Härte von Damast

eisensack

Mitglied
Ich habe auf einige Seiten gesehen daß bei Damastklingen die härte angegeben wurde,aber geht daß denn?Auch wenn man den Kegel auf den harten Stahl des Musters ansetzt ist diese Schicht doch so dünn daß sie durch die darunter liegene weicheren schicht stärker nachgibt als in einen Monostahl.Und noch 'ne Frage;der Sinn von laminatklingen ist doch eigenlich einen Stahl so hoch zu härten das er ohne den weicheren Stahl zu spröde ist.Also müßte man sich beim härten an den härteren Stahl halten und ihn die größt mögliche Härte geben.Bei den Härteempfehlungen die ich sah,hat sich der härtevorgang weder an den weichen Teil des Damast noch an den harten gehalten.Ich habe aber auch nicht groß gesucht.Wie härten die Profis hier im Forum ihre Damastklingen?Als einen eigenständigen Stahl oder konzentriert man sich besser auf einen der beiden?
 
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AchimW

Mitglied
damast

Hallo!

Die Annahme, daß die einzelnen Lagen eines Damastpaketes aufgrund ihres verschiedenen Kohlenstoffgehaltes eine unterschiedliche Härte aufweisen ist ein weit verbreiteter Irrtum. Durch die Kohlenstoffmigration gleicht sich der C-Gehalt der unterschiedlichen Lagen innerhalb weniger Schweißhitzen an, so daß ein mehr oder weniger homogenes Gefüge entsteht. Die Farbunterschiede der einzelnen Lagen entstehen durch ihre unterschiedlichen Legierungsbestandteile. Daher ist eine Härteprüfung relativ unproblematisch, ebenso wie eine Erarbeitung des Wärmebehandlungsvorganges, der sich vor allem am durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt orientieren wird.

Ausnahme: Damaste, in denen reines Nickelblech verarbeitet wurde, da Nickel eine 100%ige Migrationsbremse ist.
Herr Dr. Kinder vom BAM in Berlin hat dazu einige sehr interessante Ergebnisse aus Versuchen mit einem 9000-Lagen Damastblock (1.2842 und pur Nickel) von mir gezogen. Dabei stellte sich heraus, daß der Kohlenstoff regelrecht versucht, aus dem Stahl herauszuwandern und bei der Nickelschicht quasi vor eine Wand fährt und sich dort leicht anreichert.

Da die Materie von metallurgischer Seite dennoch relativ komplex ist, empfehle ich bei weiterem Interesse die Fachliteratur zu konsultieren.

Achim
 

Guenter

MF Ehrenmitglied
AchimW hat insofern Recht, daß reines Nickel eine Migrationssperre ist.
Aber auch bei nur 5%-igen Nickelstählen tritt schon eine deutliche Bremswirkung ein. Im Übrigen ist der Kohlenstoffgehalt für die Härtetemperatur bei legierten Stählen von untergeordneter Bedeutung. Er sollte nur um eine gute Härte für das gesamte Messer zu erzielen möglichst nicht unter ca. 0,7% absinken. Die Auswahl der Stähle sollte so erfolgen, daß die verwendeten Stähle eine möglichst gleiche Wärmebehandlung erfordern, d.h. nicht einen Stahl mit Härtetemperatur von 820°C mit einem Stahl zusammenschmieden, der 960°C zur Härtung benötigt. Auch die erforderlichen Haltezeiten sollten zumindest einen überschneidenden Bereich haben, in dem man für beide Stähle zufriedenstellende Ergebnisse erzielen kann.
Bei der Prüfung mit einem Härteprüfgerät mit 150kg Belastung erhalten wir bei Markus Balbach bei 3 Prüfungen auf eng begrenzter Fläche Unterschiede von ca. 4 - 5 HRc. Angegeben wird dann der Mittelwert aus diesen drei Messungen. Mit anderen Geräten ist es aber auch möglich, exakt die Härte der einzelnen Schichten auszumessen.
 

