CXXV. Untersuchungen über Metall-Legirungen; von Alfred Riche. Aus den Annales de Chimie et de Physique; 4. série, t. XXX p. 351. (Fortsetzung von S. 353 des zweiten Augustheftes.) Riche, Untersuchungen über Metall-Legirungen. E. Bronzen mit geringerem Zinngehalte, welche in Folge ihrer Zusammensetzung der Geschützbronze und der zum Prägen der französischen Sous-Stücke nahe stehen. Kupfer = 94 bis 88 und Zinn = 6 bis 12. Mit diesen Bronzen wurden dieselben Untersuchungen ausgeführt wie mit den vorhergehenden. a) Abwechselndes Härten und Nachlassen. 13. Dichtigkeitstabelle für eine Legirung aus 88 Cu und 12 Sn. G = 47,806 Grm. Nach dem Härten 8,625 „ „ Anlassen 8,632 „ „ Härten 8,624 „ „ Anlassen 8,635 „ „ Hätten 8,632 14. Dichtigkeitstabelle für Geschützbronze aus 90 Cu und 10 Sn. I. II. III. IV. G = 69,688 G = 70,902 G = 112,468 G = 140,783 Grm Nach dem Gusse 8,564 8,677 8,684 8,491 „ „ Härten 8,516 8,635 8,657 8,428 „ „ Anlassen 8,528 8,643 8,670 8,431 „ „ Härten 8,532 8,645 8,671 8,437 „ „ Anlassen 8,536 8,648 8,674 8,434 „ „ Härten 8,529 8,648 8,673 8,436 „ „ Anlassen 8,526 8,643 8,676 – „ „ Härten – 8,626 8,664 – V. VI. G = 69,198 Grm. G = 112,520 Grm. Nach dem Gusse 8,451 8,705 „ „ Anlassen 8,491 8,689 „ „ Härten 8,495 8,684 „ „ Anlassen 8,504 8,692 „ „ Härten 8,505 8,693 „ „ Anlassen 8,479 8,651 „ „ Härten – 8,661 15. Dichtigkeitstabelle für Bronze aus 94 Cu und 6 Sn. I. II. III. G = 141,830 Grm. G = 152,516 G = 76,599 Grm. Nach dem Gusse 8,537 Nach dem Gusse 8,519 – „ „ Härten 8,491 „ „ Anlassen 8,492 8,807 „ „ Anlassen 8,501 „ „ Härten 8,491 8,806 „ „ Härten 8,502 „ „ Anlassen 8,496 8,802 „ „ Anlassen 8,507 „ „ Hätten 8,495 8,804 „ „ Härten 8,505 „ „ Anlassen 8,496 8,809 Aus diesen Zahlen ergibt sich, daß die Dichtigkeit der zinnärmeren Bronzen, welche sich kalt hämmern oder selbst kalt walzen lassen, durch Härten und Anlassen nicht vermehrt wird, wie dies bei den vorhergehenden der Fall ist. b) Abwechselndes Anlassen oder Härten und Walzen. 16. Dichtigkeitstabelle für Bronze aus 94 Cu und 6 Sn. I. II. G = 122,130 Grm. G = 65,580 Grm. Nach dem Gusse 8,541 – „ „ Walzen 8,672 8,758 „ „ Härten 8,643 8,761 „ „ Walzen 8,722 8,838 „ „ Härten 8,694 8,833 „ „ Walzen 8,772 8,871 „ „ Härten 8,770 8,872 „ „ Walzen 8,827 8,921 „ „ Härten 8,824 8,926 „ „ Walzen 8,897 8,929 „ „ Härten 8,907 8,936 „ „ Walzen 8,913 8,939 „ „ Härten 8,919 8,793 „ „ Walzen 8,933 – Die Dichtigkeit nimmt zu um 0,392 0,181 III. IV. G = 127,920 Grm. G = 81,109 Grm. Nach dem Gießen 8,541 – „ „ Walzen 8,669 8,773 „ „ Anlassen 8,627 8,772 „ „ Walzen 8,722 8,836 „ „ Anlassen 8,729 8,839 „ „ Walzen 8,801 8,874 „ „ Anlassen 8,801 8,875 „ „ Walzen 8,351 8,913 „ „ Anlassen 8,852 8,923 „ „ Walzen 8,304 8,928 „ „ Anlassen 8,919 8,929 „ „ Walzen 8,922 8,931 „ „ Anlassen 8,931 8,934 „ „ Walzen 8,935 – Die Dichtigkeit nimmt zu um 0,394 0,161 Die Dicke der Probeplatten war von 10 auf 1 Millimeter reducirt worden. Vergleichen wir diese Resultate mit denen, welche die zinnreichen Bronzen geben, so sehen wir, daß die Dichtigkeit durch das Härten und das Anlassen ziemlich in gleichem Maße vermehrt wird, während die durch das Härten bewirkte Erhöhung des specifischen