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Damastgefüge (Frage)

Also um dazu eine Aussage zu treffen, müsste man ja erst mal wissen, welche Materialien da miteinander verbunden wurden. Nach Deinen Angaben ist ja nicht mal klar, ob es sich überhaupt um Stähle handelt. Auch welche Diffusion nicht stattgefunden hat erläuterst Du nicht.

Wenn die Schichten voneinander getrennt sind, ist zudem die Frage, wodurch sie voneinander getrennt sind. "Getrennt" bedeutet ja, dass keine Verbindung besteht. Ist es Luft, Glas, Schlacke oder sonstwas sprödes, gasförmiges, flüssiges oder nichtmetallisches, was die Lagen trennt, dann fällt der Kram voraussichtlich auseinander.

Für mich sieht das auf den Fotos ein Wenig nach einer Verbindung von einem Stahl mit Reinnickel aus, was erklären würde, warum es keine (Kohlenstoff-)Diffusion gegeben hat. So eine Kombination hat zwar einen brillianten Kontrast, ist für Schneiden aber nicht geeignet.

Achim
 
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Was da genau gemischt ist, klären wir.
Die Idee ist die Extreme Kornfeinheit zu erreichen.
Das Schichten mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, die 20 Mikrometer dick sind, für die feinste Schneide nicht geeignet sind, ist klar (oder irre ich mich?).

Es wird zuerst versucht (grob zu sagen) eine Kornfeinheit durch "sehr" dünne Schichten zu erreichen. Dann kommt noch einiges dazu. Alles wird getestet und auch soweit wie möglich metallurgisch untersucht.

Die Frage ist erstmal, wie weit (welche) Kornfeinheit durch solche alten Technologien erreicht wird...

Ja, die Schichten sind miteinander verschweißt
 
Kornverfeinerung erreicht man durch Feinkornglühen, und wie das geht, das ist eine alte Jacke. Das einzelne Korn wächst bei feuerverschweißten Verbindungen auch über die Schweißung hinaus. Also hilft hier die Damaststruktur kein Stück weiter. Hier ist der Beweis.

Wirklich gute Kornverfeinerungen durch Wärmebehandlung hat beispielsweise Ed Fowler erreicht und gut wissenschaftlich dokumentiert. Die Vorgehensweise dabei ist klassisch (pendeln um Härtetemperatur) und denkbar einfach.
 
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Hallo achim
Stahlsorten sind:

ХВГ:
· Si: 0,10-0,40
· Mn: 0,80-1,10
· Cu: bis 0,3
· Ni: bis 0,35
· Schwefel: 0,03
· C: 0,90-1,05
· Phosphor: 0,03
· Cr: 0,90-1,20
· Mo: 0,30
· Wolfram: 1,20-1,60

У8:
· Si: 0,17-0,33
· Mn: 0,17-0,33
· Cu: bis 0,25
· Ni: bis 0,25
· Schwefel: 0,028
· C: 0,76-0,83
· Phosphor: 0,03
· Cr: bis 0,25
 
Der erste Stahl ist quasi ein 1.2510 mit ein Wenig mehr W.

Der zweite Stahl ist ein stinknormaler C80.

Der im Foto "strukturlose" Stahl dürfte demnach der C80 sein.

Warum sollte zwischen den Stählen keine Diffusion stattfinden?

Die Fotos zeigen in Sachen Struktur nichts ungewöhnliches.
 
Hallo Dimm,

ich sehe hier zunächst mal nix unbekanntes.

Welche Legierung nun am nächsten kommt von den DIN Bezeichungen darüber kann man sinnieren. Ich tippe mal bei dem höher legierten Stahl auf eine spezielle Form eines Lagerstahles, ähnlich des 1.3536 oder wie Achim bereits angenommen hat, der 1.2510 passt auch recht gut.

Grundsätzlich ist vom Feingefüge im Bild nur wenig zu erkennen.
Das liegt zum einen an der Ätzung und zum anderen an der Auflösung und Bildqualität.

Der dunklere Streifen sieht nach dem C80 aus der sich aufgrund von wenig Legierungselementen stets sehr leicht ätzt. Was die Schatten betrifft, da kann man keine genaue Aussage treffen, da die Darstellung nicht genug hergibt. Sie sind groß und flächig sieht nach Ferrit-Perlit-Feldern aus, aber das ist jetzt hier nur eine Vermutung.

Da die Ätzung sehr leicht ist, wurde der hellere Werkstoff nicht angegriffen.
Das kann bedeuten, dass die Legierungselemente stark gelößt sind.
Also eine hohe Temperatur vor der Abkühlung vorgelegen hat und während der Abkühlung nicht genug Zeit war den Ferrit wieder auszuscheiden. Auch denkbar ist, dass es sich um einen anderen Werkstoff als den von Dir angegebenen handelt, also einen stark nickelhaltigen oder sogar im Reinnickel, dieser würde ebenfalls strukturlos erscheinen.

Über die Diffusion kann man den Bildern nach nur sehr wenig sagen.

Kohlenstoffdiffusion muss nicht immer metallografisch sofort sichtbar werden, insbesondere wenn die Ätzmittel nicht stimmen. Mit dem richtigen Ätzmittel lässt sich sogar die Fe-Diffusion zeigen und dann auch die Kohlenstoffdiffusion.
Was man auch berücksichtigen muss, Kohlenstoff wandert zum Beispiel um den Faktor 1000! schneller als Chrom und bei Nickel Wolfram und V ist es ähnlich.
Sind also die Zeiten der hohen Temperatur gering, kann man durchaus Kohlenstoffdisffusion haben die abhängig ist von den Legierungselementen in den Werkstoffen und der Temperatur. In der gleichen Zeit muss aber nicht unbedingt der Rest der Legierungselemente merklich Diffundieren.

