r H a m m e r e inen b e s t i m m t e n Ene rg i ewer t , d e r d u t c h e inen Schleppze iger Z auf de r Ska la Sk als D u r c h - schIagswinke l angeze ig t wird. D a r a u s l&13t s ich d a n n die Kerbsch lagzAhigke i t in m k g / c l n 2 er- r e chnen .

Heft 24/25,] I7. 6. I938]

HAm~ und Kt~ISCI~: Die Kerbsc5lagzXhigkeit metallischer Werkstoffe. 391

Die aus dem Schrifttum bekannten Versuche zur Ermit t lung der Kerbschlagz~higkeit bei tiefen Temperaturen werden meist so dnrchgeffihrt, dab die Kerbschlagproben in. einem I~51temitteI vor- gekfihlt, dana schnell auf dell Hammer aufgelegt und geschlagen werden. Dadurcll t r i t t stets eine Erh6hung der Tempetatur his zuln Schlag ein, so

vorgekfihlt war. Dagegen gelang es, die Verdamp- lung zu verhindern, wenn zwei K~stchen ineinander- gesetzt und auf den Boden des gr613eten zwei Streich- h61zer als Distanzstficke gelegt wurden (Fig. 3). Auf dieses doppelwandige Papiergef~.B wurde ein Papierdeckel gesetzt, dutch dessen Offnung der flfissige Wasserstoff aus einem Dewar-Gef~B

Fig. 3- Doppelwandiges Papierk&stchen mit Kerb- schlagprobe.

(Fig. 4, D) mittels eines Hebers H eingeffillt wet- den konnte. Da sich fiber dem flfissigen Wasser- stoff nunmehr eine Wasserstoffatmosph~te befand, verdampfte er so langsam, dab die Probe bis zu i Minute bei der Temperatur yon 2o ° abs. gehal- ten werden konnte, bevor ein Temperaturanstieg

Fig. I. Kerbschlagpendelhammer.

dab man diese nut ann~hernd angeben kann. Tem- peraturmessungen im Gebiet der fltissigen Luft, bei denen ein ThermoeIement dem Kerb gegenfiber und ein anderes auf dem Probenende angel6tet war und bei denem die Tempera±ur fiber zwei Galvano- meter und eine Schreibvorrichtung aufgezeichnet wurden, ergaben, dab in dem Gebiet um 9 °° abs. die Temperatur aui dem Kerbschlaghammer um i °/s zunimmt. Das Schlagen der Probe in der oben

Fig. 2. KerbscMagprobe (DVM).

angeffihrten X~reise ist daher zut~ssig, wenn es ge- lingt, die Probe in 3--5 Sekunden nach dem Her- ausnehmen aus det flfissigen Luft zu schlagen.

Bei den Versucheu in flfissiger Luft war es m6g- lich, die Probe beliebig lange auf Temperatut zu halten, wenn sie in einem Papierk~stchen, das mit dem K~ltemittel geffilIt war, auf den Kerbschtag- hammer aufgesetzt und mit dem t<~stchen zusam- men gesehlagen wurde. Messungen mit Thermo- elementen in der bereits beschriebenen Anordnung zeigten keine Temperatur~nderuug, solange die Probe v611ig vom K~ltemittel iiberdeckt war.

]3ei den Versuchen mit flfissigem Wasserstoff ergab sich die Sehwierigkei% dab dieser selbst dann augenblicklich aus dem K~tstchen verdampfte, wenn die Probe sorgf~ltig in fltissigem Stickstoff

Fig. 4. Versuehsanotdnung am Kerbschlagh~mmer. D Dewar-Gef~B mit flflssigem Wasserstoff. / t D0ppel- wandiger Heber. 2~T2 Dewar-Gef~B mit flt~ssigem Stick- stoff zum Vorkfihlen. P Probe im doppelwandigen

Papierk~stchen.

beobachtet wurde. Zu dieser Messung wurde ein Kupier-Konstantanelement in Differentialanord- nung benutzt, das nach dem Geirierpunkt und der Dampfdruckkurve des Wasserstoffs geeieht war.

