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Kohlenstoffdiffusiuon

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nether

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Kohlenstoffkonfusion [Diffusion]

Hallo,

Ich bin der gelegentliche Maschinenschlosser und freiberufliche "Zangenhalter" eines recht aktiven Mitglieds dieses Forums.

Aus gegebenen Anlass habe ich eine Frage zur Kohlenstoffdiffusion beim Feuerschweißen: bei einem Sanmai mit Zwischenlage (CK45-ST37-Feile-ST37-CK45) habe ich es beim Einfeilen eines Wellenmusters leider übertrieben und so den Baustahl in die Schneide gezogen (und damit - laut des oben erwähnten Mitglieds dieses Forums - das Messer ruiniert)
http://img152.imageshack.us/img152/276/pict1233sr3.jpg

Nachdem die Trennlage nicht recht dick ist (ca 2-3 Zehntel) sollte sich - nach meiner Theorie - der Kohlenstoffgehalt im Baustahl bereits merklich erhöht haben. Also habe ich ein Foto von der Schweißung gemacht:
http://img340.imageshack.us/img340/8467/pict1246tr8.jpg

Beim Betrachten drängen sich mir allerdings einige Fragen auf:
  • warum wird die Feile dunkler, wenn sie doch eigentlich Kohlenstoff durch Diffusion verlieren sollte (wodurch sie eigentlich heller werden sollte!?). Beim CK45 ist das - schwach aber doch - erkennbar.
  • warum erkennt man in der Baustahllage keinen Farbverlauf? Zumindest in der Mitte der Lage sollte doch noch kaum C eindiffundiert sein.
  • warum kann ein Baustahl-Feilen-Damast überhaupt Kontrast haben, wenn sich doch der C-Gehalt mit der Zeit in beiden Stählen angleicht (eine reine C-Stahl Feile vorausgesetzt).

Zeichnet möglicherweise ein anderes Legierungselement im ST37 so hell? Baustahl ist ja nicht so für besondere Reinheit bekannt und könnte Reste von allem Möglichen enthalten.

mit freundlichen Grüßen
NetHer
 
AW: Kohlenstoffkonfusion

Bei Dreilagenschweißungen kommt es wegen der kurzen Zeit auf Hitze und den doch recht weiten Diffusionswegen nicht zu einem C-Ausgleich-sonst könnte man die Technik ja auch vergessen.
Eine gewisse Diffusion gibt es aber schon und man kann die Einflußzonen meist recht gut sehen. Bei mir tritt oft zwischen der Schneidlage und dem Mantel eine besonders dunkle Zone auf, die also deutlich dunkler ist als die Schneidlage. Ich erkläre mir das so, daß in die dünne Mantelschicht C eindiffundiert ist, der zusammen mit Legierungselementen des Mantels eben zu dieser dunklen Färbung führt.
Bei Dreilagenklingen beeinflusst auch der noch unterschiedliche C-Gehalt das Muster, bei Damast aus Feile-Baustahl kommt es für die Musterbildung auf die sonstigen Legierungselemente an. Baustahl wird meist mit relativ viel Mangan hergestellt, um trotz des niedrigen C-Gehalts eine gewisse Festigkeit garantieren zu können. Kombiniert mit einer guten Feile, die wenig Mangan hat, genügt der kleine Unterschied schon, um ein gutes Muster zu erzielen. Gute Feilenstähle haben oft auch noch ein Spritzerchen Chrom und da wird die Zeichnung noch deutlicher. Zu der Kombination Feile x Baustahl für Damast rate ich eigentlich eher nicht. Sie ist nicht mal so ganz einfach und das Ergebnis ist auch nicht das beste.
Das Musterbild auf Deiner Klinge kann ich aus der Entfernung nicht deuten. Versuch aber doch mal, ob die Stellen, an denen Mantelmaterial in die Schneide geraten ist, nicht doch schon hart genug sind.
MfG U. Gerfin
 
AW: Kohlenstoffkonfusion

Nachdem ich das anfangs erwähnte Mitglied bin werde ich auch mal meinen Senf dazugeben. Vorweg einmal: Nether ich hab dir doch gesagt das Ding ist hin. Baustahl hat in der Schneide nix zu suchen. Morgen machen wir ein neues Messer. (Und jetzt geh gefälligst wieder meinen Federhammer reparieren :teuflisch )

Jetzt aber Spass beiseite. Wir werden das Messer einfach härten und schauen wie hart die betroffenen Stellen werden. Was verwunderlich ist, ist die Tatsache, dass eben nicht die weiche Zwischenschicht im aufgekohlten Bereich dunkel geworden ist, sondern eindeutig die Feile im abgekohlten. Die Verwendeten Stahlsorten Feile (Dick Feile) und St37 liegen ja ansich legierungstechnisch nahe beisammen. Nur Kohlenstoffgehalt und Reinheit unterscheiden sie deutlich. Laut Metallograf liegt der Mangangehalt von 1.0037 und 1.2002 /1.2008 nur sehr geringfügig auseinander. Ein Spritzer Chrom ist in der Feile vorhanden aber das sollte ja eigentlich dazu führen, dass die Feile heller zeichnet, was sie aber nicht tut.
Wissen ob die Diffusion ausreichend war, werden wir ohnehin erst wenn das Messer gehärtet ist. Ich werde vom Ergebnis berichten.

mfg Ulrik
 
AW: Kohlenstoffkonfusion

:eek: das ist ja ein dicker Hund!

