Wie sehen Karbide aus, Himmel nochmal??

exilant

Mitglied
Also soweit ist es klar, Karbide sind Kohlensoff-Metall Verbindungen.

Da spricht man über feine Karbide und große Karbide und Wolfram wär ein besonderer Karbidbildner, aber wie sehen die aus?

Sind die nun alle gleich groß oder nicht? Sind Karbide immer nur Kohlensoff in Verbindung mit einem Metall oder gibt es das auch mit zwei oder mehr Metallen? Wenn ja, ist das auf bestimmte Metalle beschränkt oder können alle Metalle durcheinander gemischt Karbide bilden?

Was kann man über den Daumen gepeilt sagen über die Menge an Karbiden im Verhältnis zum angegebenen Kohlenstoff? Ich meine, wenn man sagt, ein C- 0,8%-iger Stahl sei quasi gesättigt mit Eisenkarbiden, heißt das, wenn ein 1%-iger Stahl vorliegt, wird nur 0,2% zur sonstigen Karbidbildung genommen? Gibt´s da Faustregeln?

Einige addieren die Legierungsbestandteile und sagen dann, der hat weniger drin istt also feiner. Andere sagen, 1.2379 ist sehr grob, gröber als z. B. AS34. Addiere da mal..

?
 

zorro_43

Mitglied
Hi,
ich kann da auch nur einen kleinen Teil beantworten.

Bei eutektischem Stahl (ca. 0,8% C) hast du auch keine Eisen-Karbide.
Der Kohlenstoff ist im Eisen gelöst.
Erst bei grösserem C-Anteil scheiden sich dann Karbide aus.
Das kannst du die Vorstellen wie die Fettaugen auf der Suppe.
Wenn der Stahl warm ist ist der ganze Kohlenstoff gelöst.
Beim abkühlen wird dann der überschüssige C ausgeschieden.
Zunächst bilden sich da die Fe-Karbide.
Wenn der C-Anteil noch weit höher liegt wird entstehen auch reine C-Ausscheidungen. Das ist dann das Graphit im Gusseisen.

Also stimmt dein Beispiel fast.
Bei einem 1% C-Stahl bleiben ca 0,8%C gelöst und 0,2%C bilden Fe-Karbide.

Bei mehr Legierungsbestandteilen wirds kompliziert, weil da auch wechselwirkungen auftreten.

Zorro
 

Camig

Mitglied
Kann auch nur aus zweiter Hand antworten aber trotzdem:

Claymore hat es mir mal so erklärt:
-Karbide sind sehr kleine sehr harte "Bröckchen" in einem ansonsten feinen homogenen Gefüge ("Kiesel in einer Waschbetonplatte")

Roman vergleicht es mit "Zähnen im Zahnfleisch", oder Nüsse in der Voll-Nuß-Schokolade.

Karbide sind normalerweise mikroskopisch klein sprich unsichtbar, die Größe variiert aber je nach Zusammensetzung von <1/1000mm bis ca 1/10mm.
Wenn aber so ein dicker Karbidbrocken direkt aus der Schneide ausbricht kann man das evtl. schon ohne Lupe erkennen.

Entscheidend ist: Karbide sind sehr viel härter als der restl. Stahl und massgeblich für der Verschleissresistenz veratwortlich.

Aber je mehr und je größere Karbide desto mehr ähnelt die Schneide einer Säge im Mikromaßstab.
 

xtorsten

Premium Mitglied
es gibt auch die Möglichkeit, daß nicht nur Element und C das Karbid bilden, sondern z.B. auch Mangan (daß eigentlich keine Karbide bildet) mit enthalten ist. Im wwesentlichen aber Element und C.
Zur Form: bei 1000-facher Vergrößerung sehen einige rund aus ( Schnellarbeitsstahl z.B. oder unlegierte Stähle), andere haben deutlich vieleckige Formen (grobes Molybdänkarbid bei Ats z.B.).
Bei noch feinerer Auflösung werden wohl auch die rundlich aussehenden Karbide etwas anders aussehen. Ich denke, daß ist eine Frage der Auflösung, vielleicht kann da Herbert, oder Roman ....?
Bei gröberen sieht das so ein wenig wie ein Salzkristall aus.
gruß,
xtorsten
 

xtorsten

Premium Mitglied
ahc ja, nicht nur das Element ist wichtig für die Größe der Karbide, sondern auch der Herstellungsprozess! Beispiele dafür in Romans Buch (schließlich will ich ja nicht sein Buch hier abtippen - und er muß ja auch entscheiden, was er freigibt ;-))
 

exilant

Mitglied
Bevor ich die Links mal durch gehe, danke.

