Neuheit bei Cold Steel - Mar Tempering

[Ookami]

Ich habe bei Cold-Steel gelesen, dass sie jetzt Messer aus SK-5 (Zusammensetzung hier *click*) mit einem neuen WB-Protokoll anbieten dem sog. mar tempering.

Das Wichtigste in Kürze:
- die Klinge wird auf 1475 °F (801,67°C) erhitzt
- Abschrecken in einem Öl bei 400-500°F (204,45-260°C)
- danach Luftkühlung
- et voilà

Dadurch sollen wohl weniger Spannungen im Stahl sein als bei einer Wasserhärtung, was ihn zäher machen soll - konkret doppelt so widerstandsfähig gegen Schlagbelastungen.

Aus diesem Thread: http://coldsteelforums.com/tm.aspx?high=&m=36292

Was sagen denn die Stahlexperten hier im Forum dazu? Ist das sinnvoll oder nur eine neue Verkaufsmasche?


Ookami

 

[AchimW]

Ich vermute mal, die meinen Bainitisieren. Ansonsten, also beim schnellen Abschrecken und dann sofortigen Abkühlen an Luft, würden die genannten Temperaturen keinen Sinn für einen C80 machen. Und ja, das geht. Der Stahl wird dabei redlich hart und ordentlich zäh.

Übrigens: Viola sind violette Lakritzbonbons. Voila wäre richtig.

 

[sanjuro]

....beim schnellen Abschrecken und dann sofortigem Abkühlen an Luft würden die genannten Temperaturen keinen Sinn für einen C80 machen....... Der Stahl wird dabei redlich hart und ordentlich zäh.......

Das Aufheizen bis 801,67°C kann ich ja in meiner Esse locker nach Augenmaß machen.

Kann man sich aber durch das Abschrecken in sehr warmem Öl das Anlassen ersparen?

Gruß

sanjuro

 

[U. Gerfin]

Es geht hier um das durchaus bewährte, seit über 50 Jahren bekannte Warmbadhärten.
Der Vorteil liegt in der Trennung der Wärmespannungen von den Umwandlungsspannungen, sodaß bei richtiger Ausführung ein rissfreies/-armes, relativ zähes Gefüge entsteht.
Der Nachteil liegt im höheren Aufwand, bei kaum spürbarer Verbesserung gegenüber üblichem korrektem Vorgehen. Die Zähigkeit ist eine Spur besser, die Härte eine Spur geringer.

Das Grundprinzip ist die Abkühlung in einem Warmbad auf eine Temperatur unter der Perlitnase.
Das weitere Vorgehen ist dann vom Stahl und vom Ziel abhängig.

Hoch legierte Stähle können in einem Warmbadbereich von ca 200-500 Grad abgeschreckt werden und in dem Warmbad längere Zeit belassen werden.
Daraus würde ein noch hartes, sehr zähes (nicht elastisches) Bainitgefüge entstehen.

Bei Warmbadtemperaturen um 200 Grad und einfach legierten Stählen entsteht normaler Martensit und zwar beim Abkühlen auf Raumtemperatur.
Daraus folgt zwingend, daß das Werkstück angelassen werden muß, was bei der Umwandlung auf Bainit nicht erforderlich wäre.

Die hier angegebenen Härtetemperaturen und Warmbadtemperaturen sind natürlich nur ca-Werte, bei Warmbadtemperaturen von 250 Grad und darüber hätte ich allerdings Bedenken in Bezug auf Härteverluste bei dem einfachen Kohlenstoffstahl.

Bei einer Härtetemperatur von 801,5 Grad würde das Verfahren natürlich ebenso versagen, wie bei 801,8 Grad- da liegt eben das unnachahmliche Geheimnis !.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[sanjuro]

Mar Tempering

......Bei Warmbadtemperaturen um 200 Grad und einfach legierten Stählen entsteht normaler Martensit und zwar beim Abkühlen auf Raumtemperatur.
Daraus folgt zwingend, daß das Werkstück angelassen werden muß......

Ich bin ein wenig begriffsstutzig und bitte nochmals um Aufklärung:

Beim Abschrecken des Kohlenstoffstahls im Warmbad entsteht demnach unmittelbar KEIN Martensit, weil dieser sich erst beim weiteren Abkühlen auf ca. 20°C bildet?

Gruß

sanjuro

 

[U. Gerfin]

Nein, Sanjuro, so kann man das nicht sagen.
Der Ms-Punkt-Martensit-Start-Punkt liegt bei unterschiedlichen Stählen auch unterschiedlich. Es ist auch nicht so, daß bei einer exakt festzulegenden Temperatur der mit Kohlenstoff gesättigte Austenit insgesamt umklappt und zu Martensit umwandelt.
Bei reinen C-Stählen mit 1 %C geht man davon aus, daß die Umwandlung zu Martensit bei ca. 100 Grad beginnt und bei Raumtemperatur bis auf den Restaustenit beendet ist.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[D.Kraft]

Tritt ein ähnlicher effect auch auf wenn ich jetzt einen Wasserhärter (C80) in heißem Wasser "abschrecken " würde ?