Gewichtes bei den zinnreichen Legirungen stärker gewesen war (s. 4. Tabelle auf S. 345). Die hier in Rede stehenden Legirungen scheinen sich nach dem Anlassen ebenso gut bearbeiten zu lassen wie nach dem Härten. Ich suchte mich hinsichtlich der Richtigkeit des letzteren Punktes zu überzeugen, indem ich unter den Bedingungen, wie sie in der industriellen Praxis vorkommen, experimentirte, d.h. indem ich das Metall in der Muffel, also bei Luftzutritt, anwärmte, und nahm zu diesen Versuchen zur Vergleichung eine Bronze mit 10 Proc. und eine solche mit 6 Proc. Zinngehalt, welche beide ich in der Form von 4 Millim. dicken Schrötlingen (Münzplatten) benützte. Die mechanische Behandlung sowohl als die angewendete Hitze waren bei beiden Proben dieselben; der einzige Unterschied lag in der verschiedenen Abkühlung, insofern das eine Stück rothglühend abgelöscht wurde, während das andere dem Erkalten an der Luft überlassen bliebe. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt. 17. Dichtigkeitstabelle. a) Bronze mit 10 Procent Zinn. I.G = 66,928 Grm. 6 Schlägen des Prägwerkes 8,887 Nach dem Anlassen 8,833 „ 9 Schlägen des Prägwerkes 8,905 „ dem Anlassen 8,902 „ 96 Schlägen (und 32mal. Anlassen) 8,930 „ dem Anlassen 8,935 II.G = 66,958 Grm. „ 6 Schlägen des Prägwerkes 3,898 „ dem Härten 8,894 „ 9 Schlägen 8,904 „ dem Härten 8,897 „ 96 Schlägen (und 32mal. Härten) 8,904 „ dem Härten 8,905 b) Bronze mit 6 Procent Zinn. III.G = 66,002 Grm. 6 Schlägen des Prägwerkes 8,924 Nach dem Anlassen 8,923 „ 9 Schlägen 8,936 „ dem Anlassen 8,928 „ 57 Schlägen (mit 19mal. Anlassen) 8,931 „ dem Anlassen 8,932 IV.G = 65,242 Grm. „ 6 Schlägen des Prägwerkes 8,928 „ dem Härten 8,924 „ 9 Schlägen 8,929 „ dem Härten 8,923 „ 57 Schlägen (mit 19mal. Härten) 8,934 „ dem Härten 8,935 Auf die 6 Proc. Zinn enthaltende Bronze, deren Zusammensetzung sich derjenigen der Bronze, aus denen die Sousstücke geprägt werden, sehr nähert, wirkt das Härten und das Anlassen in analoger, beinahe identischer Weise. So stieg die Dichtigkeit nach 72 mit 24maligem Anlassen abwechselnden Schlägen des Prägwerkes von 8,924 auf 8,932, und durch das mit den Schlägen abwechselnde Härten von 8,928 auf 8,935. Dabei bemerkte der Arbeiter keinen Unterschied in der Härte des angelassenen und in der des gehärteten Stückes, und das erhaltene Relief des Gepräges war in beiden Fällen dasselbe. Ich ließ zwei Bronzeplatten von 15 Millim. Dicke anfertigen und der gewöhnlichen zum Prägen von Münzen erforderlichen Behandlung unterwerfen, nachdem jede Platte in zwei Hälften zerschnitten worden war, von denen die eine angelassen, die andere gehärtet wurde. Diese Platten wurden zur Stärke der für das Ausprägen der Fünfcentimesstücke bestimmten Schrötlinge, d.h. zur Dicke von 1 Millim., ausgewalzt; dann wurden die Schrötlinge aus diesen Platten ausgehauen und sorgfältig gewogen. 