bronzewaffen schneidenhärte?

[feuervogel69]

hi alls!

war letztens mal in der hervorragenden ausstellung in halle/saale zwecks dieser himmelscheibe von nebra.
da waren ja auch tolle schwerter dabei. im zuge der ganzen ausstellung gibts dann auch noch mehr schwerter zu sehen. absolut tolle klingen aus siebenbürgen- alles aus bronze(?) .

doch jetzt zu den fragen: dutzende "rasiermesser" aus bronze beweisen erstmal, daß die schärfe zum rasieren möglich gewesen sein muß, sonst wären diese ganzen kleinen messerchen ja unsinn.
die klingen bei den schwerten überraschten mich, mit einem ziemlich perfekten hohlschliff.
doch wie "hart" waren solche klingen? welche standzeit war standard oder möglich?

(absolut witzig und interessant: da habens die germanen versucht solche klingen aus feuerstein nachzubasteln!!!!! also schwert aus bronze mit "schneideinlage" aus feuerstein.... sozusagen die ersten keramikmesser ;-)))))) oder compositschwert??

ich muß sagen, ich war erstaunt wie diese klingen daherkamen... leicht recurve geschliffen, absolut sauber gearbeitet. wer weiß näheres zu den schnitteigenschaften solcher klingen? immerhin sind die ja z.t. 4000 jahre und mehr alt.

lg matthias

 

[Jens25]

Die Antwort auf diese Frage interessiert mich auch sehr. Meiner Meinung nach sollten diese Bronzewaffen doch recht hart und fest gewesen sein. Man denke mal an Manganbronze, die doch Materialeigenschaften(Festigkeit) erreicht, welche man Bronze eigentlich nicht zutraut. Zur erreichbaren Härte kann ich leider auch nichts sagen.

Gruß
Jens

 

[hobby]

Auf die Schnelle fand Prof. Google:

Härte HB: 95, Zugfestigkeit: 260 N/mm²

Wenn jetzt noch jemand HB in HRc umrechnen könnte...

Kann ich zwar nicht, aber ich habe eine Tabelle gefunden:

Auszug für unsere Umrechnungen für Zugfestigkeit Rm in N/mm2, Vickershärte HV, Brinellhärte HB, Rockwellhärte HRA, HRB und HRC. Zu beachten ist, dass die exakten Umrechnungen nur für die in DIN 50 150 gemachten Rahmenbedingungen und nur für solche Werkstoffe gültig sind.

Danach war der erste Wert, den ich fand:
HB247, HRC24

Damit wäre es mit der Härte nicht weit her (möglicherweise gilt diese Tabelle aber nicht für NE-Werkstoffe)

 

[Guenter]

Auf die Schnelle fand Prof. Google:

Härte HB: 95, Zugfestigkeit: 260 N/mm²

Wenn jetzt noch jemand HB in HRc umrechnen könnte...

Kann man in dem Bereich nicht anwenden, wären unter 10 HRc.
Da Bronze nicht gleich Bronze ist, selbst bei gleicher Legierung, ist die Frage nur sehr ungenau zu beantworten.
Die Schneidversuche, die ich mit geschmiedeten und somit kaltgehärteten Klingen gesehen habe, lassen sich durchaus mit Stahlklingen um Mitte 50 HRc vergleichen.

 

[Jens25]

Das ist schon eine beachtliche vergleichbare Härte. Nebenbei ist das auch eine gute Gebrauchshärte für ein Schwert oder langen Dolch. Wie ist denn die Schneidkantenstabilität von Bronze im Vergleich zu 50 HRC harten Stahl?

Jens

 

[herbert]

Die Härte von Bronze kriegt man prima hin über Kaltverfestigung. Das Kaltverfestigungspotential solcher Werkstoffe ist erheblich. Natürlich bringt das immer Verluste in Duktilität und Zähigkeit mit sich. Man muß den richtigen Kompromiss finden. Ich denke mal, dass man die Schneidkantenstabilität dadurch an den Verwendungszweck anpassen konnte.