 

[U. Gerfin]

Nein !
Abschrecken in heißem Wasser würde unter die Ms-Temperatur abkühlen, also zur alsbaldigen Martensitbildung führen, wenn man überhaupt an der Perlitnase vorbei käme.

Bei fast kochendem Wasser würde das Leydenfrostsche Phänomen mit stabiler Dampfhautbildung auftreten. Dann könnte es sein-und bei einem reinen C-Stahl wäre es sogar wahrscheinlich- daß die Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich der Perlitnase so gering wäre, daß es nicht zur Martensitbildung käme.

Die Abkühlungsgeschwindigkeit von Wasser variiert stärker, als man denkt.

Als man noch überwiegend mit sehr reinen, also umwandlungsfreudigen C-Stählen arbeitete, wurde das sehr intensiv erforscht.

Haufe zeigt dazu ein Diagramm aus einer Untersuchung von W.Peter, HTM 5, (1952) S. 65-96 "Über den Abkühlungsvorgang in flüssigen Härtemitteln und seine Beeinflussung durch die Oberflächenbeschaffenheit des Härtegutes".
Ganz kurz gefasst ist danach die Abkühlungsgeschwindigkeit von Brunnenwasser bei 20 Grad im Bereich von ca 400 Grad C mit über 1.500 Grad C/ sec.mehr als 15 mal höher als die von Clausthaler Leitungswasser bei 97 Grad C.
Interessanter Weise ist die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Leitungswasser gegenüber dem Brunnenwasser im Temperaturbereich zwischen 800 und 400 Grad höher.
Die Erklärung ist recht einfach: Je nach der Zusammensetzung des Wassers tritt die Dampfhaut in unterschiedlichen Temperaturbereichen auf und beeinflußt damit die Abschreckwirkung.

Vielleicht macht sich mal jemand die Mühe, das Bild 38 aus Haufe:
"Werkzeugstähle und ihre Wärmebehandlung" (S. §5) ins Netz zu stellen.

Danach erscheint es durchaus nachvollziehbar, daß ein japanischer Schwertschmied einem Kollegen, der die Hand in sein Härtewasser gesteckt hatte, um die Temperatur zu prüfen, ebendiese kurzerhand abschlug.
Bei ultrareinem Stahl kann sich ein geringer Unterschied in der Abkühlungsgeschwindigkeit schon sehr stark bemerkbar machen.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[Koraat]

Hallo,

ich kann diese Art zu härten nur empfehlen, gerade bei langen dünnen Küchenmesserklingen aus niedrig legierten Werkzeugstählen, die stark zu Verzug neigen.
Da die endgültige Umwandlung in Martensit an der Luft stattfindet kann man der Klinge zusehen wie sie sich verzieht und im Zweifellsfall sofort gegensteuern.


mfg
Ulrik

 

[Bummi]

Hallo Messerfreunde,
alles richtig , das ist die klassische Warmbadhärtung, meistens wird das aber im Salzbad durchgeführt, Öl ist erst seit den 80er dazugekommen.
Aber zum Bainit möchte ich noch etwas sagen.
Bainit ist nach meiner Meinung ein äußerst elastischer Zustand, die
Biegewechselfähigkeit ist um Längen höher als bei einem konventionell
vergüteten Stahl. (Wöhlerkurve)
Das verfahren ist bei hochlegierten Stählen eher selten, bei Vergütungsstählen mit geringen Querschnitten recht häufig, um eine höhere Lebensdauer zu erreichen.
Für Messer ist es meineserachtens eher ungeeignet, da man damit kaum
Härten von mehr als 50-55 HRC erzielen kann.
Hier würde ich die normale Härtung auf Martensit immer vorziehen.
gruss fritz

 

[AchimW]

Naja, Fritz, das hängt sicher vom Stahl ab und von der Temperatur bei der bainitisiert wird. Einen 100Cr6 bekommt man problemlos auf 60 HRc und mehr. Bei dem Stahl wird das Verfahren auch für Lager angewandt.

 

[U. Gerfin]

Hallo Fritz !
Ich habe mich nicht ganz korrekt ausgedrückt. Die gute Zähigkeit bainitischen Gefüges auch bei hohen Härtewerten ist in der Arbeit von Verhoeven gut beschrieben. Da zeigt er eine Biegeprobe, die um fsat 180 Grad gebogen ist, ohne zu brechen, allerdings auch ohne zurückzufedern.
Ich wollte verdeutlichen, daß der Vorteil des Gefüges mehr in der Zähigkeit= plastischen Verformbarkeit und weniger in der für uns wichtigeren Elastizität besteht.
Bei Schnellarbeitsstählen erreicht man auch mit dem bainitischen Gefüge 65 HRC.
Was für uns interessant sein könnte, ist auch ein bainitisch-martensitische Mischgefüge.

Freundliche Grüße

U. Gerfin