Romans Buch kenne ich. Gerade deshalb frage ich mich, wie das mit der Größe und dem Aussehen so ist. Das hat mich auch vorher interessiert, aber irgendwie fänd ich es gut, wenn einigermaßen verläßßliche Parameter da wären, einen Stahl einzuschäzen.

Z.B. sagt der Stahlschlüssel, Vanadium würde die Feinkornbildung oder so fördern. Sowas krieg ich als Laie eben nicht auf die Reihe.
 

xtorsten

Premium Mitglied
@exilant:
wenn Du Romans Buch kennst, dann weißt Du ja in etwa, verschiedene Stähle einzuschätzen. Roman geht ja auch bald wieder ins Labor, um verschiedene Stähle zu untersuchen. Und das ist ja besser, wie grobe Einschätzungen machen zu können.
zum Vanadium: feines Korn, weil schon solch geringe Mengen an Vanadium genügend Karbide bilden, um das Korn weiter am Wachsen zu hindern. Die Körner wachsen bis sie irgendwo anstoßen. Interessant: auch Phosphor- und Schwefelseigeungen können das Kornwachstum behindern. So ist das Kornwachstum bei sehr reinem Eisen (99,9irgendwas%) größer als bei weniger reinem Eisen.
Zur Verschleißfestigkeit trägt das V in diesem Fall praktisch nichts bei.
Die Karbidgröße muß dem Einsatzbereich angepasst sein. Bei Messern ist das ja klar. Anderes Beispiel: Wenn bei industriellem Einsatz (grober Schneidenwinkel) zum Beispiel die Karbide zu fein sind, dann werden die Karbide einfach als Ganzes "ausgewaschen" ohne daß sie die Verschleissfestigkeit erhöhen, darum sind die ja bei CPM so groß!!
(habe da auch schon mal Bilder dazu gesehen, weiß nur nicht genau, wo das war).
Ach ja, die verschiedenen Karbide gehen auch bei unterschiedlichen Temperaturen in Lösung (beim Härten).
VC sehr spät, daher der Ruf kornfeinend zu wirken.
Zurück zur Temperatur und Lösung von Karbiden: Es ist daher möglich, die Stähle verschieden zu Härten. Von geringerer Härtetemperatur abgelöscht, sind die Karbide noch nicht in Lösung gegangen. Das ist dann die Variante, bei der die Verschleissfestigkeit im Vordergrund steht. Bei höherer Härtetemperatur gehen zunehmend Karbide in Lösung. Das birgt zu einem gewissen Grad die Gefahr von Restaustenit (muß man dann tiefkühlen oder entsprechend Anlassen) steigert aber auch die Anlassbeständigkeit. Denn der nun gelöste Kohlenstoff (vor allem bei W,V und Mo) scheidet sich auch erst bei höheren Temperaturen aus dem Gefüge wieder aus und erst dann verliert der Stahl ja an Härte. Nun kann man auch die Karbide in Lösung bringen (von höherer Härtetemperatur) und durch entsprechendes Anlassen wieder zur Ausscheidung bringen . Dann sind die Karbide sehr klein, fein verteilt - ist also vom Grundgedanken der Zähigkeit zuträglich, wenn man nicht gerade in dem Gebiet der Anlasssprödigkeit anläßt. Und das macht es dann meistens wieder uninteressant für Messer. Mit der Ausscheidung von c in Form von diesem sog. Sonderkarbid ist dann auch oft ein Härteanstieg zu vermerken, das sog. Sekundärhärtemaximum. Deiese feineren Karbide haben dann aber auch eine geringere Wirkung auf die Verschleissfestigkeit. Dies jetzt bitte allgemein gedacht und nicht auf den speziellen Fall eines Messers bezogen.
Ist schon interessant oder? Aber wozu brauchts das denn eigentlich noch? Was feine Schneiden mögen, wissen wir ja nu eigentlich schon, oder?
gruß,
xtorsten

