Karbide vs. Schneidkantenstabilität (war einmal Teil von: Stahl von Frostsklingen)

pitter

Forumsbetreiber
Teammitglied
Original geschrieben von roman
ja dann denke ich mal spricht man auch nicht mehr von Handmessern deren Sinn es ist mit minimalem Aufwand ein Schnittgut zu trennen.

Roman, etz bleib mal locker. Gerade Du weisst, wie sehr es auf die Anwendung ankommt. Wenn ich ein Messer fuer feine Arbeiten brauche und das Messer auf den Einsatz genau abstimmen und darauf beschränken kann, kann ich sicher ein Messer mit ultrafeiner Schneidkante nehmen. Da liegt dann auch der Abziehriemen griffbereit.
Wenn ich aber ein Messer brauche, das von Schnitzel schneiden ueber Stockchen schnitzen bis Milchtueten aufmachen einen 4 wöchigen Urlaub durchhalten und zwischendurch auch von den "die auf Keramiktellern schneiden" benutzt werden soll, dann pfeiff ich auf extreme Schärfe, weil die eh gleich weg ist, und will ein Messer, was 4 Wochen alles durchschneidet oder säbelt, egal, Hauptsache durch.
Ich sag nicht, dass man fuer letztes nen hochlegierten Stahl nehmen muss. Das geht auch in rostend. Alles eine Sache des Schliffs, die 1µ braucht man dafuer IMO nicht.

Gruesse
Pitter
 

roman

MF Ehrenmitglied
@pitter ich bin nunmal militanter Extremist :anbet: mit einem hang zum perfektionismus (1000%tig)und liebe es wie der guenter ein wenig das nachdenken zu fördern.
Und die Diskussion mit Guenter :super: ist mir besonders wichtig denn die bringt uns beide stets vorwärts.

Roman

:teuflisch
 

roman

MF Ehrenmitglied
@ guenter guck doch mal in den klemm rein (aber auch Kolberg und Knapp) die haben die Grundlagen für stumpfere Winkel auch drin.
Sieh Dir mal vorallem das Nomogramm bei Klemm an, dort sind alle relevanten Winkel zuordenbar zu Schneidfähigkeit und Schneidhaltigkeit von Messern.
:ahaa:
 

Moppekopp

Mitglied
Hi roman!


Was meintest du damit? Das nur Boride entstehen wenn Bor im Stahl enthalten ist?
Meines Erachtens entstehen bei Vorhandensein von Bor und Kohlenstoff im Stahl auch Borcarbide. Ich weiß nur nicht wie groß diese werden, und wie man deren Wachstum steuern kann.

Gruß Tobi
 

roman

MF Ehrenmitglied
@ Moppekopp
Richtig!

folgende konstllationen sind hier zu nennen FeB, Fe2B Boride
B4C und B6C und mischformen wie Fe23(C,B)6 Borkarbide.

Es gibt einige Anwendungen von Bor in Stählen die sich gerade eben auf die substituierende Wirkung von Bor auf Sonderkarbidbildner bezieht.
Technische anwendung findet Bor meines Wissens Heute hauptsächlich beim sog. Borieren. allersings ist das Verfahren nicht besonders Verbreitet und im vergleich etwa mit Nitrierverfahren. Die Ausbildung der Schichten war sehr interssant, es bilden sich Boride und Borkarbide abhängig von verschienen Prozessparametern und Schichtdicken. Diese waren jedoch allesamt sehr groß 30-100µm und das nur an der Oberfläche.
Es kann Sein das man heutzutage in Forschungseinrichtungen noch mehr herausgefunden hat über das Zulegieren von Bor nur d müsst ich mich erst mal schlau machen.
Persönlich favorisiere ich da eher den Weg den man mit den druckaufgestickten Stählen geht Cronidur oder X 15 Tn....
da hier ein entscheidender Vorteil in der Korrosionsbeständigkeit und der Ausbildung der Hartphasen (Nitride) IM Stahl vorlieg und das eben in einer Weise die für die Messeranwendung durchaus günstig ist.

Abgesehen davon heist es natürlich Kohlenstoffstahl Rulz
:lach2:
 

Moppekopp

Mitglied
Hi roman!

Danke für die Info!!!!

Also ist es besser Bor für Boridbeschichtungen, anstatt als Legierungsbestandteil zu verwenden, oder hab ich da was falsch verstanden.

Gruß Tobi

ps: Es geht wirklich nichts über Carbonstahl!
 

