Among the weapons which man has developed for attack and defence, the swords occupies a special place. This has its reason in the fact that the virtues of the sword bearer, and the virtues of the weapon itself har moniously blend in an almost unique manner. Thus between the sword and its bearer a very special relation developed, which fact was emphasized by mythology to a far greater measure than this was the case with any other weapon in history. The first part of our survey is meant ro demonstrate this. The place held by the sword among tne weapons was conduci ve to the consequence, that the highest art of handicraft was developed for its pro duction. In this connection the swordcut1ers and armourers, once the human being had taken to iron as a working material, had leamed to make use of the possibities which are inherent in this material, namely its forgeability and hardening capacity in a truly astonishing way. What is so surprising is the great similarity of the various techniques, which were developed at various localities and at various ages in the pro duction of the sword. This is to be shown in the second part of our survey."

Die Anforderungen, die heute bei schnellaufenden Kaltwalzstrassen fur Bandstahl an die zur Schmierung des Walzgutes verwendeten Walzoele ge- stellt werden, machen eine grundliche Erforschung des Reibungsvorganges im Walzspalt notwendig. Durch genaue Untersuchung aller Einflussgroessen, die durch Aufbau, Art und Zusammenstellung des Schmierstoffes und durch die Mischungsverhaltnisse der Emulsionen gegeben sind, wird es in Zu- kunft moeglich sein, gewisse Richtlinien fur deren beste Zusammensetzung zu geben. Die Aufmerksamkeit, die in der letzten Zeit von den Kaltwalzbetrieben diesem Fragenbereich geschenkt wird, hat in einer Reihe von betriebli- chen Untersuchungen ihren Ausdruck gefunden. So prufte H. PANNEK [1] eine Reihe von Walzoelemulsionen und ihren Einfluss auf betriebliche Ne- benerscheinungen wie Kuhlwirkung, Rostbildung, Schmierruckstande, Schlammbildung und Neigung zum Fressen - Erscheinungen, die die Gute des Walzgutes entscheidend beeinflussen koennen. J. BILLIGMANN [2] gab an Hand umfangreicher betrieblicher Versuchsreihen einen Uberblick uber die Schmierwirkung verschiedener handels blicher Emulsionsoele. Als Mass- stab fur die Eignung der untersuchten Proben fur das Kaltwalzen wurde die erreichbare geringste Banddicke und die dazu notwendige Stichzahl bei einer vorgegebenen Folge von Walzenanstellungen benutzt. Die er- zielten Ergebnisse wurden mit den Kennzahlen fur Wasser als schlechte- stem und Palmoel als bestem Schmierstoff verglichen und gestatteten so das Einstufen in eine Schmierwirkungs-Wertzahlreihe. Daneben wurde bei einigen ausgewahlten Proben der Einfluss der Emulsionskonzentration, der von Lieferung zu Lieferung schwankenden OElzusammensetzung, der Benut- zungsdauer der Emulsion und ihres Verhaltens in langsam oder schnell- laufenden Kaltwalzanlagen eingehend untersucht.

In einem fruheren Bericht wurde eine Anordnung zur Messung der paramag netischen Suszeptibilitat beschrieben ( und Messergebnisse von hochwarm festen Werkstoffen auf Nickel-Chrom- bzw. Kobalt-Nickel-Chrom-Grundlage mitgeteilt (1, 2]. Diese Messungen sollten einen Beitrag zum Verstandnis der Gefugeanderungen liefern, die in diesen Werkstoffen wahrend des Ge brauchs bei hohen Temperaturen eintreten. Die Suszeptibilitat der kobalt haltigen Werkstoffe liegt im Durchschnitt hoher als die der kobaltfreien. Beim Anlassen nach dem Losungsgluhen treten in beiden Legierungsgruppen Ausscheidungen auf, deren Menge in erster Linie durch den Gehalt an ge lostem Kohlenstoff und an kerbidbildenden Elementen bestimmt wird. Bei den kobaltfreien Werkstoffen andert sich die Suszeptibilitat nur wenig; in der kobalthaltigen Gruppe dagegen erfolgen betrachtliche Anderungen. Da die Suszeptibilitat bei fast allen Werkstoffen von der Feldstarke ab hangt, enthalten die Legierungen neben der paramagnetischen Grundmasse und den nichtferromagnetischen Karbiden noch ferromagnetische Beimengun gen. Aus der Suszeptibilitat bei Raumtemperatur allein kann jedoch das unterschiedliche Verhalten der kobaltfreien und der kobalthaltigen Werk stoffe nicht erklart und die Art der ferromagnetischen Gefugebestandteile nicht erkannt werden. Da die Legierungen zum grossten Teil aus ferromag netischen Elementen bestehen, ergeben sich die Fragen, ob die bei Raum temperatur stark paramagnetische Grundmasse bei tieferen Temperaturen ferromagnetisch wird, wie gegebenenfalls Verschiebungen ihres Curie punktes durch Warmebehandlungen mit den beobachteten Gefugeanderungen zusammenhangen und wo die Curietemperaturen der bei Raumtemperatur ferro magnetischen Gefugebestandteile liegen."