roman

MF Ehrenmitglied
Traditionell denkt man das der damast aus harten und weichen lagen bestehen muß. das kann der fall sein wenn so wie vorab beschrieben entsprechende legierungen verwendet werden oder die schichten zu dick sind und die migrationszeiten zu kurz um einen ausgleich zu schaffen. bei schwerten kommt dann auch dieser erffekt positiv zum tragen weil solche unterschiede in den mechanischen eigenschaften sich guenstig auf das zähigkeitsverhalten eines so groß volumigen körpers auswirkt. betrachtet man aber den für das schneiden einer klinge entscheidenden bereich die feine schneide ist der vorteil ein erheblicher nachteil. besonders bei damasten aus niedrig legierten stählen. schwache punkte in der feinen schneide werden als erstes ausbrechen und und es ergibt eine mehr oder minder feine "säge". das bedeutet, das Potential des einen stahles feine Schneiden zu erzeugen ist nicht genutzt, er muss also durch sägen schneiden. das sogt dann für einen schlechten ruf bei traditionellen damasten zumal ein hochlegierter stahl aufgrund seiner struktur das besser kann. und dann heist es das die neuen High tec stähle eben besser sind
Also macht es sinn für Schneiden die niedrig legierte stähle im damast nutzen kombinationen zu machen in dem alle beteiligen legierungen über ein grundpotential an härtbarkeit verfügen. z.B 2842 & C 70 oder Sägebandstahl.
Vorausgesetzt man macht alles richtig wird damit eine sauber geschlossene Schneide erzeug, die die klinge mit einem sehr hohen potential an Schneidkantenstabilität und Schneidfähigkeit versorgt, dass nun nur noch in diesem Sinn genutz werden muss.
mann kann dann natürlich als decklagen die eher dekorativen sorten von damast nutzten.
Wichtig ist eins noch die härte als solche, egal bei welchem stahl diese für eine klinge sie durch eine Wärmebehandlung eingestellt wird, ist nicht wirklich kriegsentscheidend, sondern durch welches gefüge im stahl sie bereitgestellt wird!!!!
 

AchimW

Mitglied
damast

Roman hat vollkommen Recht. Härte alleine bringt gar nichts, wenn nicht ein entsprechendes Gefüge eingestellt wird.

Zu dem, was Guenter sagt, möchte ich auch noch einiges hinzufügen.

Zitat:
"AchimW hat insofern Recht, daß reines Nickel eine Migrationssperre ist. Aber auch bei nur 5%-igen Nickelstählen tritt schon eine deutliche Bremswirkung ein."

Nun ja, im Prinzip schon. Allerdings:
- ist es erstens nicht möglich, brauchbare härtbare Werkzeugstähle mit solchen Nickelgehalten ohne irgendwelche zusätzlichen Tricks überhaupt zu erzeugen. Kohlenstoff und Nickel sind zwei Elemente, die sich im Stahl nicht vertragen. Das Material wird extrem warmbrüchig. Wir haben probeweise einen Stahl mit 1 % C und 8 % Nickel erzeugt. Dreimal mit dem Hammer drauf und es sieht aus wie Hüttenkäse. Daher liegt die Grenze bei härtbaren Werkzeugstählen so bei etwa 4+ %. Siehe auch die Legierung des Leo-Stahles, den Markus verwendet!!
- wird zweitens die Migration zwar vom Nickel gebremst, jedoch nicht unterbunden. Das Gleiche geschieht übrigens bei hohen Silizium-Gehalten (Federstähle!!). Die von mir oben beschriebene und von Herrn Dr. Kinder ermittelte starke Kohlenstoffhäufung (!!) geschah gerade in dem Bereich des Stahlblocks, in dem sich das Nickel zu erheblichen Teilen einlegiert hatte. Wichtig hierbei ist die Zeitschiene. Kann ich mit vielen Lagen und nur einer Feuerschweißung arbeiten, um einen fertigen Ausgangsblock zu erzeugen, so kann eine Migration weitgehend verhindert werden. Der weitaus größte Teil der Schmiede, die Schweißverbundstahl herstellen arbeiten aber wohl immer noch mit einer geringen Zahl von Lagen im Ausgangsblock und erzeugen die hohe Lagenzahl durch eine mehr oder minder große Zahl von Feuerschweißungen. Da ist dann allerdings in aller Regel mehr als genug Zeit bei Schweißtemperatur vorhanden, um dem Kohlenstoff auch die Wanderung in die nickelreicheren Stähle zu erzeugen.

Zitat:
"Im Übrigen ist der Kohlenstoffgehalt für die Härtetemperatur bei legierten Stählen von untergeordneter Bedeutung."

Hmm, was bitteschön ist denn ein "legierter Stahl"??