18. Dichtigkeitstabelle. a) Bronze mit 10 Procent Zinn. 1) Gewicht von 15 Stück Schrötlingen nach 3maligem Härten 76,90 Grm. „ „ 6 „ „ „ „ „ 32,36 „ „ „ 10 „ „ „ „ „ 53,50 „ 2) Gewicht von 15 Stück Schrötlingen nach 3maligem Anlassen 77,27 Grm. „ „ 6 „ „ „ „ „ 32,07 „ „ „ 10 „ „ „ „ „ 54,70 „ b) Bronze mit 6 Procent Zinn. 1) Gewicht von 15 Stück Schrötlingen nach 3maligem Härten 73,32 Grm. „ „ 6 „ „ „ „ „ 32,14 „ „ „ 10 „ „ „ „ „ 48,95 „ 2) Gewicht von 15 Stück Schrötlingen nach 3maligem Anlassen 73,98 Grm. „ „ 6 „ „ „ „ „ 31,49 „ „ „ 10 „ „ „ „ „ 51,00 „ Eine Differenz in dem Verhalten dieser sämmtlichen Legirungen bei der Verarbeitung – mochten sie nun angelassen oder gehärtet sein – ließ sich nicht beobachten; auch weicht das Gewicht der angelassenen Schrötlinge von jenem der gehärteten Münzplatten nicht ab. Der technische Direktor der pariser Münze, dem ich für die Erleichterungen, welche er mir bei der Ausführung aller dieser Untersuchungen zu Theil werden ließ, zu großem Danke verpflichtet bin, hat mir die Versicherung gegeben, daß er beim Ausprägen der Sousstücke zu einer Zeit, während welcher die Ausmünzung nicht lebhaft betrieben wurde und man in Folge dessen die Platten, anstatt sie in Wasser abzulöschen, an der Luft erkalten ließ, keinerlei Unterschied in der Arbeit bemerkt habe. Nichtsdestoweniger ist es vorzuziehen, die Bronze rasch abzukühlen, um ihre Oxydation möglichst abzuschwächen, besonders auch um den während des Wiederanwärmens sich bildenden Glühspan abzulösen, welcher die doppelt nachtheilige Wirkung hat, das Walzwerk zu verunreinigen und die Platte zu verderben. c) Das Saigern der Geschützbronze. Das Saigern dieser Bronze ist nicht so bedeutend, wie man dies allgemein annimmt. Die nachfolgende 19. Tabelle faßt einige von den zahlreichen Analysen zusammen, welche ich in Gemeinschaft mit meinem Collegen Desmarais während der Belagerung von Paris in der Gießerei von Thiebault und in jener von Cailar und Guin mit dem Metalle der Geschütze von sieben Güssen ausgeführt habe. In der 20. Tabelle sind die Resultate der von Drouin und mir gemachten Analysen der verschiedenen Theile eines und desselben Siebenpfünders angegeben, welcher letztere in der École des Arts et Métiers in Angers gegossen worden war. Das Material zu diesen Analysen verdanke ich der Freundlichkeit des Directors der Adjustirwerkstatt jener Anstalt, Hrn. Soux. 19. Analyse von Geschützmetall. Genommene Probe aus dem Innern Sn. Zn. Pb. Cu.Aus der Differenz bestimmt. I. Vom Bodenstücke 8,72 1,80 0,92 88,56 In der Höhe der Schildzapfen 7,18 2,00 0,74 90,08 In der Nähe der Mündung 7,08 1,60 0,83 90,49 II. Am Bodenstücke 9,85 2,40 1,86 85,89 An den Schildzapfen 9,44 2,20 1,86 86,50 In der Nähe der Mündung 8,84 2,40 1,86 86,90 III. Am Bodenstücke 9,44 0,93 0,90 88,43 An den Schildzapfen 9,74 1,11 0,60 88,55 In der Nähe der Mündung 8,98 0,93 0,85 89,24 Genommene Proben von außen Sn. Zn. Pb. Cu.Aus der Differenz bestimmt. I. Am Bodenstücke 8,74 2,00 0,83 88,43 In der Höhe der Schildzapfen 8,72 2,00 0,93 88,35 In der Nähe der Mündung 7,70 1,60 0,83 89,87 II. Am Bodenstücke 9,96 1,80 1,86 86,38 An den Schildzapfen 9,85 2,40 1,86 85,89 In der Nähe der Mündung 9,66 2,40 1,86 86,08 III. Am Bodenstücke 9,93 1,21 0,80 88,06 An den Schildzapfen 8,72 1,11 1,00 89,17 In der Nähe der Mündung 8,92 1,21 0,80 89,07 20. Analysen von Geschützmetall. Länge des Geschützes einschließlich des verlorenen Kopfes 3,512 Meter     „       „   verlorenen Kopfes 1,500    „ Die von den inneren Theilen des Geschützes herrührenden Späne wurden von einem Cylinder von 65 Millim. Durchmesser genommen, welcher mit dem Geschütze dieselbe Achse hatte. Vor der Analyse wurden die Späne mit Aether vollständig rein gewaschen. Metall aus dem Innern des Geschützes. Abstand vom Bodenstücke. Sn. Pb.Durchschnittlicher Bleigehalt der verschiedenen Theile, nach der Vereinigung und dem Vermengen derselben gefunden. Zn. Cu.Aus der Differenz bestimmt.    