Viele wesentliche Eigenschaften des Stahles werden nach heutiger Auffas sung durch geringe, in das Eisen hineingebrachte Verunreinigungen beein fluBt. Zur klaren Erkennung dieser Zusammenhange ist es erforderlich, die physikalischen Eigenschaften hoch reinen Eisens kennenzulernen. Dement sprechend bemiiht man sich heute, "Reinsteisen" herzustellen. Mit der Her stellung solchen Eisens ist zwangslaufig dessen Analyse als Reinheits kontrolle verkniipft. Dadurch wird die quantitative Bestimmung von Stahl begleitern in Konzentrationen von meist weniger als 0,001 % in zunehmen dem MaBe gefordert. Analysenverfahren, die hinreichend empfindlich und nicht zu zeitraubend sind, stehen aber heute noch nicht fiir alle Stahl begleiter zur Verfiigung. Die vorliegende Arbeit weist einen Weg, der fiir einige Begleitelemente eine schnelle und hochempfindliche Analyse ver spricht. Einfiihrung Spektralanalytische Bestimmungsmethoden gel ten allgemein als nachweis empfindlicher als chemische. Diese Auffassung, insbeondere durch allge meinverstandliche Publikationen bestarkt (1), ist nur bedingt richtig. Versuche, die Spurenelemente im Stahl auf spektrochemischen Wege zu be stimmen, fiihren oft zu der Erkenntnis, daB die Nachweisempfindlichkeit nicht so hoch ist, wie angenommen wird. Die Verfasser machten im Rahmen einer Gemeinschaftsarbeit die Erfahrung, daB z. B. in einer Reinsteisen probe ein Mangangehalt von 0,0006 % Mn spektrochemisch nicht einwandfrei erfaBt werden konnte, wahrend eine Bestimmung auf dem Weg iiber die Lo sungsanalyse chemisch noch bis zu 0,0001 % Mn gelingt. SchlieBlich war zwar spektralanalytisch der qualitative Nachweis des Mangans in der Pro be moglich, von einer quantitativen Bestimmung mit iiblichen spektralana lytischen Arbeitsmethoden konnte jedoch nicht die Rede sein."

Die Bestandigkeit der Karbide in Stahlen und ihr Habitus werden von klei nen Legierungsgehalten oft relativ stark beeinflusst. Der Kohlenstoff ist bei hohen Temperaturen in der dort stabilen, kubisch flachenzentrierten l-Phase des Eisens, Austenit genannt, gelost. Er scheidet sich bei der Abkuhlung im Temperaturgebiet um etwa 700 c als rhombisches Eisenkarbid Fe C, Zementit, aus, wahrend das Eisen in die kubisch raumzentrierte 3 -Form, Ferrit, ubergeht. Bei besonders langen Gluhzeiten zerfallt der Zementit weiter in Ferrit und Kohlenstoff. Das metastabile System Eisen Kohlenstoff geht so in das stabile uber. Legierungselemente verteilen sich bei der 1-0( -Umwandlung sehr unterschiedlich in Ferrit und Zementit. Soweit sie eine hohe Affinitat zum Kohlenstoff haben, reichern sie sich im Zementit an. Kleine Chromgehalte stabilisieren das metastabile System und haben weiter hin einen grossen Einfluss auf die Umwandlung und den Habitus der Karbide. Diese fur das Stahllegieren wichtigen Vorgange stehen mit der Chromauf nahme in das Gitter des Zementits in engem Zusammenhang. Die vorliegende Untersuchung dient der Aufklarung dieser Zusammenhange. Die Durchfuhrung dieser Untersuchung und die Beschaffung eines Teils der benotigten Gerate wurde durch die Unterstutzung des Wirtschaftsministeriums des Landes Nordrhein-Westfalen ermoglicht. Dafur sei auch an dieser Stelle unser Dank zum Ausdruck gebracht. I Einfuhrung 1. Das Gleichgewichtssystem Eisen-Chrom-Kohlenstoff Das System Eisen-Chrom-Kohlenstoff, eines der am besten bekannten metal lischen Dreistoffsysteme, ist in seinen Grundzugen von W. TOFAUTE, A. SPONHEUER und H. BENNEK J sowie W. TOFAUTE, C. KUTTNER und A. BUTTINGHAUS 2J aufgestellt worden (Abb. 1)."

