Fragen zu Damstklingen und Festigkeit

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Hallo Messerfreunde
Durch einen Beitrag hier im Forum sind bei mir einige Fragen zum "Damast/Schweißverbundstahl" als Klingenmaterial für Messer aufgekommen, die ich bislang nicht beantworten konnte.
Eins meiner Lieblings- und Dauerthemen sind Universalmesser, die Aufgrund der Bauart schneiden und hacken können. Zudem sollen sie bei einer Biegebelastung (Brecheisen) nicht brechen, sondern schlimmstenfalls verbogen werden. (Bauteilversagen nicht durch Bruch). Das Biegen soll aber mit möglichst nur mit großer Kraft möglich sein.Natürlich keine Dauerbiegung, sondern nur in Ausnahmen des Messerlebens.
Ich komme regelmäßig auf etwa 20 - 25cm lange Klingen mit differenzieller Härtung und habe bis jetzt als subjektiv beste Materialwahl für Festigkeit einen untereutektoiden Stahl gefunden.
Die Schneidhaltigkeit der Klinge spielt bei diesen Messern für mich nicht die entscheidende Rolle, aber über 58°HRC an der Schneide erwarte ich schon.
Eine differenziell gehärtete Klinge aus Ck60 war bislang mit Abstand das "unkaputtbarste" was ich dazu bislang erlebt habe.
Ich härte im Teilölbad und habe dadurch eine kontinuierlich abfallende Härte in der Klinge bis auf etwa Federhärte am Rücken.
Jetzt die Frage:
Läßt sich durch kluge Materialwahl durch Schweißverbundmaterial diese spezielle Anforderung an eine Klinge besser lösen?
Wie stark würde das zu Buche schlagen? Biegefestigkeit um Größenordnungen besser oder nur marginal?

Wie gesagt, konnte ich zu dieser speziellen Frage nichts finden, insbesonder zu Biegefestigkeitsvergleichen differenziell gehärteter Klingen aus Monostahl und Schweißverbundstahl.

Möglicherweise hat jemand damit ja bereits Erfahrungen gesammelt.

Über Hinweise würde ich mich freuen!
Grüße aus Heidelberg!
less

 

[Bernhard1984]

Das beste Beispiel wird hier ein Dreilagenaufbau (San-Mai) sein.

Innen eine harte Schneidlage z.B. aus 1.2842 und außen ein zäher Stahl wie der 1.2767.

Erfüllt sicherlich auch alle deine Anforderungen und ist einfach herzustellen.

Bei einem normalen Damastmesser mit vielen Lagen (ohne Schneidlage), hast du quasi wieder einen Monostahl, diesen könnte man auch differentiell härten.

 

[Xerxes]

Hmm, ich denke, wichtiger als die Materialwahl (Damast oder Mono) ist die WB. Ich würde eher differentiell anlassen statt differentiell zu Härten. Beim differentiellen Härten bleibt der hintere Teil der Klinge meist relativ weich (kommt natürlich drauf an, wie genau du es machst. Teilölbad, heißt dass, du arbeitest ohne Lehmmantel und schreckst einfach nur einen Teil der Klinge ab?).

Bei so stark belasteten Teilen würde ich zuerst die ganze Klinge durchhärten und bei ca. 200 Grad anlassen. Dann die Schneide vor Erhitzung schützen (z.B. feuchter Lehmmantel, feuchte Holzleisten raufpressen, Kartoffeln raufstecken) und den Rücken mit dem Lötbrenner je nach Stahl auf 400-550 Grad anlassen. Damit erhältst du eine sehr gut federnde und sehr zähe Klinge. Ob sie Bricht oder verbiegt wenn du über die Belastungsgrenze gehst, kommt auf den Stahl und die Anlasshöhe an. Welche Anlasstemperatur für dein Einsatzgebiet bei dem jeweiligen Stahl am besten ist, würde ich einfach an ein paar Proben ausprobieren...