P.S. wie wäre es denn, wenn Du Dir mal eine Bibliothekskarte besorgst und über Fernleihe Bücher anforderst, in denen Bilder und Thematik gezeigt/behandelt werden?
 

xtorsten

Premium Mitglied
ach ja, die Primärkarbide (die immer ob ihrer Größe bei der Verwendung als Messerstahl kritisiert oder geschätzt werden) kann man natürlich nicht in Lösung bringen.
Im Prinzip muß man das nicht wirklich alles wissen, um gute Messer zu bauen.
 

roman

MF Ehrenmitglied
Also Exilant,

Wenn Du mein Buch hast dan hast Du auch schon die Karbide gesehen und wie sie unterschiedlich von der Größe sind auch guck mal au die Seite 46 Bild 14 Das Schneidenmodell zum Beispiel, da hast Du das doch den Vergleich und dann brauchst Du nur noch herzugehen und entweder dir das Bild 18 mit den Durchschnittlichen Karbiddurchmessern oder die Kennfelddatenblätter anzusehen. Dann hast Du es doch.

Und das Rasterelektronenmikroskop - Bild das xtorsten erwähnt zeigt sehr schön den Unterschied zwischen groben und feinen karabiden die in einer Schneidkante liegen und man sieht auch schön die unterschieliche Scharitgkeit der beiden Werkstoffe welche Durch die karbide hervorgerufen wird.(http://www.messerforum.net/forum/sh...=&threadid=9574)

Ist das verständlich so oder brauchst Du noch eine weitere Hilfe

Grüße roman
 

exilant

Mitglied
Ja Roman, die Bilder habe ich gesehen. Das Beispiel mit den Unterschieden im Gefüge bei unterschiedlicher Behandlung (3505 und der andere) ist soweit eingängig.

Die Schaubilder: Gerade bei dem Beispiel ATS34 habe ich mich gefragt, wieso das eine Karbid so groß ist, das andee kleiner. Ich vermute mal, hier ist mehr Masse vorhanden. Heißt das jetzt, ich habe soundsovielmal ein M7C3 Karbid (das ist doch die Form, in der Karbide oft vorliegen?) oder ist das eine Mischstruktur, also sowohl M7C3 und M23C6 (das ist doch das andere?)

Xorsten, das mit dem "im Wege stehen" finde ich interessant. Ich muss nochmal zu den "Basics": "In Lösung gehen" heißt, die vorherige Struktur löst sich durch die Temperatur auf, die Teile werden frei und wegen der hohen Temperatur fügen die sich neu zusammen, was dann "Ausscheiden" genannt wird?! Das mit der Temperatur und Stahl ist dann vergleichbar wie z. B. mit Wasser? Hohe Temperatur = geringere Bindekräfte?

Das mit dem C der bis 0,8% in der Matrix gelöst vorliegt und so, gut, dass Du das so klar sagst. Das ist dann kein Karbid, auch wenn es eine C - Metallverbindung ist?! (?! bedeutet rethorische Frage, musst Du nicht antworten, es sei denn es wäre falsch. Ich würd ja sonst an Deiner Stelle die Krise kriegen, käm man ja von der Tastatur nicht weg).

Wie ist das mit dem Chrom? Ich bin darüber gestolpert, dass rostfreie Stähle mindestens 13% Chrom in der Matrix gelöst haben sollen. Crucible Steel führt aber in ihren Datas auf, dass deren 440C (18% Chromgehalt) 12% Chromkarbide hättte. Kann ja nicht sein, oder verstehe ich da was falsch?

Die Legierungselemente, wie Cr, W, V, Mo. Die können ganz in der Matrix gelöst vorliegen oder auch ganz ausgeschieden sein, oder gibt es da auch ein bis zur Menge x gelöst und darüber hinaus in Karbid?

