Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 44. 2 nov. 1940 - Manganstålets hemlighet. Något om Sir Robert Hadfields metallurgiska insats, av Carl Benedicks
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
Teknisk Tidskri ft
förts i kolstål, varit tvungen att, på grund av den
starka nötningen, utbyta rälsen efter ett par månaders
•— eller kortare — användningstid, visade
manganstålet så ringa nötning att dess livslängd
uppskattades till 48 gånger kolstålets! Vad detta innebär av
besparingar inses utan vidare.
Även som valsad räls har manganstålet vunnit
användning, om ock obetydlig i jämförelse med de
gjutna spårvägskorsningarnas.
Synnerligen viktigt är manganstålet som material
för stenkrossningsmaskiner. De under förra kriget i
England lanserade "tanks"-stridsvagnarna anses icke
ha kunnat bli användbara, om man ej för sådana
delar som äro särskilt utsatta för nötning haft tillgång
till manganstål. Viss användning lär detta material,
på grund av att (åtminstone efter glödgning och
hastig kylning) vara omagnetiskt, även ha vunnit för
konstruktionen av sjöminor — vilka ej som dylika av
. vanligt järn eller stål kunde av fienden upptäckas på
magnetisk väg. I närheten av fartygskompasser har
manganstålet likaledes funnit användning såsom icke
devierande magnetnålen.
Sistnämnda användning förklaras ju utan vidare
genom gammaj ärnets grundegenskap att vara
omagnetiskt. Mindre enkel, men så mycket intressantare, är
förklaringen till manganstålets höga motstånd mot
nötning.
I själva verket kan saken framställas på ungefär
följande sätt.
Den omagnetiska, austenitiska fasta lösningen av
mangan i (kolhaltigt) gammajärn — som vi sett är
detta Hadfieldstålets karaktär — skulle i och för sig,
mjuk som den är, knappast kunna stå emot den
nötning som hårda kroppar under tryck förorsaka. Saken
är emellertid den, att just det mekaniska trycket av
den nötande kroppen föranleder järnet att övergå från
gammatillståndet till det vid alla lägre temperaturer
stabila alfatillståndet. Detta är en i kemien vanlig
företeelse: mekanisk påverkan befordrar övergången
till det stabila tillståndet! I och med järnets övergång
till alfatillståndet får den fasta lösningen — nu
"övermättad" — såsom vi sett, ungefär samma stora
hårdhet som härdat kolstål, martensit.
Vid en långsam sträckning kan den omagnetiska,
fasta järnlösningen bibehålla sig i gammatillståndet.
Vid en kraftig, lokal påkänning däremot inträffar
övergången till det stabilare magnetiska
alfatillståndet. Detta har (1925) påvisats av författaren till dessa
rader, genom några enkla försök. Ett stycke
Hadfield-stål (märke "Era") konstaterades, med tillhjälp av en
känslig magnetnål, icke vara märkbart magnetiskt.
Små spånor därav, som avskavts med en skarp egg av
kvarts eller aluminiumoxid — sålunda i sig
omagnetiska, hårda material — visade sig däremot tydligt
magnetiska.
Iakttagelserna ifråga — meddelade i brev till
Nature — ansågos helt nya. I själva verket komma
de mycket nära de rön som, enligt vad vi sett, redan
gjorts av Sven Rinman.
Det är denna vid starkare mekanisk påkänning
inträdande övergång till det hårdare alfatillståndet som
gör att Hadfieldstålet är ytterst svårt att svarva, borra
osv., såsom H. från början fann.
Vi äro nu i stånd att i få ord angiva varför (13 %)
manganstålet besitter den så utmärkt nyttiga,
enastående kombinationen av seghet och slitstyrka: det är
primärt uppbyggt av gammajärn (åtminstone
övervägande) och besitter därför stor seghet, förhindrande
sprickbildning även vid ideligen återkommande
påkänningar. På sådana ställen å ytan där särskilt
starka lokala påkänningar uppträda, där övergår
gam-majärnet till alfajärn (austeniten till martensit!)
under en stark hårdhetsökning, som sätter stopp mot
fortsatt inverkan.
Det omagnetiska manganstålet bibehåller i stort sin
seghet och mjukhet ända till det kritiska ögonblick
då det utsättes för ett "angrepp": då hårdnar det
automatiskt på ytan till ett skyddande pansar! För att
här använda den defensiva idealbilden igelkott: den
reser skyddande borst i det ögonblick den anfallest
Någon liknande användning av gammajärn hade
aldrig tidigare förekommit, varför Hadfield är den
obestridlige pionjären. När sedermera Ch.-Ed.
Guillaume införde användningen av järnnickellegeringen
invar (36 % nickel) markerar detta, kunna vi säga,
det nästa stora utnyttjandet av gammajärnet.
En annan högviktig metallurgisk nyskapelse som
förbundits med Hadfield’s namn är den järnlegering
med intill 4 % kisel som användes för
transformatorplåt.
Vad som i detta fall fordras, är dels hög
magnetiserbarhet, medgivande att så starkt magnetfält som
möjligt kan uppkomma, dels högt elektriskt
ledningsmotstånd, medförande förminskad styrka hos de
elektriska virvelströmmar som alltid uppkomma i det
magnetiska materialet vid transformatorns
användning, och som åstadkomma stor energiförlust.
Av ett arbete som 1900 publicerades, i The Royal
Dublin Society’s förhandlingar, av W. F. Barrett,
W. Brown och R. A. Hadfield framgick, att
kisel-legerat stål uppfyllde dessa bägge villkor. Kiseln
predisponerar till förekomsten av alfajärn, och bidrar
till att dettas höga magnetiserbarhet kommer till sin
rätt. Delvis sker så därför att kiseln medför att
järnets kornstorlek ökar, vilket förminskar det
magneti-seringsmotstånd som korngränserna utöva. Samtidigt
ger kiseln en stabil fast alfajärn-lösning, vilken som
fasta lösningar i allmänhet besitter högt
ledningsmotstånd.
Undersökningen ifråga utfördes av Sir William
Barrett — en forskare som redan 1873 iakttagit
järnets återglödgning (rekalescens) eller det viktigaste
fenomen varpå Osmonds allotropiteori vilade — och
av hans assistent W. Brown. Hadfields insats torde
i främsta rummet ha varit att han vid sina verk
framställt det stora undersökningsmaterialet, omfattande
ett hundratal olika järnlegeringar.
Det praktiska utnyttjandet av de sagda
egenskaperna hos alfajärnet skedde emellertid icke i England
utan i Tyskland, där magnetspecialisten E. Gumlich
(1902) riktade uppmärksamheten på den tekniska
betydelsen av iakttagelserna ifråga för framställning av
dynamo- och transformatorplåt. Först framställdes
dylik kisellegerad plåt (1902) vid ett stålverk i
Benrath a. Rh., nära Düsseldorf.
I England hade Sir William Barrett visserligen
föreslagit uttagande av patent, men några åtgärder
härför hade icke vidtagits.
Om Sir Robert Hadfields förtjänst om kiselstålet
sålunda icke på något sätt kan jämföras med hans helt
grundläggande förtjänst om manganstålet, bör dock
ej förbises, att det var hans ständigt frikostiga under-
422
30 nov. 1940 422
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