Da yon der Entfernung des Wasserstoffvor- tatsbeh~lters, die aus Sicherheitsgrfinden (Funken- bildung) notwendig war, bis zum Schlag nur wenige

392 HAvPr und K2,Isc~t: Die Kerbschlagzghigkeit metallischer Werkstoffe.

Tabelle I. C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g d e r u n t e r s u c h t e n W e r k s t o f f e .

F Die Natur- [wissenschaflen

Si Mn Cr Ni W C Nr. Bezeiehnung % ! % % % % %

I 2

3

4

5 6 7

8 9

I O

I I

I 2

Nickel . . . . Kupfer . . . ]31ei (HandelsbM)

Ni-Stahl . . .

C r - N i - S t a h l . . C r - N i - S t a h l . . C r - N i - S t a h l . .

Cr-Mn-Stahl . Cr-Mn-Stahl . Cr-IVln-Stahl .

Cr-Mn-Si-Stahl

Cr-Mo-V-Stahl

0,04

0, I0

0, II

0 ,2 4

O~fI

o,13 o,o9

0,08

0,39

0,03

0 , 0 2

0,48 o,56 o,64

0,48 0,47 o,46

3,25

o,23

0,56

0,29

0,4 ° 0 , 6 2

0,46

17,7 ° 15,5

9,38

17,2

0,63

17,98 17,72 24,95

9,88 14,2 i6,86

7,7 °

1,71

99,oo

35,98

8,07 8,48

24,36

1 ,o8

O, IO

o,o3

Mo V % %

0,28 0 , 2 0

0,96 0,08

o,41 0,24

O,O

I ,O3 o,53 0 , 2 2

Ti Cu % %

99,96

0,09 o,23

Co Fe % %

o,o2 0,36

S e k u n d e n ve r s t r i chen , k a n n m i t S iche rhe i t die V e r s u c h s t e m p e r a t u r zu 20 o abs . a n g e g e b e n werden .

Die chemische Z u s a m m e n s e t z u n g de r u n t e r - s u c h t e n W'erkstoffe zeigt Tabel le I . Die e r s t en

/ 32

30

23

26

g~z

.~zS

7g

8

4 G

2

0~ 30 2/0 50 60 70-8090100 150 200%bs283 "-258 -2~3 -238-223 -203--183 -123 -73 ~C +30

Temperatur

Fig. 5- Kerbschlagz~higkeit yon \Verkstoffen bei den Temperaturen des flt~ssigen Wasserstoffs, der flfissigen

Luf t und bei Raumtempera tur .

3 Werks to f f e s ind re ine Metal le, w ~ h r e n d Nr. 4 ein 36proz . N icke l s t ah l ist . Nr. 5 - - 1 1 s ind h i tze- , zunde r - u n d s~urebes t~nd ige S tab le m i t vo rwiegend a u s t e n i t i s c h e m Geffige, y o n d e n e n die e r s t en 3 hoch leg ie r t e Chrom-Nicke i -S t~h le , die f ibr igen hoch - legier te C h r o m - M a n g a n - bzw. Chrom-Mangan-S i l i - z i um-S tah l e sind, die in den l e t z t en J a h r e n zur Nicke le r sparn i s en twicke l t wurden . Der V~rerkstoff

Nr . 12 is t ein n iedr ig leg ie r te r C h r o m - M o l y b d ~ n - V a n a d i n - S t a h l .

