Probleme mit 55Si7 - Federstahl

[Timm]

Ich habe das (abgeflachte) Rohr mit einen einfachen Dreck/Lehmstopfen verschlossen.
Dann kann da auch nichts knallen.
Du könntest zusätzlich noch Lederkohle beigeben, es gibt eeinige alte Rezepte, in denen das erwähnt wird. Hier im MF gabs auch schon was dazu.

Gruß,
Timm

 

[Geonohl]

Jannis, war das angelieferte Material denn in Ordnung, hast du mal ein Stück gehärtet?

 

[Xerxes]

Hi Leute,

ein Probestück von einem anderen Flachstahl hat sehr gut gehärtet. Es wäre natürlich im Bereich des Möglichen, dass ein Stück falscher Stahl unter die zwanzig anderen gerutscht ist aber mitlerweile glaube ich doch eher an Arno's Entkohlungstheorie. Vor allem, weil nach jedem weiteren Härteversuch die erzielte Härte abnahm...

Wie gesagt, in Zukunft werde ich vorsichtiger mit dem Stahl sein. Und mit dieser Klinge probiere ich noch etwas rum;-)

Das mit den historischen Rezepten ist mir hier nicht so wichtig. Ist ja auch nen moderner Stahl. Ich werde einfach 60% Holzkohlepulver und 40% Bariumcarbonat verwenden. Mal gucken wie es klappt...

Gruß Jannis

 

[U. Gerfin]

Vorsicht !

Bei 900 Grad C und 8-9 Stunden Einwirkung ist mit einer Aufkohlungstiefe von ca. 2 mm zu rechnen.
Das scheint wenig zu sein.
Du mußt aber bedenken, daß die Aufkohlung von allen Seiten wirkt. Daher wären 4 mm vierkant bis auf den Kern aufgekohlt.
Dabei ist noch nicht berücksichtigt, daß die Schneide nicht 4 mm dick ist, und von drei Seiten, also auch von vorne beeinflußt wird.

Weiter ist zu berücksichtigen, daß Du nicht von einem C-Gehalt von 0,1-0,2 % ausgehst, sondern sicher noch von 0,3- 0,4 %.

Schließlich ist die Kohlungswirkung des von Dir in Aussicht genommenen Gemischs nicht so eingestellt, daß es nur zu einer Aufkohlung auf 0,8-0,9 % kommen wird. Es ist bei dieser Zeit und Temperatur mit einer deutlichen Überkohlung auf 1,2-1,4 % zu rechnen.

Bei der langen Zeit der Einwirkung würde sich mit Sicherheit Korngrenzenzementit bilden, mit allen negativen Auswirkungen auf die Zähigkeit.

Zum "Ausheilen" einer oberflächlichen Entkohlung reicht eine halbe Stunde Einwirkung ohne weiteres aus.
Selbst dann wirst Du normalisieren müssen, bevor Du wieder härten kannst.

Ganz überzeugt bin ich von der Entkohlungstheorie noch nicht.
Dagegen spricht, daß nach dem Härten eine Feile nicht gegriffen hat. Härteprüffeilen werden gerade zur Entdeckung einer Weichhaut eingesetzt und decken den Bereich bis 65-67 HRC ab. Wenn Du also eine neue und hochwertige Feile benutzt hast und sie über das Material gerutscht ist, war die Klinge an dieser Stelle jedenfalls hart.
Hast du eine Härteprüfung am Rücken und an den Flanken gemacht ?. Ich könnte mir vorstellen,daß dort keine vollständige Härtung eingetreten war.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[Xerxes]

Hallo Herr Gerfin,

ob bzw. wieviel Kohlenstoff beim Schmieden verloren gegangen ist, kann ich nicht sicher sagen. Allerdings ist schon im Laufe meiner Härteversuche so viel Kohlenstoff verloren gegangen, dass die Klinge nun (zumindest die Oberfläche) gar nicht mehr härtet. Während die Feile bei den ersten zwei Härtungen noch überall nicht gegriffen hat, nahm der Stahl bei den weiteren Härtungen eine immer geringere Härte an. Nach der fünften Härtung konnte ich die ganze Klinge ohne Probleme feilen.

Da schon beim Härten bei niedrigeren Temperaturen so viel Kohlenstoff verloren gegangen ist, gehe ich nun wirklich davon aus, dass schon beim Schmieden eine gewisse Menge Kohlenstoff verloren ging.

Auf die längere Aufkohlungszeit bin aus folgenden Gründen gekommen. Erstens gehe ich bei dem von mir verwendeten Stahlrohr davon aus, dass es ein bis zwei Stunden dauert, bis das Paket vollständig durchgewärmt ist. Dann schreibt Rapatz dazu, dass Si die Aufkohlung stark verlangsamt. Und außerdem gehe ich davon aus, dass ich beim Normalisieren wieder etwas Kohlenstoff verlieren werde. Daher möchte ich den C-Gehalt von Anfang an höher einstellen...