Da will man mal eben eine 2. oder 3. Meinung einholen und dann DAS. Das
Internet ist auch nicht mehr das was es mal war...
Ja, ich geb's zu! ich bin der, dem in den YouTube-Filmchens immer was aus der Hand fällt.

Zum Messermaterial bzw. der verbrauchten Feile brauche ich offensichtlich nichts mehr genaueres sagen.
Mich hat eben folgendes gewundert: Die Schicht in der sich der C-Gehalt durch Diffusion sichtbar verringert hat ist sowohl bei dem CK45 als auch bei der Feile recht ähnlich breit - ein schwaches Zehntel schätze ich (das passt auch recht gut zu den ca. 5 Minuten die wir das Paket auf Temperatur hatten).
Aber in der doch deutlich mehr als das Doppelte diese Diffusionsstrecke breiten ST37-Schicht ist gar nichts davon zu sehen.

@ulrik
Was hast du denn jetzt schon wieder kaputt gemacht? :staun:
 
AW: Kohlenstoffkonfusion [Diffusion]

Hallo!

Wenns euch bei der Arbeit hilft bring ich euch ein Flaschl Nußschnaps vorbei. Dafür würde ich auch die weite Reise ins wilde Waldviertel auf mich nehmen.

MfG

Schurl
 
AW: Kohlenstoffkonfusion [Diffusion]

@ Armin II: Da hat aber jemand seine Hausaufgaben gemacht :D:steirer:

@ stg2000: Bei der Arbeit helfen kannst du sicher. Aber nicht mit Nussschnaps, den haben wir selbst. Ein zweiter Zangenhalter wäre natürlich was schönes....
Mal im Ernst kurze Info per Mail genügt, falls dich mal das Schmiedefieber packt.

mfg Ulrik
 
AW: Kohlenstoffkonfusion [Diffusion]

jetzt ist es amtlich: Das Messer ist hin :mad:

Die Schneide ist zwar auf ganzer Länge hart geworden, dafür hat sich die Klinge grausam verwunden und verzogen. (an manchen Stellen bis zu 0.5 mm!)

Ich denke wir werden es für (garantiert nicht zerstörtungsfreie :teuflisch) Materialtests heranziehen.

grüße NetHer
 
Hallo

Ich weiß ja nicht, ob ich das richtig verstanden habe, aber soweit ich weiß gleicht sich beim Damastschmieden der Kohlenstoffgehalt beider Damastkomponenten durch die Kohlenstoffdiffusion aus.
Das heißt die beiden Stahlsorten haben nach dem Härten etwa die gleiche Härte, fast wie bei einem Monostahl.
Welchen Sinn macht es denn dann überhaupt -mal abgesehen vom Muster- Dasmast zu schmieden?
Kann sein, das dass schon diskutiert worden ist, hab ich aber nirgends gefunden.

Viele Grüße
 
Der kleine Denkfehler besteht vielleicht darin, dass durch die Kohlenstoffdiffusion vielleicht die C-Gehalte der beteiligten Stähle angeglichen werden, nicht zwingend aber die Härte. Das wäre nur der Fall, wenn die Ausgangsstähle auch bei den anderen Legierungselementen identische Anteile hätten, wie z.B. reine C-Stähle (welche ansonsten unlegiert wären). Denn die anderen Legierungselemente, die für die verschiedenen Ätz-"farben" sorgen, sorgen eben auch für verschiedene Härte-, Zähigkeits- und anderen Festigkeitswerte.

-ZiLi-
 
Last edited:
Stimmt, die anderen Legierungselemente beeinflussen die mechanischen Eigenschaften auch.:ahaa:
Warum diffundiert eigentlich nur der Kohlenstoff und nicht auch die anderen Legierungselemente?
 
Die Diffundieren genauso. Aber eben sehr viel langsamer, weil sie sehr viel schwerer sind (Atommasse) und/oder fest im Gitter eingebaut sind.
 
Diffusionsgeschwindigkeit ist vor allem eine Frage der Grösse der beteiligten Atome und damit natürlich auch an ihre Atommasse geknüpft. Kohlenstoff z.B. ist so klein, dass er sich beim Austenit in den Zwischenräumen der Eisenatome aufhalten und von einem Zwischenraum zum anderen relativ leicht hüpfen kann. Er ist also quasi im Kristallgitter gelöst. Andere Legierungsbestandteile sind direkt am Gitter beteiligt und können nur ihre Lage nur über eine Lücke (Fehlstelle) im Gitter wechseln, was wesentlich mehr Energie erfordert.

Gruß

Mythbuster
 
Jetzt mal ganz blöd gefragt :) :

Wenn es sich nur um nen halben mm verzogen hat, kann mans doch 1. nochmal machen und richten, oder 2. bleibt doch eh vorm härten n bisschen was stehen und nach dem schleifen bleibt höchstens n kleiner optischer Fehler aber die Schneide is 100% gerade. Oder hab ich das was falsch verstanden?
 
@M.Schmid
Ich denk er meint 0,5cm also 5mm...

Man(n) könnt das Ding aber trotzdem gerade rücken, Normalisieren und frisch härten - wär schade drum.

Versucht das nächste Mal doch den Verzug gleich nach dem Abschrecken zu richten - hmm ok, kann halt dann auch schnell mal "klack" machen... :glgl:

Gruß
Simon
 
Um das mal kurz aufzuklären. Die Klinge war in der Tat etwa 0,5 cm verzogen. Was Nether mit 0,5mm gemeint hat war die Schneide. Diese hat sich gewellt und zwar eindeutig zu stark, als das man da noch durch Richten etwas erreicht hätte.

mfg Ulrik
 
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