Un damit komme ich zu meiner Ursprungsfrage: Wenn ich nur die Mengenangaben habe und zur WB annehmen kann, dass so behandelt wurde, wie Roman das für Messer als angemessen beschreibt, kann ich rechnerisch abschätzen, wie hoch der Karbidgehalt sein kann und welche Karbide vorliegen? Wieder Crucible als Beispiel: In deren Datas wird bei Karbidgehalt regelmäßig angegeben, dass der Gehalt an Vanadiumkarbiden dem %-tualen Gehalt an Vanadium entspricht.

Wenn ich nun, sagen wir einen AUS8 habe, mit etwa 0,1 bis 0,3 % V, was an Mo? Vieleicht 0,8% und 14% Cr und 0,8% C, geht von C 0,1% in die Karbide. Wieviel schluckt das V? Eben die 0,1%, und Mo und Cr bleiben gelöst?

Ich weiß nicht, ob andere so ne Frage spannend finden, mir könnte es was bringen.
 

roman

MF Ehrenmitglied
Ja Roman, die Bilder habe ich gesehen. Das Beispiel mit den Unterschieden im Gefüge bei unterschiedlicher Behandlung (3505 und der andere) ist soweit eingängig.

Die Schaubilder: Gerade bei dem Beispiel ATS34 habe ich mich gefragt, wieso das eine Karbid so groß ist, das andee kleiner. Ich vermute mal, hier ist mehr Masse vorhanden. Heißt das jetzt, ich habe soundsovielmal ein M7C3 Karbid (das ist doch die Form, in der Karbide oft vorliegen?) oder ist das eine Mischstruktur, also sowohl M7C3 und M23C6 (das ist doch das andere?)

Also die Größe des Karbides hängt zum einen davon ab welches Karbid es ist bzw. durch welches Legierungselement es gebildet wird.

Bei Chrom ist das z.b. so das ein geringer Zusatz so bis 2% etwa recht feine Karbide Bringt, will man jedoch Rostbeständigkeit dann muss man bekanntlich mehr als 12% Chrom in der Grundmasse lösen folglich mehr Chrom zugeben z.B. ATS 34 dann hat Chrom aber auch Vanadin und Molybdän die unangenehme Eigenschaft, tendenziell große Karbide zu bilden in unserem Sinn, echte Monster die bei D2 schon mal 60µm und mehr, problemlos erreichen können.

Der nächste Grund weshalb nun Karbide Groß oder Klein sein könne ist die Art der Stahlerzeugung z.B. PM versus herkömmliche Erzeugung bei hochlegierten Werkstoffen. Eine weitere unangenehme Eigenschaft dieser Karbidbildenden Elemente wie Chrom ist das sie bei Großen Mengen beginnen sich zusammenzurotten man spricht auch davon das sich der Stahl entmischt (Seigern).

So kommt es z.B. vor wenn man einen ATS unter dem Mikroskop betrachtet dann sieht man Strähnen von Karbiden im Material und Stellen wo so gut wie nix ist. Daher kommt es oft vor das Leute sehr unterschiedliche Aussagen darüber treffen wie „schnitthaltig“ oder „schärfbar“ ein solcher Stahl ihrer Meinung nach ist. Denn je nach dem wie die Werkstoffstruktur die Schneidkante gerade Beeinflusst verhält sie sich mal so oder so.

Xorsten, das mit dem "im Wege stehen" finde ich interessant. Ich muss nochmal zu den "Basics": "In Lösung gehen" heißt, die vorherige Struktur löst sich durch die Temperatur auf, die Teile werden frei und wegen der hohen Temperatur fügen die sich neu zusammen, was dann "Ausscheiden" genannt wird?! Das mit der Temperatur und Stahl ist dann vergleichbar wie z. B. mit Wasser? Hohe Temperatur = geringere Bindekräfte?

