Harte Schneidlage durch weiche Aussenlage(n) wirklich biegsamer?

Ich fürchte, das wird nicht weiterführen.
Rapatz und Co. sind keine Tabellenbücher, aus denen man Werte ablesen kann, sondern wissenschaftlich grundlegende Werke, mit deren Hilfe man Fragen stellen und im Grundsatz richtig beantworten kann.
Zu den gestellten Fragen: Die Festigkeitswerte im Zugversuch lassen sich mit den Härtewerten nur im unteren Bereich in eine gewisse Relation bringen, etwa indem man die Brinell-Werte mit 0,35 multiplizierte, um angenäherte Festigkeitswerte zu erhalten. Die Brinell-Prüfung arbeitet durch den Eindruck einer Kugel-früher Stahl, jetzt wohl auch Hartmetall- und führt bis etwa 430 HB = 44 HRC zu zuverlässig vergleichbaren Ergebnissen.
Das Umrechnen von Zugfestigkeit in Härte in höheren Bereichen hat man wegen der streuenden Ergebnisse des Zugversuchs aufgegeben.
Um ungefähre Vorstellungen zu gewinnen: Beim Ziehen feinster Stahldrähte, etwa für Klaviersaiten kann man, wenn alles zusammenpaßt, auf Extremwerte von 4000 N/mm 2 kommen.
Die Stauchfestigkeit gehärteten Stahls läßt sich aus der Bewährung in der Praxis bei Stauchmatrizen, Lochstempeln o. ä. einigermaßen festlegen. Sie liegt bei ca 3000 N/mm 2.
Wenn man die extremen und sonst nie erreichbaren Werte beim Drahtziehen unberücksichtigt läßt, kann man sagen, daß Druck- und Zugfestigkeit von Stahl sich wenig geben.
Für das Brechen einer Messerklinge spielt das primär auch keine Rolle: Ob die konkave Seite unter dem Druck nachgibt und die konvexe dadurch unter zu starken Zug gerät und zerreißt oder ob das Versagen auf der gedehnten Seite vorauseilt, ist ziemlich gleichgültig.
Entscheidend für das Bruchbiegeverhalten ist die Überlastung des Materials und die ist davon abhängig, auf welche Weise das Material beansprucht wird. Das wiederum hängt davon ab, wo es im Probestück liegt. Liegt es in der Mitte und ist selbst dünn, kann es ohne Ende gebogen werden, liegt es außen, wird es schnell überlastet und reißt oder bricht.
Die praktische Erfahrung mit Schwertern widerspricht dem nur scheinbar.
Es gab hochwertige Schwerter mit harter Außenschicht und weichem Kern. Der Grund ist auch gar nicht zu übersehen: Hätte man etwa Schwerter mit weichen Schneiden machen sollen ?-Das hätte aus vielen Gründen-u.a. Kerbwirkung- nicht funktioniert. Die Schneiden mußten also schon mal hart sein, wenn die Klingen was taugen sollten.
Bei der Betrachtung der Nydam-Schwerter, bei denen es mehrere Grundprinzipien im Aufbau gibt-weicher Damastkern mit aufgesohlter Schneidleiste, weicher Kern mit aufgelegtem Damastfurnier und aufgesohlter Schneidleiste und durchgehender Schneidenkern mit weichem Mantel, grinste Jean Tritz hämisch und meinte "Die beiden ersten Sorten sind wie der Ferrari für den größten Zuhälter und die Sorte Nummer drei ist für die wirklichen Krieger".
Von der Logik hat er nicht so unrecht gehabt.
MfG U. Gerfin
 
Hallo,

eigentlich ist das ja genau das Prinzip des Compound-Bogens oder anderer Verbundmaterialien, der ja Zugspannung und Stauchung gut aushalten muss.

Beim bewehrten Beton, glasfaserverstärktem Kunstfolff , Carbon-Material hat man ja meines Wissens auch das gleiche Prinzip.

Glasrümpfe bei Schiffen oder Diamantkarosserien in der Formel 1 haben sich ja noch nicht durchgesetzt ;-)

Gruß
Thomas
 
Harte Schneidlage durch weiche Außenlage(n) wirklich biegsamer?

....eigentlich ist das ja genau das Prinzip des Compound-Bogens oder anderer Verbundmaterialien.....
Compound-Bögen sind jene mit den Rollen ("Flaschenzug"-System); vermutlich meinst Du Composite-Material?

Gruß

sanjuro
 
Beim bewehrten Beton, glasfaserverstärktem Kunstfolff , Carbon-Material hat man ja meines Wissens auch das gleiche Prinzip.