Übrigens: Solche Versuche wurden von Verhoeven aber auch von Sherby vor gut 20 Jahren in den USA durchgeführt die haben die haben metallisch blanke Proben im Vakuum verschweißt und bei niedrigen Temperaturen mit Druck verbunden. Da Diffundiert nur wenig und dann nur erst mal in den Randschichten.

Fazit: Aus dem gegebenen Bildmaterial sind keine tragbaren Aussagen über die Diffusion möglich.
Auch Korngrößen im Austenit/ Martensit oder Karbidkorngrößen zeigt es nicht.
Es sind damit lediglich einfache Aufnahmen die die Lagenstruktur eines Schweißverbundes auf einer Makroebene zeigen, für mich kein ungewöhnliches Bild.
Allerdings könnte man mit den richtigen Methoden der Analyse und der Präparation bestimmt mehr Aussagen heraus holen.
Bleibt noch die Frage, was es denn bringen soll die Diffusion zu unterbinden. In Zusammenhang mit der Anwendung die geplant ist muss es ja sinn machen.
Für feine Schneiden ist es nicht unbedingt förderlich, allerdings bei den hohen C-Gehalten auch realtiv sinnfrei das zu diskutieren, da bei richtiger Härtung annähernd gleiche Härten von beiden Werkstoffen erzielt werden.
 
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Bzgl des Zieles feines Korn zu erhalten ist es sinnvoller die Richtung kornfeinende Legierungselemente wie V und W in Verbindung mit den richtigen Wärmebehandlungen anzugehen, als zu hoffen, dass das Korn durch die Schichten im Wachstum behindert wird. Das würde auch nur parallel zu den schichten funktionieren aber wir haben ja eine 3Dimensionale Ausbreitung des Austenitkorns. Für eine Karbidkornfeinung ist das an sich eh der falsche Weg das hat Achim ja schon angesprochenund Du findest es gut bebildert auch in meinem Buch.....
 
Hallo Roman

Ich bedanke mich für die Antwort.

Bleibt noch die Frage, was es denn bringen soll die Diffusion zu unterbinden.

Das muss helfen weiter auch besonders dünne Schichten mit deutlichen Grenzen zu erreichen.
Ziel- „besondere Kornfeinheit“.
Wenn die das erreichen und auch zeigen können, dann wäre das interessant ...später zu besprechen.

Wenn die Bilder nicht aussagekräftig sind, dann warte ich ab, ob da was neues rauskommt
 
Nun besondere Kornfeinheit macht man z.B. die kombination aus feinem Ausgangsgefüge (Karbide) zulegieren von V und W und durch Induktivhärten, die Martensitnadellängen sind bei so etwas oft so fein, dass man diese lichtmikroskopisch nicht mehr auflösen kann.

Die sind dann oft 1µm und kleiner.

Schichten unter 1µm sind von der Sichtbarkeit im Damast auch kaum mehr effektvoll sonder ergeben oft nur noch einen Einheitsbrei. Man ist dann beim Damast bei einem hoch raffinierten Stahl wie es früher oft gemacht wurde und auch noch bei den japanischen Schwerten heute noch gemacht wird.
Allerdings kann man dann auch davon ausgehen dass die Einschlüsse die man ins Material eingearbeitet hat meist größer sind, einige µm, als der ganze positive Effekt den man vielleicht von so etwas, wie dem vermeintlichen Feinkornbildung durch dünnste Schichten erwarten könnte.

Dann zu guter Letzt müsste man ja auch noch irgendwie Nachweisen wie das Ganze sich tatsächlich evtl. positiv auf die sinnvollen Eigenschaften einer Klinge oder einer Schneide auswirkt.

Vor einiger Zeit hat man ja phänomenale Nanorörchen in Wootz entdeckt und damit beweisen wollen, dass Wootz so außergewöhnliche Eigenschaften hat.
Allerdings hat man keine Vergleichenden Untersuchungen zu Schneideigenschaften gemacht, sondern lediglich diese phänomenalen Nanos beschrieben um Sagen zu belegen....

Das ist genau das gleiche wie wenn ich behaupte, dass ich ultra lange Molekülketten in Formel 1 Reifen nachgewiesen habe und zu glauben dass das Mördergeil ist, ohne zu testen wie sie sich tatsächlich auf die Fahreigenschaften des Boliden auswirken.

Nun ich will den Forscherdrang der Kollegen keines Wegs dämpfen, aber mit ein wenig Überlegungen kann man sich vorab eine Menge an Gegenwind ersparen....
Dann lass uns mal gespannt sein was an besonderen Eigenschaften tatsächlich nachweisbar sein wird..

Ich hoffe dass sie nicht den gleichen Unsinn erzählen, wie viele amerikanischen Kollegen die z.B. alle 5 Jahre 100% mehr Leistung bei ihren Messer aus 100Cr6 durch noch speziellere Wärmebehandlung angeben (Ed Fowler....), denn wenn das wirklich so wäre, müsste man auch Fragen dürfen, ob er denn die 20Jahre davor wo er dies auch alle 5 Jahre behauptet hat, denn nur Unsinn war was er gemacht hat und er in 5 Jahres Schritten langsam Lernt was man in einem guten Buch nachlesen kann oder warum er nicht schon längst ein mehrfacher Millionär ist nachdem er sein Patent an die völlig innovationslose und dumme Lagerindustrie verkauft hat.

nix für unguat

Roman
 
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