Das mit dem C der bis 0,8% in der Matrix gelöst vorliegt und so, gut, dass Du das so klar sagst. Das ist dann kein Karbid, auch wenn es eine C - Metallverbindung ist?! (?! bedeutet rethorische Frage, musst Du nicht antworten, es sei denn es wäre falsch. Ich würd ja sonst an Deiner Stelle die Krise kriegen, käm man ja von der Tastatur nicht weg).

der C ist gelöst und sitzt af den sogenannten Zwischengitterplätzen

Wie ist das mit dem Chrom? Ich bin darüber gestolpert, dass rostfreie Stähle mindestens 13% Chrom in der Matrix gelöst haben sollen. Crucible Steel führt aber in ihren Datas auf, dass deren 440C (18% Chromgehalt) 12% Chromkarbide hättte. Kann ja nicht sein, oder verstehe ich da was falsch?

Diese Verhältnisse sind einmal Volumen% und einmal Massen% das ist für den Laien of irreführend muss ich zugeben. Genauso wie von der marketingabteilung eines PM Herstellers gerne Angegeben wird dass z.B. das Pulver aus dem sie den Stahl erzeugen habe 1µm größe und dem Leser dann gerne der Schluss überlassen wird das dies nun auch die letztendliche Größe der Karbide im gehippten und weichgeglühten Zustand sei...

Die Legierungselemente, wie Cr, W, V, Mo. Die können ganz in der Matrix gelöst vorliegen oder auch ganz ausgeschieden sein, oder gibt es da auch ein bis zur Menge x gelöst und darüber hinaus in Karbid?

Theoretisch lässt sich so gut wie jedes Legierungselement bis zu einem bestimmten % Satz in der Grundmasse lösen. Aber wie bei einer Waschmaschinentrommel auch ist irgendwann das Ding voll und dann ist halt Schluss.

Un damit komme ich zu meiner Ursprungsfrage: Wenn ich nur die Mengenangaben habe und zur WB annehmen kann, dass so behandelt wurde, wie Roman das für Messer als angemessen beschreibt, kann ich rechnerisch abschätzen, wie hoch der Karbidgehalt sein kann und welche Karbide vorliegen? Wieder Crucible als Beispiel: In deren Datas wird bei Karbidgehalt regelmäßig angegeben, dass der Gehalt an Vanadiumkarbiden dem %-tualen Gehalt an Vanadium entspricht.

Ja das ist möglich jedoch auch recht aufwendig und setzt einiges an Wissen voraus. Man kann sogar den gesamten Verlauf einer Wärmebehandlung rechnen usw.
Ich empfehle Dir das Du mal in die BIb läufst und dir mal den Franz Rapatz ausleihst und da hast Du einiges zu lesen bezüglich all der angesprochenen Themen.

Wenn ich nun, sagen wir einen AUS8 habe, mit etwa 0,1 bis 0,3 % V, was an Mo? Vieleicht 0,8% und 14% Cr und 0,8% C, geht von C 0,1% in die Karbide. Wieviel schluckt das V? Eben die 0,1%, und Mo und Cr bleiben gelöst?

Es gibt irgendwo eine Reihe der Affinität der Legierungselemente zu Kohlenstoff und welches Element zu welchem %Satz das eine ersetzen kann in der Karbidbildung. Ich bin überzeugt der herbert findet das auch in einer seiner Schriften

Ich weiß nicht, ob andere so ne Frage spannend finden, mir könnte es was bringen.

Wir werden sehen

[HankEr: Quoting verfeinert]
 

exilant

Mitglied
Bei Chrom ist das z.b. so das ein geringer Zusatz so bis 2% etwa recht feine Karbide Bringt, .....mehr als 12% Chrom in der Grundmasse lösen folglich mehr Chrom zugeben ....dann hat Chrom aber auch Vanadin und Molybdän die unangenehme Eigenschaft, tendenziell große Karbide zu bilden in unserem Sinn, echte Monster die bei D2 schon mal 60µm und mehr, problemlos erreichen können.