 

[D.Kraft]

Zu Bronzeklingen müßte doch der Markus Bingerli, aus der Schweiz, etwas mehr sagen können. Er war doch beim letzten "Hammer in" bei Markus Balbach.
Er zeigte ja doch sehr gut wie eine Bronzeaxt gegossen worden ist.
Am besten Markus Balbach ansprechen wegen E-Mail Adresse von Markus Bingerli, vielleicht kann er etwas konkretes zu den Eigenschaften von Bronzeklingen sagen.(Wenn er will)

 

[ironage]

Bronzeklingen

Wer sich für Bronzewaffen interessiert, sollte unbedingt bei
porta-praehistorica.de reinschauen. In diesem Forum werden u.a. solche
Themen behandelt.

Gruß
Holger

 

[feuervogel69]

danke für eure antworten! 50 HRC... hätte ich nicht gedacht! das ist ja schon vernünftig...

so sauber wie die klingen gearbeitet waren, hätte ich gern mal dem bronzezeitlichen bronzeschmied zu geschaut ;-)

lg matthias

 

[Jens25]

Hallo,

ich war am Wochenende im S-H Landesmuseum. Dort habe ich mir voller Bewunderung die Bronzewaffen und Bronzewerkzeuge angeschaut.
Weiß jemand von Euch wie die original Legierungsbestandteile von bronzezeitlicher Bronze waren. Ich denke es wird sich um Arsenbronze gehandelt haben.
Heute gibt es viele Bronzelegierungen, für Schwerter oder lange Dolche wäre wahrscheinlich Aluminumbronze am geeignetsten. Was meint Ihr?
Eine optimale Behandlung in der Bronzezeit wäre wahrscheinlich. Klinge giessen und danach die Schneide durch Hämmern kalt verfestigen.
Auf den im Museum gezeigten Stücken, kann man keine Spuren sehen, die auf Kaltverfestigung schliessen lassen oder sie wurden weggeschliffen.

Jens

 

[Hamurra-e]

HAllo Jens
Arsenbronze war nur am anfang der Bronzezeit üblich, da das Arsen schon in manchen Kupfererzen enthalten war. Später wurde der Bronze bei uns in Europa so um die 10% Zinn zugegeben, für Waffen und Werkzeuge.
Die Chinesen haben aber eine Methode entwickelt, mit der sie Zwei Bronzesorten für Schwerte verarbeiteten.
Den Kern eines Schwertes haben sie mit 10% Zinn gegossen und die Schneide dann mit 20% Zinn gegossen.
Hier kannst du einiges über Chinesische Schwerter aus allen Epochen erfahren:
http://thomaschen.freewebspace.com/index.html

Und hier noch was interesantes:
http://www.bronze-age-craft.com/

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Ihr

Ein klein Wenig habe ich mich mit dieser Thematik auch schon beschäftigt.
Besonders wertvoll für die Recherche war dabei für mich eine angehende Archäologin aus Österreich (Marianne Mödlinger), die gerade an einer Dissertation über eben dieses Thema Arbeitet.
Sie hat mir auch einige ältere Untersuchungen aus England zukommen lassen.

Diese zeigen einige Dinge recht deutlich:

Legierungen:

- Am häufigsten sind Bronzen mit zwischen 10 und 14% Zinn, die nach heutigen Erkenntnissen tatsächlich im Bereich höchster Härte liegen (Ich verweise hierbei auf den "Schumann").

- Auch Arsenbronzen sind recht häufig (etwa 10% der Untersuchten Schwerter) zum Einsatz gekommen, was die Härte noch weiter steigern kann.

Wärmebehandlung:

- Einige Klingen wurden tatsächlich Wärmebehandelt, was sich noch heute metallographisch nachweisen lässt. Dies bedeutet im Klartext ein Anlassen, welches eine deutliche Festigkeitssteigerung ergibt. Oft noch in Kombination mit Kaltverfestigung.

Kaltverfestigung:

- Üblicherweise wurden natürlich die Schneiden kalt gehämmert.

Alles in allem schienen also unsere Vorfahren auch in der Bronzezeit schon recht genau zu wissen, was sie taten.
In der Tat überzeugen diese Artefakte zusätzlich noch durch sehr durchdachte und saubere Arbeit, die auch dem "modernen" Auge einiges bietet...