Guenter

MF Ehrenmitglied
Original geschrieben von roman
@ guenter guck doch mal in den klemm rein (aber auch Kolberg und Knapp) die haben die Grundlagen für stumpfere Winkel auch drin.
Sieh Dir mal vorallem das Nomogramm bei Klemm an, dort sind alle relevanten Winkel zuordenbar zu Schneidfähigkeit und Schneidhaltigkeit von Messern.
:ahaa:
Roman, mir geht es hier weniger um die lineare Ableitbarkeit von Schneidfähigkeit und Schneidhaltigkeit zu bestimmten Winkeln, die bei homogenen Stählen sicher gegeben ist, sondern um diesen nicht linearen und nicht vorbestimmbaren Effekt, der bei höher legierten Stählen besonders (praktisch ausschließlich)im Zugschnitt auftritt:
das Messer schneidet nach dem Schärfen mit vorhersagbar mehr oder weniger gutem Erfolg, verschlechtert sich eine Weile ebenfalls vorhersehbar, und verändert sich ab einem gewissen Punkt praktisch nicht mehr. Erst nach extrem langen Versuchsreihen tritt dann eine weitere Verschlechterung ein, die aber auch dann in fast keinem Verhältnis mehr zu der anfänglichen Veränderung steht.
Die stumpferen Winkel erwähnte ich nur, weil dort dieser Effekt früher eintritt.
 

roman

MF Ehrenmitglied
@ Moppekopp
Nur gut für beschichtungen so war das nicht gemeint. Ich hab nur zu wenig info über das was damit möglich ist(zur Zeit)ich wälz mal ein wenig meine Unterlagen vom MPI für Eisenforschung Düsseldorf.
Fakt ist nunmal das ich keine ausreichend härtbaren Legierungen die in nenenswerten Mengen Bor enthalten praktisch kenne, daher ist alles Theorie...
 

roman

MF Ehrenmitglied
@guenter
Hab ich jetzt nicht wirklich verstanden
sondern um diesen nicht linearen und nicht vorbestimmbaren Effekt, der bei höher legierten Stählen besonders (praktisch ausschließlich)im Zugschnitt auftritt:
Kannst Du mir das bitte genauer erklären was Du da meinst
Danke Roman
 

Guenter

MF Ehrenmitglied
Noch genauer als das?
das Messer schneidet nach dem Schärfen mit vorhersagbar mehr oder weniger gutem Erfolg, verschlechtert sich eine Weile ebenfalls vorhersehbar, und verändert sich ab einem gewissen Punkt praktisch nicht mehr. Erst nach extrem langen Versuchsreihen tritt dann eine weitere Verschlechterung ein, die aber auch dann in fast keinem Verhältnis mehr zu der anfänglichen Veränderung steht.
Also m.E. der Effekt, daß die (mehr oder weniger) feine Schneide sich normal, vorhersehbar und den (mehr oder weniger) vorhandenen feineren Karbiden entsprechend abnützt, bis die Stuktur in ihrer Geometrie entsprechend stark ist, um auch etwas größere Kabide festzuhalten. Sobald diese nicht mehr bei der Belastung ausbrechen, bestimmen sie die Standzeit der Schneide, da auch die weichere Matrix in unmittelbarer Nähe der Karbide nicht abgetragen werden kann (kein Schnittgut kann den unregelmäßigen Formen der Karbide direkt folgen).
Dieser Zustand tritt natürlich bei einer gröberen Geometrie schneller ein.
 

roman

MF Ehrenmitglied
Unabhängig ob jetzt Stumpf oder scharf ob zugschitt oder Druckschnitt, der Verschleisvorgang ist bei beiden Zuständen als auch beiden Schnittarten derselbe: Der Schartige Ausbruch.
Der unterschied ist von Zug zu Druckschnitt der das dieser Ausbruch im Zugschnitt entlang der Schneide verstzt wird und dadurch auch eine zusätzliche Belastungskomponente auf die Schneidkante in längsrichtung wirkt "Sägezahn Hakt ein"

Diese lässt sich auch für beide Schneidarten bereits seit Jahren durch Prüfvorrichtungen darstellen und wurde auch schon zigfach gemacht. Der Verschleißvorgang folg dabei einfach zu beschreibenden mathematischen Funktionen die durch eine parabolische Funktion darzustellen sind.
Irgendwelche Annomalien sind hier in den mir vorliegenden Untersuchungen nicht aufgetaucht, auch nicht wenn man besonders lange geschnitten hat.
Ob nun scharf oder bei dem stumpfheitsgrad den Du beschrieben hast, das ist egal das ist schon eine geklärte Angelegenheit.