Gruß Jannis

 

[less]

Hallo Leute,
danke für die Antworten.
Ichhabe jetzt auch noch etwas recherchiert, aber es scheint wirklich keine wesentliche Verbesserung durch die Materialwahl in dieser Hinsicht möglich zu sein.Die WB ist wohl das a und o.

@Xerxes:
Ich nehme keinen Lehmmantel, alles freihand so wie es auch Wayne Goddard beschreibt.Die Partie über dem Öl ist aber etwas schwierig richtig einzustellen und bleibt manchmal für meinen Geschmack etwas zu weich (1.2842).Das ist scheint es sehr abhängig von Geometrie, Material und Luftbewegung (1.2842).

less

 

[U. Gerfin]

Die Lösung dürfte am ehesten in der Geometrie, bzw in der Dicke der Klingen liegen.
Die Biegesteifigkeit ist ein schillernder Begriff. Meinst Du damit den Punkt, an dem die erste Biegung-plastisch oder elastisch- eintritt oder die Belastung, die zu einer dauernden Verformung oder gar zum Bruch führt ?.

Diese Werte sind durch vernünftige Stahlwahl und richtige Wärmebehandlung günstig zu beeinflussen, die Unterschiede liegen aber nicht in einer ganzen Größenordnung- also beim 10-fachen oder mehr-halbwegs vernünftige Behandlung vorausgesetzt.
Durch völlige Überhitzung kann das Gefüge so geschädigt werden, daß es im Bruchbiegetest weniger als 1/10 der normalen Werte erreicht.
Davon reden wir hier aber nicht.

Große Unterschiede kann es beim Kerbschlagversuch geben, wo sich Damast-oder Raffinierstahl- wegen der Rißablenkung weitaus günstiger verhält als Monostahl. Untersuchungen dazu hat Prof. Michael Pohl von der Ruhruniversität angestellt- mit zwei verschiedenen Damasten von Manfred Sachse. Ob das für alle Damastkombinationen gilt, scheint mir zweifelhaft.

Der einfachere Weg zum "Unzerstörbaren" ist aber wohl folgender:
Verdickung der Klinge an den besonders belasteten Stellen.
Es ist nämlich so, daß bei einem Material X mit der gedachten Biegefestigkeit 10 bei einer Verdoppelung der Dicke die Biegefestigkeit auf das Achtfache steigt- oder generell in der dritten Potenz des Maßes der Verdickung.
Als der Praxis angenäherte Modellrechnung kann folgendes Beispiel dienen: Ein Metallstab mit rechteckigem Querschnitt 10 x 4 mm hat die gedachte Biegefestigkeit 10. Verändert man die Dimension auf 20 x 4 so ist die Biegefestigkeit 20. Verändert man aber die Dimension auf 10 x 6, so ist die Biegefestigkeit 33,75 (6 : 4 = 1,5; 1,5 x 1,5 x 1,5 =3,375 x 10 = 33,75).
Durch die Verdickung von 4 auf 6 mm ist also die Biegefestigkeit um mehr als das Dreifache gestiegen.
Solche Rechnungen lassen sich nicht exakt auf Messerklingen übertragen, da sie ja nicht perfekt geometrisch als Rechtecke oder ähnliches aufgebaut sind. Die Tendenz ist aber richtig.

Es ist auch gar nicht nötig, die Klingen deshalb unbedingt dick und klobig zu machen. Ihre Belastung ist ja je nach Beanspruchung an verschiedenen Punkten verschieden. Wenn man mit der Spitze hebeln will, muß auch diese dick genug sein. Ansonsten genügt es, die Klinge dort stark zu machen, wo die größten Hebelkräfte auftreten.

Also: Richtige Materialwahl, richtige Wärmebehandlung u n d richtige Dimensionierung= mit Menschenkraft unzerstörbar (Ganz sicher wäre ich mir da nicht: Es gibt geborene Zerstörer, die alles kaputt kriegen).

Freundliche Grüße

U. Gerfin