Die Güsse an sich sind allerdings durchaus nicht perfekt. Es ließen sich fast immer zahlreiche Einschlüsse und Gasblasen nachweisen (natürlich vornehmlich bei größeren Stücken, also Schwertern, die Gußtechnisch noch heute gewisse Probleme bereiten können). Diese Fehler sind natürlich der Schneidleistung und Stabilität abträglich. Bei einem kleineren Gegenstand, wie etwa einem Rasiermesser, dürften sich diese aber auch recht einfach vermeiden lassen.

Ich habe es geschafft, diese Archäologin zu einem Vortrag über dieses Thema im Rahmen unseres 4. Schwerttreffens im Landesmuseum Stuttgart zu überreden (Ende April). Wer interesse hat, kann natürlich gerne kommen. Näheres dazu auf meiner Homepage (Schleichwerbung ende. Ich hoffe, das nimmt mir jetzt niemand übel).

 

[hobby]

...Den Kern eines Schwertes haben sie mit 10% Zinn gegossen und die Schneide dann mit 20% Zinn gegossen...

Ich muss vorausschicken, von Bronze habe ich nahezu keine Ahnung, deshalb auch meine Frage:
Meine laienhafte Vermutung war, je mehr Zinn, desto weicher die Bronze. Warum dann also in der Schneide mehr Zinn?
Oder stimmt meine Vermutung schon nicht?

 

[Hamurra-e]

Hallo Hobby
ist bei Bronze genau umgekehrt, je mehr Zinn desto höher die härte, aber auch die Bruchempfindlichkeit.
Weniger Zinn mehr Zähigkeit, aber schlechteres schneidverhalten!
Kupferlegierungen lassen sich durch Kalthämmern, und zugaben von Arsen, Phosphor und anderen Mittelchen härten.
Und die Modernen Legierungen sind noch vielversprechender!

 

[Jens25]

Das ist schon ein sehr interessantes Thema. Ich habe mir vorgenommen in naher Zukunft, wenn ich die Zeit dazu finde, ein bisschen zu experimentieren.

Die Zutaten sind recht einfach zu bekommen, sollte doch auf einem Schrottplatz, der auch Buntmetalle hat, zur Verfügung stehen.

Ich wollte mir eine kleine Klinge giessen und die Schneide mit einem Hammer kaltverfestigen.

Wie ist denn die optimale Giesstemperatur für Bronze? Muß die Form die gleiche Temperatur haben wie die Schmelze oder leicht darüber?

@ Arno

Bei welcher Temperatur und wie lange muß ich die Bronze anlassen um die Härte zu steigern. Ist der Prozeß im Metall, der gleiche wie beim Altern von Aluminium?
Wenn durch das Anlassen eine Erhöhung der Härte erreicht wird, steigt dann die Brüchigkeit im gesamten Körper?

Fragen über Fragen...

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Jens

Die Gießtemperatur von Bronze liegt, relativ legierungsunabhängig, bei 1100°C, also knapp 300°C oberhalb des Schmelzpunktes (der je nach Legierung bei etwa 820°C anzusiedeln ist).
Es ist aber kein Thermometer nötig, man kann mit etwas Erfahrung sehr gut nach Augenmaß arbeiten. Wenn `s gut flüssig ist, kann man gießen. Also eigentlich sehr unproblematisch...

Die Bronzemetallurgie ist wesentlich komplizierter, als die von Stahl und ich habe mich damit auch noch nicht so erschöpfend auseinander gesetzt.
"Klingenbronzen" sollten optimalerweise ca. 14% Zinn enthalten, in diesem Bereich ist nämlich das Härte-Zähigkeitsverhältnis am günstigsten, was wohl schon unsere Vorfahren wußten (siehe mein letztes Posting).
Die Anlasstemperaturen können mit unterschiedlichem Zinnanteil sehr stark schwanken. Ich hoffe selbst, hierzu noch was von Leuten zu hören, die sich eingehender mit der Materie befasst haben.
Durch Die Wärmebehandlung lässt sich die Festigkeit einfacher Zinnbronzen nahezu verdoppeln (laut "Metallographie" von Schumann), Ich selbst konnte das aber, mangels genauer Angaben, Diagramme und Zeit auch noch nicht ausprobieren.