Das Tragen der Schneide wenn man grobe (ATS 34) oder emens viele Karbide hat (CPM 440 V) fäng erst bei einem stabilen Verhältnis von Zahn und Zahnfleisch Karbide und Matix an und z.B. in diesem Fall schnell weit weg von dem was einigermassen scharf und damit Schneidfähig ist.
Warums dann doch noch Schneidet ist der Effekt des sich dynamisch verkleinernden Schneidwinkels bei höheren Ziehgeschwindigkeiten. Aber auch das ist vollständig geklärt.

Oder meintest Du was anderes und ich habe Dich jetzt falsch verstanden?
 

luftauge

Mitglied
Ableitung für Praxis möglich ?

@ Roman & Guenter :

Ich trau mich gar nicht recht, Euren Experten-Disput zu unterbrechen... :ack:
...hoffe aber, eine entfernte Zielrichtung zu erkennen:

Kann man / könnt Ihr
denn als Zwischenresultat auch mal praktische Kombinationen nennen, z.B.
- Stahlsorte X für (Verwendung)Messer Y mit günstigem Winkel Z - denn darum geht es doch, oder nicht ?

Vorraussetzungen:
- Wärmebehandlung ist vollständig und korrekt durchgeführt, alle Werte optimal
- der Anwender nutzt das Messer ausschliesslich für den angedachten Zweck
- das Messer ist nach jedem korrekten Nachschärfen quasi scharf wie neu
- keine störende Korrosion (nur für das Zwischenresultat)

Das war es schon, lasst Euch nicht weiter stören, es ist sehr interessant, nur leider hat nicht jeder Eure Quellen zur Verfügung, um die Hausaufgaben vorzubereiten... :rolleyes:

Gruß Andreas
 

Guenter

MF Ehrenmitglied
Du hast schon richtig verstanden.
Der Verschleißvorgang ist sicher derselbe, wenn auch beim tatsächlichen "Handschnitt" die zusätzliche Querbelastungskomponente gegenüber den eingespannt ausgeführten Schnitten hinzu kommt. Stärker beim Druckschnitt als beim Zugschnitt, da es einem Menschen nun mal leichter fällt, ein Messer ruhig in Schneidenrichtung durchzuziehen als ohne Wackeln und Verkanten durchzudrücken. Aber dies meinte ich hier nicht.
Der von mir erwähnte Effekt ist schon mehrfach in Testreihen, u.a. im blade forum, beschrieben worden. Er trat dort während vergleichender Testreihen weit vor erreichen des dort angesetzten Endes der Schneidfähigkeit bei Stählen mit größerem Karbidanteil auf (D2 z.B. und die "Vanadiummonster"). Da dort leider keine Aufnahmen der Schneiden in dem Zustand gemacht wurden, kann man über die "Dicke" der Schneide nur spekulieren. Wenn man den Testbeginn mit 5µ und das angesetzte Ende der Schneidfähigkeit mit 50µ annehmen würde, käme die Schneidfähikeit beim Einsetzen des Effekts ca. 25 bis 30µ gleich. Dies ist natürlich für einen feinen Schnitt bzw. einen Druckschnitt per Hand zu viel; ein Zugschnitt mit dieser Feinstsäge funktioniert aber noch recht gut.
Und Karbidgrößen von 30µ bedeuten ja auch bei weitem nicht Schneidkanten von 30µ, da die Karbide nicht rechteckig sind.
 

roman

MF Ehrenmitglied
Klasse Fragestellung,:super:

Ja das kann man und in meinem Buch ist das auch drin.
Das geht einfach darum als erstes festzustellen ob bei der Hauptverwendung

vornehmlich Zugschintt oder Druckschitt vorliegt.

Das Anwenderverhalten bekannt ist oder nicht also bewußter und unbewusster Gebrauch,

es sich tatsächlich um ein Handmesser oder ein Maschinenmesser handelt,

das Schnittgut bekannnt ist,

als auch die physikalischen Rahmenbedingungen klar sind,

dann kann man unter Berücksichtigung des Kundenwunsches die technisch richtige Wahl sehr genau treffen und den Winkel für einen eingegrenzten Bereich auch vordefinieren.

Und last not least die technisch richtigen Grundprinzipien der Wärmebehandlung bezogen auf eine Klinge machen

Das heist konkret das Du dann von einem Kunden gefragt wirst z.B. ein Schnitzmesser oder eine Machete technisch richtig bzgl. Stahl für die Anwendung auszusuchen. Dann kannst Du das damit!

Ich habe dies die 6 Schritte zur leistungsfähigen Schneide genannt.