Hallo.

Nein.
Bei Deinen Beispielen hast Du Materialien, die gut Druck aufnehmen können aber eben keinen (oder nur wenig) Zug. Daher packt man was Zugfestes rein und gut ist.

Ich denke, dass herbert das Ganze eigentlich schon auf den Punkt gebracht hat.

Der harte Stahl läßt sich mit abnehmender Dicke immer besser biegen. Liegt daran das der Abstand der Zug- und Druckzone zur neutralen Zone immer kleiner wird. Damit mag man dann aber nicht mehr schneiden.
Also packt man links und rechts was dran, dass der dünnen Wabbelklinge eben erstens sowas wie eine Führung bietet und zweitens mit Verformungen besser klar kommt.

Ein 10mm dickes Stück Baustahl bekommt man auf 90° verbogen ohne dass es bricht. Eine Rasierklinge auch.
Wenn die nun im Baustahl steckt passiert ihr nichts.
Eine 10mm dicke Rasierklinge alleine würde brechen und der pure Baustahl schneidet nicht.
Immer von allem das Beste:D

Gruß
chamenos
 
Hallo, hier noch ein paar praktische Erfahrungswerte:

Ich habe mir dieselbe Grundfrage mit dem Dreilagenaufbau gestellt und somit ausprobiert.
Ich habe als Schneidlage 1.2210 und als Außenlagen 1.2764(X19NiCrMo4) genommen. Die Schneidlage war 1,5 mm dick und die Deckschichten jeweils auch 1,5 mm. Die Schweißung war sauber(ich konnte im angeätzten Zustand keine Schweißfehler oder Einschlüsse erkennen und die Klinge ließ sich mit einem 50 kg Federhammer einwandfrei hochkant schmieden).
Ich härtete und ließ die Klinge auf 60 HRC an(nachgemessen).
Bei dem folgenden Biegeversuch konnte ich die Klinge ca. 90° stark biegen, ohne dass die Mittelschicht brach oder erkennbare Risse aufwies- allerdings hatte sich das Probestück um ca. 50° verformt. Gebrochen ist es unter enormer Belastung bei etwas über 90°, so ca. 100°. Dazu muss ich erwähnen, dass ich das Stück mit den Abmessungen 10x2,5 cm einseitig im Schraubstock eingespannt und mit einer einen halben Meter langen Wasserpumpenzange gebogen habe. Ich musste mich mit meiner ganzen Kraft dagegenstemmen - und ich bin nicht gerade der Schwächste(1,85m groß, 85kg schwer und Bodybuilder). Unmittelbar an der Bruchstelle haben sich die Lagen auf der zugbelasteten Seite getrennt. Der Riss an der Trennung hatte sich ca. 10mm in beide Richtungen von der Bruchstelle weg ausgebreitet.

Meine Erklärung:
Solange die Schweißnähte halten kann die Mittellage nicht brechen, da sich für einen Bruch der Mittelschicht die Außen- und die Schneidlage gegeneinander verschieben müssten.

Natürlich lasse ich mich gerne eines Besseren belehren.

Gruß Martin
 
Hier (2. googletreffer für "Biegespannung":

http://www.fbm.fh-aalen.de/Profumit/Fachinhalte/lernhypertext/festigkeitslehreI/biegespannung/biegespannung.html


steht eigentlich das wesentliche drin (hier im Thread auch, aber mancher versteht Grafiken besser als Text).

Angenommen, man spannt eine Messerklinge waagerecht ein und hängt ein Gewicht an die Spitze. Die Klinge verbiegt sich nach unten.
Auf der Oberseite die größte Zugspannung, auf der Unterseite die größte Druckspannung. In der Mitte (neutrale Faser, unendlich dünn) ist die Klinge spannungsfrei.

Auß diesem Grund sehen Doppel-T-Träger auch so aus, wie sie aussehen: viel Material oben und unten, wo es benötigt wird und wenig in der Mitte, wo es nichts nutzt.


Bei Stählen gibt es mehrere Werkstoffparameter, die hie eine Rolle spielen:
Die Streckgrenze - ab hier gibt es dauerhafte Verformung
die Zugfestigkeit - ab hier reißt das Material
die Bruchdehnung - das Verhältnis der beiden obigen Werte zueinander.
Dann gibt es noch die Härte.

Stähle mit einer höheren Härte (Schneidlage) haben oft eine recht geringe Bruchdehnung.
Weichere Stähle (Außenlagen) sind eher duktil, sie lassen sich relativ weit verbiegen ohne zu brechen.
 