Das wäre dann vergleichbar mit Haferbrei (ich nehme mal einen Vergleich aus meinem Alltag), der klumpt, wenn sehr viel zugegeben wird. Also wäre zu sagen, dass Karbide keine in sich geschlossenen Gebilde siind, sondern Verbindungen nach aussen aufnehmen. Wäre auch logisch, weil Karbide sonst in der Matrix keinen Halt hätten. Bei wenig Legierungsbestandteilen ist die Möglichkeit größer, dass die Verbindung zu Eisen erfolgt, bei hohem Legierungszusatz verbinden sich einzelne Karbide. Also eine Sache von "Zufall".

Der nächste Grund weshalb nun Karbide Groß oder Klein sein könne ist die Art der Stahlerzeugung z.B. PM versus herkömmliche Erzeugung bei hochlegierten Werkstoffen.

Ein Mittarbeitter von Böhler sagte mir mal, man könne 2379 verbessern, wenn man nach der Schmelze eine Lichtbogenofengeschichte machen würde. So oder ähnlich sagte er. Kern der Ausssage war, dass man solches nicht machtt, weil es am Markt (nicht wir sind gemeint) nicht verlang wird.

Eine weitere unangenehme Eigenschaft dieser Karbidbildenden Elemente wie Chrom ist das sie bei Großen Mengen beginnen sich zusammenzurotten man spricht auch davon das sich der Stahl entmischt (Seigern).

Karbidzeilen, Nester?!

So kommt es z.B. vor wenn man einen ATS unter dem Mikroskop betrachtet dann sieht man Strähnen von Karbiden im Material und Stellen wo so gut wie nix ist. Daher kommt es oft vor das Leute sehr unterschiedliche Aussagen darüber treffen wie „schnitthaltig“ oder „schärfbar“ ein solcher Stahl ihrer Meinung nach ist. Denn je nach dem wie die Werkstoffstruktur die Schneidkante gerade Beeinflusst verhält sie sich mal so oder so.

Daher auch das Testergebnis in Deinem Buch, wo ein ATS34 Stück gute Druckschnittteigenschaften hatte.


Diese Verhältnisse sind einmal Volumen% und einmal Massen% das ist für den Laien of irreführend muss ich zugeben.

Da ist noch mehr irreführend, aber dafür sind wir ja hier.

Theoretisch lässt sich so gut wie jedes Legierungselement bis zu einem bestimmten % Satz in der Grundmasse lösen. Aber wie bei einer Waschmaschinentrommel auch ist irgendwann das Ding voll und dann ist halt Schluss.

Haferbrei?!


Ich empfehle Dir das Du mal in die BIb läufst und dir mal den Franz Rapatz ausleihst und da hast Du einiges zu lesen bezüglich all der angesprochenen Themen.

Hast Du den Titel? Karte der HLBib hätte ich.


Eben.

[HankEr: Quoting auch hier verfeinert]
 

herbert

MF Ehrenmitglied
Der Buchtitel ist Franz Rapatz: Die Edelstähle. Ich glaube, die letzte Ausgabe, an der Rapatz noch gearbeitet hat, ist von 1962. R. ist glaub ich 1963 gestorben.
 

exilant

Mitglied
Xorsten hat mir noch ne Menge gemailt.

Gibt es eigentlich Skizzen oder Grafiken von Karbidmolekülen, wie sie sich zusammensezen und/oder inder Matrix verbunden sind. So, wie man das aus dem Chemieuntericht kennt?
 

xtorsten

Premium Mitglied
hi,
ich war heute in der Bibliothek und habe durch Zufall das Büchelein "de ferri metallographica IV" gefunden (wollte schon immer mal Band II fernleihen, habe es aber bislang nicht gemacht).
Ich habe noch in keinem Buch so viele Vergrößerungen in solcher Qualität gesehen! Die Aufnahmen sind spitze.
Beeindruckend, wie fein man Auflösen kann. Feinste Ausscheidungen sowie die Form von Karbiden sind auf einigen Bildern zu sehen. Ich glaube die Auflösung war 1:60000. Wie die Karbide an den Korngrenzen ausgeschieden vorliegen, Ausscheidungen bei maraging steel und noch einige andere "Leckereien". Ich denke, das sind die Aufnahmen, die Du suchst.
Band II beschäftigt sich mit den Gefügen von Stählen, ist mit Sicherheit auch interessant.
Viele Grüße,
xtorsten