Nun nochmal auf deine Frage zurück

Grob kann man folgendes sagen:

Hat man hauptsächlich einen Drückenden Schnitt vorlieden und möchte ich eine hohe Schnittqualität dauerhaft haben so sind die meist rostenden niedriglegierten stähle eindeutig vorne auch schlagende beanspruchung können diese deutlich besser ab.

Hat man hingegen vornehmlich ziehenden Schnitt vorliegen und brauche ich keine besondere Schnittqualität (z.B. Jagmesser)eignen sich eher höher legierte Werkstoffe mit einem selbstvertändlich nach oben sinnvoll begrenzten Anteil an ungelösten Karbiden in der Schneidkannte.(Sägewirkung)

Genaueres dann im Buch ich hoffe das hilft Dir soweit.
 
Zuletzt bearbeitet:

roman

MF Ehrenmitglied
@guenter
Nun das der Zugschnitt funktioniert sicher auch noch darunter recht gut Beispiel Steakmesser mit sägezahnung. Das was ich an leichtigkeit im Schnitt gegenüber einem scharfen Messer verliere steck ich halt an Arbeit durch hin und her bewegen wieder rein. Das ist nix neues.

Kurek und Knapp schon vor fast einem Jahrhundert rausgefunden das es diesen Effekt gibt.

Auf der basis ist man dann auch heute bei speziellen Industrieschnitten (Zugschnitt) z.B. von Schnellstahl auf Harmetallklingen umgestiegen mit dem Effekt einer drastischen Standzeiterhöhung z.B. beim schneiden stak verschleissender Werkstoffe wie Kohlefaser...
Auch hier wird der von dir beschriebene Effekt genutzt. Die schäfren und Schnittqualitäten sind jedoch jenseits von dem was der normale Messernutzer sich bei einem höherwertigen messer wünschen würde. Geschweige denn was die Wartungfreundlichkeit angeht (Nachschärfen) siehe Henkels Messer mit karbidbeschichtung.
Aber das ist ja nun wieder eine Geschmacksfrage...
 

Guenter

MF Ehrenmitglied
Der Vergleich einer Schneide mit Mikroausbrüchen und einer Säge bzw. einem Messer mit mehr oder weniger feinem Wellenschliff wird häufig gemacht, auch von mir. Ist aber eigentlich falsch.
Eine Schneide mit Mikroausbrüchen ist trotzdem an der vordersten Schneide, den „Zähnen“, am schärfsten. Die Ausbrüche sind breiter und tragen zunächst zum schneiden nichts bei. Wenn der aufgewendete Druck hoch genug und das Schnittgut weich genug ist, dringen die „Zähne“ in das Material ein und die Flanken zerreißen das Schnittgut. Ich spreche deshalb lieber von „zerteilen“, ein reines schneiden ist es sicher nicht.
Den gleichen Effekt habe ich bei einer Metallsäge mit nicht geschärften Zahnflanken und feinen Zahnungen.
Eine Holzsäge mit geschärften Zahnflanken nähert sich dem Steakmesser, bei der Japansäge ist es fast gleich. Die Spitzen sind scharf, dringen auch bei leichtem Druck in das Schnittgut ein, die scharfen Flanken schneiden ebenfalls.
Das andere Ende der Kette ist der Wellenschliff. Hier muß man sehen, für was er zunächst entwickelt wurde: für Brot- und Haushaltsmesser.
Beim Brot war es das Problem, dass ein harte Kruste sich schlecht mit einer glatten Schneide einschneiden ließ. Die Krust legt sich dank des weicheren Brotinneren auf einer langen Strecke an die Schneide an. Dem begegnet man dadurch, dass bei einem Wellenschliff nur noch spitzen in die Kruste eindringen müssen und die Schneide in den Wellen in einem günstigeren Schnittwinkel (Zugschnitt!) zur Kruste steht.
Der zweite Effekt entsteht beim gewöhnlichen Gebrauch in der Küche oder bei Tisch und ist der, welcher der Schneide mit Mikroausbrüchen in der Wirkungsweise total entgegengesetzt ist: Weiches Schnittgut wird häufig auf viel härteren Unterlagen geschnitten (bis hin zum Keramikteller). Die Spitzen des Wellenschliffs sind total stumpf, das Messer schneidet aber noch immer sehr gut, weil die Wellen zwischen den Zähnen scharf bleiben.
Ein solches Messer schneidet z.B. ein hartes Holz nicht mehr, obwohl die Wellentäler noch rasiermesserscharf sein können; die Schneide mit Mikroausbrüchen mag sich stumpf anfühlen, sie zertrennt aber immer noch das gleiche Stück Holz.