''Auß diesem Grund sehen Doppel-T-Träger auch so aus, wie sie aussehen: viel Material oben und unten, wo es benötigt wird und wenig in der Mitte, wo es nichts nutzt.''

Vom Querschnitt des Trägers aus betrachtet:
Naja, in der Mitte (Senkrechte des Doppel-T-Trägers) ist nicht weniger Material, als an den waagerechten ''Auflageflächen'' es ist nur entsprechend der Belastung geometrisch optimal angeordnet, eben senkrecht. Zudem würde ich nicht davon ausgehen, dass dort viel Material nichts nutzen würde, der Träger würde in der Senkrechten auslenken (knicken) wenn das Material an dieser Stelle unproportional dünner wäre. -meine Meinung ;)

Beste Grüße
 
Zudem würde ich nicht davon ausgehen, dass dort viel Material nichts nutzen würde, der Träger würde in der Senkrechten auslenken (knicken) wenn das Material an dieser Stelle unproportional dünner wäre. -meine Meinung

Moin.

Deine "Meinung" in allen Ehren. Theoretisch muss da in der Mitte fast gar nichts sein. Da kannst Du auch gerne reichlich Löcher reinbohren ohne dass was passiert.

Machst Du des Träger in der Mitte dicker (oder gar massiv) dann hat er schon eine nette Durchbiegung aufgrund seines Eigengewichtes. Und er wird richtig schön teuer:D

Und wir reden hier von reinen Biegespannungen und nicht vom Ausknicken. Das ist dann wieder eine andere Baustelle.

Das Doppel-T-Träger-Modell hilft aber auch nicht wirklich. Wir wollen ja nicht in einem statischen System Lasten möglichst ökonomich ableiten, sondern eine "spröde" Schneidlage vor dem Brechen bewahren.

Habe ich aber alles schon weiter oben geschrieben.

Gruß
chamenos
 
Hallo,

angeregt durch den thread 'Materialstärken bei Lagenklingen' hat sich folgende Frage bei mir aufgedrängt:

Wie dick müssen die Lagen im Vergleich zum Kern sein, damit ein wirklicher Vorteil gegenüber einer gut und differentiell wärmebhandlten Monostahlklinge entsteht?

Was ich so gesehen habe wird beim Ausgangsmaterial üblicherweise dreimal die gleiche Dicke gewählt, also doppelt soviel weiches Material wie hartes. Der harte Kohlenstoffstahl ist aber zäher und belibt am schluss etwas dicker. D.h. wenn ich beim Ausgangsmaterial drei gleich Dicke Stücke nehme (z.B. 5mm) bleibt mir bei einer 3mm dicken Klinge eine Mittellage von etwa 1.2 oder 1.3mm. Daher sind die Flanken noch je etwa 0.85 mm dick, die erst noch durch das Anbringen einer einigermassen hochgezogenen Phase ziemlich reduziert werden. Da frage ich mich eben ob sich der Aufwand der Feuerschweissung überhaupt lohnt oder ob einer gut wärmebhandelte Monostahlklinge nicht fast ebenso flexibel ist? Müsste man ev. mit dickeren Aussenlagen beginnen, damit am Schluss die Lagen auch gleich dick sind?

Wäre schön wenn Ihr Eure Erfahrungen mit Dreilagenklingen hier einfliessen lasst :)

Und ja, ich habe die Suchfunktion bemüht und möglichst alles über Dreilagenklingen gelesen aber zu dieser Frage keine genaue Antwort erhalten...

Gruss,
gian-luca
 
Das mit dem Rechnen kann man knicken,ist genauso wie Anzahl von Damastlagen,dazu müsstest du gezielt verformen und das möchte ich sehen,mit Hammerschlägen wird das in den meisten Fällen nicht funktionieren.
Es kommt ja auch darauf an wie man das Ausgangsmaterial von den Abmessungen her wählt,wie deren Warmverformeigenschaften sind und wieweit man das Material recken will oder muß.
Wie ich die Klinge dann auf Verformung äußert hängt auch vom Material ab ob ich Zähhartes oder Weiches verwende.
 
Hallo Urgestein,

bei gleichbleibender Materialkombination und etwa ähnlichen Dimensionen vom Ausgangspaket kann durchaus die dicke der Lagen in etwa angepeilt und eingestellt werden, dünkt mich.
Und das oben war ja nur ein Beispiel aus der Praxis, aber meine Frage ob weniger als 2/3 Flankenmaterial bei der fertigen Klinge überhaupt noch Sinn machen hat mir bisher niemand beantworten können...