I n Fig. 5 s ind die E rgebn i s se de r Ke rbsch l ag - p r f i fung bei R a u m t e m p e r a t u r , in flfissiger L u f t u n d in flfissigem Wasse r s to f f wiedergegeben , wobei au f de r Abszisse die abso lu t e T e m p e r a t u r in Ioga- r i t h m i s c h e m M a B s t a b u n d au f de r O r d i n a t e die K e r b s c h l a g z ~ h i g k e i t in m k g / c m ~ a u f g e t r a g e n ist . Die U n t e r s u c h u n g e n zeigen, d a b es eine R e i h e yon W e r k s t o f f e n gibt , die s ich bei de r T e m p e r a t u r des flfissigen Vv'asserstoffes se lbs t u n t e r den ungf in- s t igen B e d i n g u n g e n e iner K e r b s c h l a g p r o b e n o c h p las t i sch v e r f o r m e n k6nnen . E i n Teil de r P r o b e n w u r d e v o m H a m m e r n i c h t gebrochen , s o n d e r n d u t c h die Auf lager d u r c h g e z o g e n ; bei e in igen wei- t e r e n r e i ch t e da s A r b e i t s v e r m 6 g e n des H a m m e r s se lbs t bei de r T e m p e r a t u r des t lf issigen Wasse r - s toffs n i c h t ans , die ' P r o b e n zu d u r c h s c h l a g e n . In diesen Fa l l en k 6 n n e n ffir die KerbschIagz~h igke i - t en n u r 1Vfindestwerte a n g e g e b e n werden , die in Fig. 5 d u r c h e inen Pfei l g e k e n n z e i c h n e t sind. De r aus f r f iheren A r b e i t e n b e k a n n t e Abfa l l de r K e r b - sch lagz~higke i t bis zu r T e m p e r a t u r de r fifissigen L u f t s ch re i t e t i m a l lgemeinen auch bei noch t iefe- r en T e m p e r a t u r e n fort . E ine A u s n a h m e b i lden die l~Ietalle K u p f e r u n d Blei, die be i Mien T e m p e - r a t u r e n d u t c h die Auf lager des H a m m e r s ohne B r u c h d u r c h g e z o g e n wurden . Ob die K u r v e ffir Nickel n a c h t i e fen T e m p e r a t u r e n a n s t e i g t oder ab- f~llt, k a n n n i c h t b e u r t e i l t werden , d a diese P ro - ben yore H a m m e r n i c h t d u r c h s c h l a g e n werden . Dasse lbe gilt a u c h ffir die C h r o m - M a n g a n - S t ~ h l e 8 u n d 9, die yon d e n u n t e r s u c h t e n S t~h l en die h 6 c h s t e KerbschlagzS~higkeit h a b e n . Die n icke lha l - t i gen St~thle 4 - - 7 und der C h r o m - M a n g a n - S t a h l IO weisen m i t 8 - - 2 0 mkg/cm~ bei 20 ° abs . eben ia l l s noch gu te W e r t e auf. Der Chrom-Mangan-S i l i z ium- S t ah l I t l iegt m i t 4,5 mkg/cm~ bei 2o ° abs . e r h e b - t ich t iefer , w/~hrend de r C h r o m - M o l y b d i n - V a n a d i n - S t ah l I2 m i t 2,5 m k g / c m ~' be re i t s e inen fas t spr6- den B r u c h aufweis t .

Z u s a m m e n f a s s e n d e rg ib t sich, d a b eine A n z a h l yon Nickel- , Chrom-Nicke l - u n d C h r o m - M a n g a n - S t aMen n e b e n MetaI len wde Nickel, K u p f e r und

Heft 24/25.] VC'I~VER: EinfluI3 kleiner Abkt~hlungsgeschwindigkeiten bei Kohlenstof~stghlen. 17. 6. z938j

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Blei b i s i zu r Temperatur des flfissigen Wasser- stoffs noch ein groBes plastisehes Formitnderungs- verm6gen auiweisen, so dab spr6de Brfiche bei Verwendnng dieser ~rerkstoffe nicht zu befiirctlten sind.

Weiteren Untersuchungen bleibt vorbehalten, wieweit die Xerbschlagz~thigkeit bei dieser Tem- peratur yon der chemischen Zusammensetzung ab- h~ngt nnd wieweit sie dutch die ~r~rmebehand- lung beeinfluB£ werden kann.