Der hier vorgelegte Bericht befasst sich mit einer Untersuchung der ver schiedenen Hartbarkeitskennzeichnungen der Stahle und zeigt auf, welche Zusammenhange mit dem Umwandlungsverhalten, dargestellt in den ZTU-Schau bildern, bestehen. Es wird dargelegt, dass das ZTU-Schaubild fur konti nuierliche Abkuhlung die vollstandigste Beschreibung der Hartbark it lie fert und dass die Ergebnisse aller anderen Hartbarkeitsprufungen als Aus schnitte dieses Bildes angesehen werden konnen. Die Untersuchungen stehen in enger Beziehung zum Forschungsbericht Nr. 75 "Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder als Grundlage der Warmebehand lung der Stahle" (1), in welchem die unmittelbaren Anwendungsmoglich keiten der isothermischen und kontinuierlichen ZTU-Schaubilder fur die Warmebehandlungspraxis gezeigt wurden. Definition der Hartbarkeit Unter Hartbarkeit versteht man die Fahigkeit eines Stahles, durch Harten oberflachlich oder durchgreifend eine stark" gesteigerte Harte durch Bil dung von Martensit oder Zwischenstufengefuge anzunehmen, wobei sowohl die erreichbare Hochstharte als auch der Harte-Tiefe-Verlauf von Interesse sind. Die erreichbare Hochstharte ist im wesentlichen durch den Kohlen stoffgehalt des Stahles bestimmt, wahrend die Einhartungstiefe vom Um wandlungsverhalten abhangig ist. Beide Grossen sind in dem ZTU-Schaubild fur kontinuierliche Abkuhlung enthalten. Die Wirkung der zahlreichen Ein flussgrossen auf das Umwandlungsverhalten eines Stahles (zoB. Legierungs gehalt, Austenitisierungsbehandlung, Erschmelzung) wird ebenso in Zeit Temperatur-Umwandlungs-Schaubildern erfasst und dargestellt. Die Beschrei bung der Hartbarkeit kann auf diese Weise nahezu vollstandig durchge fuhrt werden."

Die Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder haben zunehmend an Bedeutung gewonnen als Mittel zur Beschreibung der Umwandlungen unterkuhlten Auste nits, die bei den Vorgangen der Warmebehandlung eintreten und deren prak tischen Erfolg bestimmen. Wir unterscheiden heute zwei grundsatzlich ver schiedene Formen von ZTU-Bildern: 1. das ZTU-Bild fur isothermische Versuchsfuhrung, 2. das ZTU-Bild fur kontinuierliche Abkuhlung. Eine Beschreibung dieser bei den Schaubildarten und ihrer Anwendungsmog lichkeiten fur die Warmebehandlungspraxis wurde in dem Forschungsbericht Nr. 75 "Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder als Grundlage der warme behandlung der Stahle" 1) gegeben (vgl. auch die Arbeit von F. "rEVER und 2 A. ROSE )). Danach ist das isothermische Umwandlungs schaubild in den Fallen anwend bar, wo ein austenitisches Ausgangsgefuge isothermisch umgewandelt wird. Warmebehandlungen dieser Art sind beispielsweise das Perlitgluhen, einige Anwendungen der Zwischenstufenumwandlung und die Warmbadhartung. Demgegenuber ist eine Anwendung des Umwandlungschaubildes fur kontinuier liche Abkuhlu, ng uberall da gegeben, wo die Abkuhlung bei der Warmebe handlung stetig erfolgt. Hierbei ist jedoch die Einschrankung zu machen, dass die in Frage stehenden Abkuhlungen dem Zeitgesetz der Abkuhlungsvor gange des Schaubildes entsprechen oder diesem in dem entscheidenden Tem peraturbereich des Ablaufs der Umwandlungsvorgange mit ausreichender Ge nauigkeit angenahert sind."

Die Aufgabe bei der Erzeugung von reinem Eisen besteht im entscheidenden Punkt darin, den in den Ausgangsstoffen, z.B. Carbonyl- oder Elektrolyt eisen, befindlichen Sauerstoff zu entfernen. In den alteren Arbeiten wur den diese Ausgangsstoffe im wesentlichen nur im Vakuum umgeschmolzen. Dabei findet eine recht betrachtliche Gasabgabe statt, aber eine Ernie drigung der Sauerstoffgehalte tritt jedoch nicht oder nur in geringem Umfange ein. Sie ist nur durch geeignete Reduktionsmassnahmen zu errei chen, die sowohl im festen als auch im flussigen Zustand vorgenommen wer den konnen. Als Reduktionsmittel fur den Sauerstoff im Eisen kommen Was serstoff oder Kohlenstoff in Frage, da beide gasformige Reduktionsprodukte ergeben. Das Verfahren der Reduktionsbehandlung mit Wasserstoff wurde zuerst mit gutem Erfolg von T.D. JENSEN und N.A. ZIEG1ER (1) angewandt, die Elek 3 trolyteisen im Vakuum bei 10- Torr umschmolzen. Aus den erhaltenen Blok ken wurden nach dem Ausschmieden Ringproben fur magnetische Messungen 0 angefertigt. Durch Gluhen dieser Ringproben zwischen 900 und 1400 in einem trockenen Wasserstoffstrom wurde der Sauerstoffgehalt auf geringe Werte von etwa 0,003 % erniedrigt. Auf die starke Erniedrigung des Sauerstoffgehaltes durch Umschmelzen kohlenstoffhaItigen Eisens im Vakuum machte zuerst W. BOTTENBERG (2) auf merksam. Systematische Untersuchungen uber die Reduktion sauerstoffhaI tiger Eisenschmelzen im Vakuum mit Kohlenstoff wurden von J. THOMAS und 1. MOREAU (3) sowie J. NISBETH (4) durchgefuhrt. Die erreichten gunstig sten Sauerstoffgehalte betrugen 0,002 % bei etwa 0,1 % C im Eisen."