0,4 Meter 8,965 0,165 1,600 89,270 0,6     „ 9,014 „ 2,000 88,821 0,8     „ 9,014 „ 2,200 88,621 1,0     „ 8,726 „ 1,200 89,909 1,2     „ 9,046 „ 0,800 89,989 1,4     „ 8,732 „ 1,200 89,903 1,6     „ 8,762 „ 0,600 90,473 1,8     „ 8,999 „ 0,800 90,036 Mündung 8,762 „ 2,100 88,973 Mittlerer Zinngehalt im Innern 8,907. Metall von den äußeren Theilen. Abstand vom Bodenstücke. Sn. Pb. Zn. Cu.Aus der Differenz bestimmt.    0,4 Meter 9,662 0,165 1,600 88,573 0,6     „ 9,282 „ 1,600 88,953 0,8     „ 9,454 „ 2,000 88,381 1,0     „ 9,676 „ 1,200 88,959 1,2     „ 9,581 „ 0,800 89,454 1,4     „ 9,550 „ 1,400 88,885 1,6     „ 9,314 „ 2,000 88,521 1,8     „ 9,534 „ 1,000 89,301 Verlorener Kopf in 0,65 M.Abstand von der Mündung 9,344 „ 0,100 90,391 Mittlerer Zinngehalt in den äußeren Theilen 9,507. Der in der Achse des Geschützes liegende Theil, welcher beim Bohren weggenommen wird, zeigt keine Homogenität besonders nach dem Bodenstücke zu. Man bemerkt in demselben krystallinische Körner von grauer Farbe („Zinnflecken“), welche, nachdem sie möglichst gut aus der umgebenden Masse isolirt worden waren, bei der Analyse nachstehende Zusammensetzung zeigten: Zinn 12,30 11,21 13,89 14,49 Zink 3,20 5,40 6,40 – Daraus folgt nicht, daß die centralen Theile des Gusses reicher an Zinn seien. Die Analyse beweist vielmehr, daß die peripherischen Theile mehr Zinn enthalten als das Innere. Diese letztere Thatsache, welche sich ganz klar aus den vorstehenden Tabellen ergibt, war bereits früher – der sonst in den Geschützgießereien allgemein verbreiteten Ansicht entgegen – von Obrist Dussaussoy constatirt worden. Die nachfolgende Tabelle beweist keineswegs, daß, wie bisher gleichfalls angenommen wurde, der verlorene Kopf die Dichtigkeit des Geschützmetalles erhöhe. 21. Dichtigkeitstabelle. Abstand vom Bodenstücke. Zinngehalt. Dichtigkeit.    0,2 Meter 10,498 Proc. 8,472 0,4     „ 9,065 „ 8,539 0,6     „ 9,140 „ 8,539 0,8     „ 8,752 „ 8,549 1,0     „ 9,039 „ 8,460 1,2     „ 9,291 „ 8,618 1,4     „ 9,048 „ 8,549 1,6     „ 8,969 „ 8,500 1,8     „ 8,526 „ 8,458 2,0     „ 8,530 „ 8,374 d) Fabrikation der Denkmünzen (Medaillen). Die Analyse der antiken Medaillen liefert den Beweis, daß die Alten, wenngleich sie zur Anfertigung derselben zuweilen Kupfer verwendeten, doch gewöhnlich Bronze benützten, deren Zinngehalt innerhalb weiter Grenzen (von 1 bis zu 25 Proc.) verschieden ist. Die Fabrikation von Medaillen aus einer Bronze mit großem Zinngehalt ist in unseren Tagen wegen der Härte derselben nicht mehr möglich, weil derartige Münzen in der Neuzeit ein beträchtlicheres Relief erhalten. In Frankreich hat man der Verwendung der Bronze zu diesem Zwecke gänzlich entsagt und an deren Stelle das Kupfer