Ganz kompliziert wird die Sache, wenn man Kaltverfestigung und WB. kombinieren möchte. Ich glaube fast nicht, dass es dazu schon moderne Untersuchungen gibt, da das technisch zu aufwändig und deshalb wohl kaum interessant für heutige Anwendungen sein dürfte. Auch bei alten Klingen ist das wohl eher eine Ausnahme, soweit es sich noch nachvollziehen lässt...

Ansonsten ist die Gratwanderung zwischen Härte und Zähigkeit ähnlich einzuschätzen, wie auch bei Stahl. Man muß halt den richtigen Wert für die jeweilige Anwendung finden! Dazu vorab schonmal viel Erfolg.

 

[Arno Eckhardt]

Noch was übersehen:

Beim Sandguss (für den Anfang zu empfehlen) bleibt die Form natürlich kalt. Beim Wachsausschmelzguss (ist was für Fortgeschrittene) muß man die Formen ohnehin auf 5 - 600°C erhitzen, um auch gebundenes Kristallwasser aus der Einbettmasse sicher zu entfernen (sonst bekommt man beim Guß die Soße ins Gesicht. Also immer mit Bedacht und Schutzausrüstung arbeiten!).
Man gießt dabei dann natürlich in die noch möglichst heiße Form.

 

[Hamurra-e]

Ich hab in dem Buch "Schwerter,Degen Dolche" etwas über die Chelierung von Tlingit Kupfer Messer gelesen.
Wurde so beschrieben; Das Kupfer Messer wird mit Fischtran Cheliert..
Dann steht unten *chemischer Prozes der Chelate-(Krebsscheren-)bildung, bei der Metallione organische Liganden binden. Anm.d.Übers.
Hatt jemand eine Ahnung wie dieser Vorgang vor sich geht und was das alles eigendlich bedeutet?
Ich nehmen an, das die Klinge im glühenden Zustand, in den Fischtran getaucht wird, um Phosphor, durch den Tran in die Oberfläche einzubringen.
Aber vieleicht geht das auch ganz anders???

 

[sanjuro]

Chelate

Ich hab in dem Buch "Schwerter, Degen, Dolche" etwas über die Chelierung von Tlingit-Kupfermessern gelesen.
Wurde so beschrieben: das Kupfermesser wird mit Fischtran cheliert..
Dann steht unten *chemischer Prozess, der Chelate-(Krebsscheren-)bildung, bei der Metallionen organische Liganden binden. Anm.d.Übers. Hat jemand eine Ahnung, wie dieser Vorgang vor sich geht und was das alles eigentlich bedeutet?
Ich nehmen an, dass die Klinge im glühenden Zustand in den Fischtran getaucht wird, um Phosphor durch den Tran in die Oberfläche einzubringen. Aber vielleicht geht das auch ganz anders???

Guten Abend!

Die Chelatbindung heißt so, weil in der Strukturformel die Metallionen quasi "in die Zange" genommen werden. Es ist eine bildliche Wiedergabe einer Molekülstruktur, in der das Metallion besonder fest gebunden ist. Chelate werden z.B. in der Analytik gebraucht.

Ein Übergang von Phosphor aus der organischen Bindung in das Metall kann ich mir kaum vorstellen; vielleicht handelt es sich schlicht um eine Ölhärtung?

Gruß

sanjuro

 

[Hamurra-e]

Danke sanjuro
Aber Kupfer und seine Legierungen werden nicht durch Abschrecken hart, zu mindest wurde mir das so beigebracht und es steht so in den üblichen Büchern.
Jetzt weiß ich wenigstens was Chelieren bedeutet!
Ich bin mir auch nicht sicher, ob in Tran überhaupt Phosphor, oder etwas anders drinn ist, das Kupfer hartmachen könnte!?
Aber ich weis das früher versuche gemacht wurden, Bronzekanonen mit Phosphorhaltigen Mitteln härter zu machen. Zumindestens an der Oberfläche. Unteranderem mit Urin, der ja viel Phosphor enthalten soll
Kupfer ist auch so ein Ding, ich hab schon ein paar Messerchen Kalt aus Kupfer gehämmert, man kann sie durchaus scharf bekommen.
Frag mich wie Die Chinesen ihre ersten Kupferschwerter herstellten, da gibt es zum Teil recht lange KLingen?