Gruss,
gianni
 
...........dazu müsstest du gezielt verformen und das möchte ich sehen,mit Hammerschlägen wird das in den meisten Fällen nicht funktionieren.

Es gibt in einigen Kulturen geschmiedete Dreilagenklingen und sogar komplexere Aufbauten, scheinbar haben Schmiede damit keine Probleme.
Es funktioniert und ist machbar.

Es kommt ja auch darauf an wie man das Ausgangsmaterial von den Abmessungen her wählt,wie deren Warmverformeigenschaften sind und wieweit man das Material recken will oder muß.
Wie ich die Klinge dann auf Verformung äußert hängt auch vom Material ab ob ich Zähhartes oder Weiches verwende.

Nach ca. 2-3 Versuchen kennt man das Verhalten der jeweiligen Legierungen und hat damit ausreichend Erfahrung um solche und ähnliche Klingen gezielt aufzubauen, der Rest macht die Übung mit dem Schmiedehammer.

Gruß aus der Schmiede,
Peter
 
Hallo Peter,

schön, dass ein erfahrener Profi das so sieht, dann werde ich nämlich nicht aufhören zu üben :p

Und zur anderen Frage? Wie dick sollten die Flanken sein damit sie noch was bringen, kannst du dazu was sagen?

Gruss,
gianni
 
Hallo Peter,

schön, dass ein erfahrener Profi das so sieht, dann werde ich nämlich nicht aufhören zu üben :p

Und zur anderen Frage? Wie dick sollten die Flanken sein damit sie noch was bringen, kannst du dazu was sagen?

Gruss,
gianni

Hallo Gianni,
kann ich so nicht pauschal sagen.
Die Qualität hängt auch sehr stark von der Geometrie und Wärmebehandlung ab.
Selbst bei Monostahlklingen habe ich selten einen Klingenbruch erlebt, wenn die Geometrie und Wärmebehandlung passen.
Um die Grenzen auszutesten und Vergleiche zu ziehen, muss man schon eigene Klingen zerstören.
Es werden auch Versuche in Instituten für Materialforschung durchgeführt.
Habe ich früher oft gemacht und festgestellt, dass bei normaler Anwendung solche Kräfte nicht auftreten können.
Man kann über die Wärmebehandlung von un- und niedriglegierten Stählen eine mehr als ausreichend hohe Qualität erzielen.
Den Vorteil von Klingenflanken sehe ich mehr in der Rostträgheit und Pflege.
Es sind Schneidwerkzeuge und keine Brechstangen.
Bei tiefen Minustemperaturen (Skandinavien) macht es schon mehr Sinn.

Achim Wirtz macht sehr interessante Wärmebehandlungskurse in der "Mies van der Rohe-Schule" in Aachen.
Er führt dort Biegeversuche mit verschiedenen Stählen nach verschiedenen Wärmebehandlungen durch um solche Kräfte zu demonstrieren.
Kannst Achim (AchimW) einfach mal kontaktieren.
Ansonsten mach einfach ein paar Biegeversuche mit Monostahl und 3-Lagenklingen.
Bei geeigneter Legierung und guter Wärmebehandlung wirst Du merken, dass die benötigten Kräfte enorm sind.

Gruß aus der Schmiede,
Peter
 
Hallo Peter,

Danke für Deine klaren Ausführungen!

Ich hatte auch den Eindruck, dass die Dreilagerei bei 'normalen' Messern vor allem bei rostträgen Flanken Vorteile bringt.

Ich bin Teilzeitschmied und finde nicht so leicht die Zeit um aufwendige Tests druchzuführen, aber ein paar Stücke werde sicher noch biegen&brechen :p

Beste Grüsse,
gianni
 
Nach 15,30 Uhr mußte ich es ausprobieren mit meiner 5 min,Gasesse, habe ein Stück Ackerwagenradreifen warm zum U geformt,Länge ca.16-17 cm und ca.5,7 cm Breit,6 mm Stark und etwas Überstand für den Erl,dann habe ich Kugellagerstahl eingelegt was Keilförmig zum Rücken ist,9 mm x 35 mm auslaufend auf 3 mm.