EinfluB kleiner Abktihlungsgeschwindigkeiten auf die Umwandlungstemperaturen der Kohlenstoffst~ihle.

Von FRA~Z \VEv]~, DfisseldorL

(Aus dem Kaiser Wilhelm-Institut ttir Eiseniorschung.)

Die Phasenumwandtungen metalliseher Ein- und Mehrstoffsysteme laufen im kristMlisierten Zustand meist mit erheblicher Temperaturhysterese ab, sie werden schon dureh verh~ltnism~Big lang- same Temperatur~indermagen betr~ichtlich nach tieferen oder hSheren Temperaturen versehoben. Daraus folgt, daI3 die Umwandlungsgesehwindig- keit in der Nfille der Gleichge~dchtstemperatnren nur gering sein kann. Uber ihre Gr6Benordnung bestand bis vor kurzem keine Ydarheit. Die all- gemeine Auffassung ging dahin, dab die Tempera- turhysterese der Umwandlungen bei einiger- maBen kIeinen Temperatur~nderungsgesch~dndig- keiten nur kleine Werte ann immt und daher bei der thermischen Analyse vernachl~ssigt werden kann. Die groge ?¢Iehrzahl der heute vorliegenden Zustandsdiagramme metallischer Systeme gibt die Umwandlungstemperaturen im kristallisierten Zu- stand nur mit dieser Einschr~tnkung riehtig wieder.

Seit einigen Jahren werden im Kaiser Wilhelm- Ins t i tu t ffir Eisenforschung aus anderen Zusam- menhgngen heraus Untersuchlmgen fiber den iso- thermen Ablauf yon Umwandlungen der Eisen- legierungen, insbesondere der Stable, durchge- ffihrt ~. Dabei wurde immer wieder die Beobach- tung gemaeht, dab die Umwandlungsgeschwindig- keit der St~hle am A~- und A1-Punkt erst in fiber- raschend groBem Abstande yon den Gleichge- wichtstemperaturen merkliche Werte annimmt. In der gleichen Richtung liegen Ergebnisse yon R. F. MEHL und C. WELLS 2 fiber den EinfluB der Abkiihlungsgeschwindigkeit anf die Umwandlungs- temperaturen reiner Eisen-Kohlenstoff-Legierun- gem Danach wird z. t3. die Perl i tumwandlung durch eine Abktihtungsgeschwindigkeif yon 1]s °]min schon um io ° nach tieferen Temperaturen verlagert.

Ffir die Technik der thermischen Analyse folgt aus diesen Beobachtungen, dab es sinnlos ist, die Bestimmung yon Gleichgewichtstemperaturen im kristallisierten Zustand mi~ Hilfe yon Verfahren zu versuchen, die eine endliche Abkfihlungsgeschwin- digkeit voranssetzen. W-Jr haben uns daher ver- st~rkt um die Entwicklung yon Get , t en ffir die thermische Analyse bemfiht, die yon dieser Vor- aussetzung frei sind. Die in diesem Zusammen- hange entstandenen Ausdehnungsschreiber mit elektriseher Anzeige wurden zuerst auI eine Unter- suchung der Kohlenstoffst~hle angesetzt. Das Er- gebnis soll nachstehend im Auszuge mitgeteilt werden 8.

Die Zusammensetzung der untersuchten St~hle ist in Tabelle I angegeben. Von diesen St~thlen wurden Ausdehnungskurven mit Erhitzungs- und

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Fig. z. Ar 3- und Arz-Umwandlung der Kohlenstoff- st~hle bei verschiedenen Abkfihlungsgeschwindigkeiten.

Abkiihlungsgeschwindigkeiten zwischen 4 ° nnd o,oi °/sec, bei IOOO ° gemessen, aufgenommen. Die aus dell Abkiihlungskurven abgeleitete!l Tempe- raturen der Ar 3- und Arl-Umwandlung sind in