gesetzt, welches letztere indessen wesentliche Schattenseiten darbietet. Es nimmt eine schlechte Patina an, hat keinen Klang, seine Farbe entspricht den Anforderungen eines künstlerischen Geschmackes nicht, so daß man genöthigt ist, ihm eine künstliche Bronzirung zu geben, welche schlecht hält und deren Farbe stark variirt. Im J. 1828 begann de Puymaurin zahlreiche, bis in's J. 1832 fortgesetzte Reihen von Versuchen, in Folge deren in Frankreich eine Legirung von 94 Kupfer, 4 Zinn und 2 Zink eingeführt ward, aus welcher von Zeit zu Zeit Medaillen geprägt wurden bis zum J. 1847, wo man jene Legirung aufgab und zwar wegen ihrer Härte, welche ein baldiges Verderben der Prägstempel herbeiführte. Die Härte der Bronze nimmt in der That mit steigendem Zinngehalte sehr rasch zu, wie die nachstehend verzeichneten, mit Hilfe des oben erwähnten Apparates von Magna ausgeführten Versuche beweisen. Anzahl der Schläge, welche erforderlich waren,um eine Vertiefung hervorzubringen von 4 Millim. 1 Millim. Kupfer 19  7 Bronze mit 97 Proc. Kupfer. 23      8–9     „       „   96    „        „ 27 10     „       „   95    „        „ 38 14     „       „   94    „        „ 40 15     „       „   90    „        „ durch 70 Schläge wurde keine Vertiefunghervorgebracht In Folge dieser Versuche wurden in der pariser Münzwerkstatt aus verschiedenen Legirungen mehrere Medaillen nach der gewöhnlichen Methode geprägt. Diese Differenzen, welche bei Denkmünzen unter 35 Millim. Durchmesser wenig hervortreten, werden bemerkbarer, wenn der Durchmesser 50 Millim. erreicht. In diesem letzteren Falle waren erforderlich: Bei reinem Kupfer   7 Schläge „ Bronze mit 97,0 Proc. Kupfer 10 „ „ „ „ 96,5 „ „ 12 „ „ „ „ 96,0 „ „ 13–14 „ „ „ „ 95,0 „ „ 16–17 „ Bei der Legirung aus 95 Kupfer, 4 Zinn u. 1 Zink 14 „ „   „        „         „ 94      „     4    „    „  2    „ 16–18 „ Aus diesem Verhalten glaube ich schließen zu dürfen, daß Bronze von 96 und 97 Proc. Kupfergehalt mit bedeutendem Vortheile und ohne ernstlichere Uebelstände zur Herstellung von Medaillen sehr wohl geeignet sein würde. Die Härte dieser Legirung, welche weit geringer ist als jene des Puymaurin'schen Metalles, ist nicht viel größer als die Härte des Kupfers; sie besitzt einen gewissen Klang und gießt sich sehr gut; sie läßt sich regelmäßig auswalzen und ihre Farbe ist schöner als die des Kupfers. Durch die Einwirkung des Stoßwerkes und der Wärme wird die Dichtigkeit dieser Bronzen in sehr geringem Grade modificirt, wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht. 22. Dichtigkeitstabelle. Medaille von 68 MillimeterDurchm.; Bronze mit 4 ProcZinn. Medaille von 68 MillimeterDurchmesser; Legirung ausCu₉₆Sn₄ und Zn₂. Nach dem 1. Anlassen 8,926 8,901    „       „   1. Schlagen 8,944 8,909    „       „   2. Anlassen 8,940 8,912 Medaille von 68 MillimeterDurchm.; Bronze mit 4 Proc.Zinn Medaille von 68 MillimeterDurchmesser; Legirung ausCu₉₆Sn₄ und Zn₂. Nach dem 2. Schlagen 8,941 8,916    „       „   3. Anlassen. 8,939 8,910    „       „   3. Schlagen 8,946 8,916    „       „   4. Anlassen 8,943 8,911    „       „   4. Schlagen 8,947 8,915    „       „   5. Anlassen. 8,940 8,912 (Fortsetzung folgt.)