Nach dem schweißen,ausschmieden und recken auf eine Schneidenlänge von 21 cm , 5,8 cm Breite und ca.4mm Stärke. Nach dem abschneiden des Schneidenstahlüberstandes,war der weiche Stahl nur noch ca 1,5 mm und der Schneidenstahl gute 3mm noch Stark womit ich nicht gerechnet habe weil die warmzähen Damastumhüllungen sich ja natürlich anders verhalten haben.
aber das bestätigte was ich mit berechnen der Lagenstärke vorher und hinterher meinte,beim nächsten mal ist es vermutlich unter dem Federhammer ganz anders.
Da der Schneidenstahl fast 1cm überstand hatte und er sich auf der ein Seite etwas umgelegt hat, waren um die 3mm nicht verschweißt,aber beim ausdünnen mit der Schruppscheibe war nach 5 mm nichts mehr zu sehen.
der Überstand vom Radreifen für den Erl hatte ich mit umgebogen und habe 3 Hitzen gebraucht um ihn zu verschweißen aber nur deshalb weil ich es mit der selben Kaltschweißhitze versucht habe wie beim Damast ohne Weicheisen.Die Spitze des Erls war auch noch nicht Richtig verschweißt,aber auch wenn es sowieso noch gekürzt wird,habe ich es ohne Probleme mit höherer Hitze gut verschweißen können.
17,15 Uhr hatte ich die Klinge Eben geschliffen und hat weil ich an Schmiedehaut einfach nicht rann komm,jetzt eine Rückenstärke von 3mm und zum Härten an der Schneide noch 1,5 mm.
Sollte eigentlich eine Art Santokuform bekommen,habe sie aber vorne gerade wie die japanischen Gemüsemesser gelassen, um daran noch Brechproben nach dem Härten machen zu können.
Jetzt liegt sie im Kaffe um zu sehen wo und wie der Kontrast und die Lage des Schneidenstahls ist.

Gruß Maik
 
So,hatte jetzt die Klinge über Nacht in einer Alte aber funktionierenden Kaffesuppe aber wie ich schon geahnt hatte ist die Deckschicht Dunkelgrau geworden aber das Kugellager bis Jetzt noch ziemlich Hell ?,das bin ich nicht gewohnt vom Kugel oder Feilenstahl ?.Jetzt ist sie erst mal in der Schwefelsäure.
Leider weis ich nicht wie Dick die Deckschicht ist,aber es ist ein gutes Verhältnis noch zwischen den beiden Stählen,es zeichnet sich eine schöne wilde "Härtelinie" ab,mal sehen in welchem Bereich sie zur Ruhe kommt.Wenn sie bis auf die Hälfte kommen sollte,kann ich wenigstens in diesem Bereich einen Hohlschliff fürs Stahlseilhacken machen.

Gruß Maik
 
Na wer sagt's den,Schwefelsäure hat es geändert,weis nur noch nicht ob der Kugellagerstahl schon durchschimmert oder es Diffusion ist ?,sieht irgendwie nach groben Damast aus.

Gruß Maik
 
Alte Radreifen haben oft eine lange und wechselvolle Geschichte hinter sich.
Ich hatte schon Dachanker aus Häusern aus dem 18. Jhdt, die zuvor schon als Radreifen gedient hatten. Vermutlich stammten sie also noch aus der "Vorpuddelstahlzeit".
Sie zeigten nach dem Feinschliff und leichtem Anätzen höchst merkwürdige Strukturen. Teilweise wirkte der Stahl wie ein etwas unsauberer wilder Damast, teilweise waren auch Reihen silberner Pünktchen zu sehen -das könnten mit Phosphor angereicherte Stellen gewesen sein.
Ähnlich wird es mit Maiks Stahl bestellt sein. Das Muster ist sicher im Außenstahl selbst enthalten.
Übergangszonen zum Kernstahl zeigen allerdings oft eine eigene Struktur und Färbung, meist noch dunkler als der Kernstahl.
Ein Bild wäre mal ganz interessant.

Freundliche Grüße

U. Gerfin
 
Hallo Ulrich

Konnte jetzt den Kontrast vorne sehen,die Außenlagen sind sehr Dünn geworden und da mehr auf der Linken Seite noch drauf zu sein,werde ich es wohl für einen Rechtshänder schleifen.
Ich könnte ja jetzt in Wasser härten um Rissbildung zu provozieren und zu sehen ob das noch oder in wieweit es zusammen hält,aber dann noch Stahlseil hacken ?.
Beim Nächsten mal muß ich entweder den Kern dünner wählen oder die Dicken Radreifen vor holen.
Aber eins werde ich nicht machen und von dem Zeug im Damastbogen 3 verwenden,auch wenn das Zeug Hellgrau wird aber der würde gebogen bleiben.
Was das für Stahl ist ? jedenfalls die Zusammensetzung bekomme ich noch raus,zuletzt war dieser Dünne Ring als schleppe benutzt worden.

Gruß Maik
 
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