damast
Roman hat vollkommen Recht. Härte alleine bringt gar nichts, wenn nicht ein entsprechendes Gefüge eingestellt wird.
Zu dem, was Guenter sagt, möchte ich auch noch einiges hinzufügen.
Zitat:
"AchimW hat insofern Recht, daß reines Nickel eine Migrationssperre ist. Aber auch bei nur 5%-igen Nickelstählen tritt schon eine deutliche Bremswirkung ein."
Nun ja, im Prinzip schon. Allerdings:
- ist es erstens nicht möglich, brauchbare härtbare Werkzeugstähle mit solchen Nickelgehalten ohne irgendwelche zusätzlichen Tricks überhaupt zu erzeugen. Kohlenstoff und Nickel sind zwei Elemente, die sich im Stahl nicht vertragen. Das Material wird extrem warmbrüchig. Wir haben probeweise einen Stahl mit 1 % C und 8 % Nickel erzeugt. Dreimal mit dem Hammer drauf und es sieht aus wie Hüttenkäse. Daher liegt die Grenze bei härtbaren Werkzeugstählen so bei etwa 4+ %. Siehe auch die Legierung des Leo-Stahles, den Markus verwendet!!
- wird zweitens die Migration zwar vom Nickel gebremst, jedoch nicht unterbunden. Das Gleiche geschieht übrigens bei hohen Silizium-Gehalten (Federstähle!!). Die von mir oben beschriebene und von Herrn Dr. Kinder ermittelte starke Kohlenstoffhäufung (!!) geschah gerade in dem Bereich des Stahlblocks, in dem sich das Nickel zu erheblichen Teilen einlegiert hatte. Wichtig hierbei ist die Zeitschiene. Kann ich mit vielen Lagen und nur einer Feuerschweißung arbeiten, um einen fertigen Ausgangsblock zu erzeugen, so kann eine Migration weitgehend verhindert werden. Der weitaus größte Teil der Schmiede, die Schweißverbundstahl herstellen arbeiten aber wohl immer noch mit einer geringen Zahl von Lagen im Ausgangsblock und erzeugen die hohe Lagenzahl durch eine mehr oder minder große Zahl von Feuerschweißungen. Da ist dann allerdings in aller Regel mehr als genug Zeit bei Schweißtemperatur vorhanden, um dem Kohlenstoff auch die Wanderung in die nickelreicheren Stähle zu erzeugen.
Zitat:
"Im Übrigen ist der Kohlenstoffgehalt für die Härtetemperatur bei legierten Stählen von untergeordneter Bedeutung."
Hmm, was bitteschön ist denn ein "legierter Stahl"??
Nun, betrachten wir zuerst die reinen Kohlenstoffstähle, weil wir uns da mit Legierungen nicht auseinandersetzen müssen. Beim Eutektikum (~ 0,8 % C) liegt die Austenitisierungstemperatur bei 723° C. Von da aus steigt sie sowohl bei sinkendem als auch bei steigendem C-Gehalt deutlich an. Bei 1,5 % C liegt sie schon bei ca. 980° C. Bei unlegierten Stählen ist der Kohlenstoffgehalt also offensichtlich von enormer Bedeutung für die Härtetemperatur.
Bei legierten Stählen sieht die Sache etwas anders aus. Das hat allerdings nichts mit dem Kohlenstoffgehalt, sondern mit dem Gehalt an anderen Legierungselementen zu tun. Elemente wie Chrom brauchen, auch in einem homogenen Stahl, eine gewisse Zeit bei relativ hoher Temperatur zur gleichmäßigen Verteilung im Gefüge. Daher werden z.B. für die hoch chromhaltigen rostträgen Stähle (440 A B C, ATS34, K190PM, S60V etc etc) lange Vorwärm- und Haltezeiten bei hohen Temperaturen angegeben. Noch extremer wird es bei Verwendung von Legierungselementen wie Wolfram oder Kobalt, was wir bei Versuchen mit verschiedenen Testlegierungen bei der Wootzherstellung leidvoll feststellen mußten.
Allerdings werden diejenigen Stähle, die solch hohe Haltezeiten und Temperaturen erfordern in aller Regel nicht für die Herstellung von Schweißverbundstählen verwendet. Niedriglegierte Stähle wie etwa 1.2842 fallen wegen des zu vernachlässigenden Gehaltes an Legierungselementen wieder unter die Regeln des Eisen-Kohlenstoff-Diagrammes. Auch Haltezeiten sind eher kontraproduktiv, da ein Festhalten bei Härtetemperatur bei diesen Stählen zu einer erheblichen Verschlechterung des Gefüges durch Kornwachstum führen würde.
Alles in allem empfehle ich im Zweifel immer einen Blick ins EKD, das man hier findet:
http://www.fh-aalen.de/sgv/metallographie/umwandlungstahl/Fe-C-Diagramm_gross.htm
Achim