Nun, betrachten wir zuerst die reinen Kohlenstoffstähle, weil wir uns da mit Legierungen nicht auseinandersetzen müssen. Beim Eutektikum (~ 0,8 % C) liegt die Austenitisierungstemperatur bei 723° C. Von da aus steigt sie sowohl bei sinkendem als auch bei steigendem C-Gehalt deutlich an. Bei 1,5 % C liegt sie schon bei ca. 980° C. Bei unlegierten Stählen ist der Kohlenstoffgehalt also offensichtlich von enormer Bedeutung für die Härtetemperatur.

Bei legierten Stählen sieht die Sache etwas anders aus. Das hat allerdings nichts mit dem Kohlenstoffgehalt, sondern mit dem Gehalt an anderen Legierungselementen zu tun. Elemente wie Chrom brauchen, auch in einem homogenen Stahl, eine gewisse Zeit bei relativ hoher Temperatur zur gleichmäßigen Verteilung im Gefüge. Daher werden z.B. für die hoch chromhaltigen rostträgen Stähle (440 A B C, ATS34, K190PM, S60V etc etc) lange Vorwärm- und Haltezeiten bei hohen Temperaturen angegeben. Noch extremer wird es bei Verwendung von Legierungselementen wie Wolfram oder Kobalt, was wir bei Versuchen mit verschiedenen Testlegierungen bei der Wootzherstellung leidvoll feststellen mußten.
Allerdings werden diejenigen Stähle, die solch hohe Haltezeiten und Temperaturen erfordern in aller Regel nicht für die Herstellung von Schweißverbundstählen verwendet. Niedriglegierte Stähle wie etwa 1.2842 fallen wegen des zu vernachlässigenden Gehaltes an Legierungselementen wieder unter die Regeln des Eisen-Kohlenstoff-Diagrammes. Auch Haltezeiten sind eher kontraproduktiv, da ein Festhalten bei Härtetemperatur bei diesen Stählen zu einer erheblichen Verschlechterung des Gefüges durch Kornwachstum führen würde.

Alles in allem empfehle ich im Zweifel immer einen Blick ins EKD, das man hier findet:

http://www.fh-aalen.de/sgv/metallographie/umwandlungstahl/Fe-C-Diagramm_gross.htm


Achim
 

herbert

MF Ehrenmitglied
Achim, endlich jaaaaa es traut sich jemand das EKD heranzuziehen. Endlich. Man sieht hier eben sehr viel. Nehmen wir doch mal den 2842. Geht man nur knapp über die 723° hinaus, hat man Austenit und Karbid, als empfohlene Härtetemperatur wird so 830 angegeben. Da löst man die Karbide auf. Man sollte bei solchen Stählen jedoch auch nicht zu hoch gehen und die Karbide nicht restlos auflösen, sonst erreicht man ebenso wie beim zu lange halten grobes Korn. Man sollte ein paar Karbide als Keime erhalten. Verbessert das Gefüge enorm.
Und in der Tat, was die legierten angeht, so braucht man da eigentlich auch ZTA-Schaubilder. Wann erreicht man homogenen Austenit, wann ist alles gleichverteilt usw.
Tja, die Grundlagen. Leider sind die Bücher, in denen man sowas findet, selten und teuer. Atlas der Wärmebehandlung der Stähle, Roman, die Bibel sozusagen.

Wollt ich nur mal loswerden. War lange nichts mehr über Stahl im Forum.

@Achim: bist Du in Eilendorf am Wochenende, und wann ist das genau?
 

Claymore

Mitglied
du hast recht Achim was den Einfluss der Kohlenstoffs auf die Härtetemperaturen bei Kohlenstoff Stählen oder niedrig legierten Stählen betrifft. Hier ist der Kohlenstoff von bedeutendem einfluss auf die Austenitisierungstemperaturen.

Günter hat meines erachtens durchaus recht, das bei legierten Stählen der Einfluss Des C's von geringerer Bedreutung ist.
Hier haben die z.t. vielfältigen Legeirungsbestandteile einen entscheidenderen Einfluss.
Bsp:
1.2436 <=> 1.2316/2319 hier steigt die Härtetemperatur trotz eines um den Faktor 3-5 niedrigeren Kohlenstoffgehaltes um bis nahezu 100°C an.
Den wesentlichen Einfluss auf die HT haben hier weniger der Kohlendtoff, sondern die Karbidbildenden Legierungsbestandteile Chrom und Molybdän, die eben Ihre Zeit und Temp brauchen um in lösung zu gehen.


gruß

Peter