Gruß Jannis

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Leute

Ich habe bereits mal versuchsweise einen 55 Si 7 im Salzbad aufkohlen und härten lassen (Größenordnung 10 h). Das Ergebnis war wie von Ulrich beschrieben: Deutlich überkohlt, sehr grobkörniger Bruch. Ich habe das nicht weiter verfolgt, ist auch schon gut 10 Jahre her... Mehrfaches Normalisieren nach dem Aufkohlen wird jedenfalls unerlässlich sein. Meine damalige Härterei hatte davon anscheinend noch nichts gehört.

Wie gesagt bin ich mir mit der Entkohlungstheorie auch nicht 100%ig sicher, es fällt mir nur nichts besseres ein. Der erste Feilentest sprach dagegen, alle weiteren Härteversuche sprechen deutlich dafür. Außerdem ist imho gerade die Verwendung der allseits so hoch gelobten Gasessen an dieser Stelle nicht vorteilhaft. Nach allem, was ich weiß, kann man mit einem Propangasbetriebenem, athmosphärischen Brenner keine auch nur neutrale Athmosphäre erzeugen... Die geringe Zunderbildung kann die Abkohlung zusätzlich begünstigen. Wie eben auch die "hauseigene" Zunderbeständigkeit durch das Si.

In den von mir beschriebenen Fällen habe ich zwar ein Kohlefeuer benutzt, allerdings unvorsichtigerweise nicht auf saubere Abdeckung des Werkstückes mit Kohle geachtet, da es ja "nur mal eben" ums Biegen ging... Das war imho der Fehler...

Zum Vergleich: Ein Raffinierstahl mit ca. 6.000 Lagen C 105 W 1 im selben Feuer, allerdings fachgerecht hergestellt, hatte nach Spectralanalyse genau 1,05 % C

Kleine Ursache, große Wirkung...

 

[Ilmarinen]

@Arno Eckhardt

Zum Vergleich: Ein Raffinierstahl mit ca. 6.000 Lagen C 105 W 1 im selben Feuer, allerdings fachgerecht hergestellt, hatte nach Spectralanalyse genau 1,05 % C

Was heißt das? Hat ein moderner C105 W1 6.000 Lagen? Und wie kommt es dazu?

Grüße

Jörg

 

[AchimW]

@Arno Eckhardt

Was heißt das? Hat ein moderner C105 W1 6.000 Lagen? Und wie kommt es dazu?

Grüße
Jörg

Das heißt, dass der Arno einen C105 mit 1,05 % C genommen und so lange gefaltet und im Feuer geschweißt hat, bis es ein Raffinierstahl mit 6000 Lagen war. Den hat er dann spektrometrisch gemessen und der Stahl hatte immer noch 1,05 % Kohlenstoff, hat also nicht entkohlt, trotz der vielen Schmiedevorgänge und Schweißhitzen. Das steht dann im krassen Gegensatz zum hier diskutierten 55Si7, der schon in ein paar wenigen Schmiedevorgängen seinen Kohlenstoff rausbläst.

Ein moderner C105 hat genau eine Lage.

 

[U. Gerfin]

Einen ähnlichen Versuch wie Arno ihn beschreibt, habe ich auch mal gemacht. Ausgehend von Federband aus 1.1545 0,5 mm stark habe ich ein großes Paket mit 100 Lagen verschweißt, ein Endstück abgeschnitten, das restliche Paket weitergefaltet und zwar soweit, daß am Ende etwa 15 Mio Lagen herauskamen. Zwischendrin habe ich immer wieder Endstücke abgeschnitten und sie Roman zur Analyse gegeben. Das Ergebnis war ähnlich wie bei Arno- der C-Gehalt blieb nicht exakt auf 1 %, bewegte sich aber immer um diesen Betrag, mal geringfügig niedriger, mal geringfügig höher. Es ist also durchaus möglich, in einem richtig geführten Feuer ohne C-Verlust zu arbeiten, bzw sogar aufzukohlen. Arno hat, soweit ich mich erinnern kann, eine Bodkinspitze von mir, die aus Baustahl geschmiedet wurde, nach dem Schmieden aber einen Rand-C-Gehalt von ca. 1 % aufwies, nach dem Härten jedenfalls Glas ritzte.

Zu Jannis Plänen: Die Aufkohlungszeit ist definitiv zu hoch, auch wenn man die Aufheizzeit abzieht.
Rapatz schreibt, daß Nickel die Einsatzgeschwindigkeit gegenüber einem unlegierten Stahl um 30 % herabsetzt. Silizium erwähnt er in diesem Zusammenhang nicht. Houdremont und Schrader haben die Wirkung der Legierungselemente auf das Aufkohlen eingehend erörtert. Wenn Du das vertiefen willst, solltest Du deren Beiträge nachlesen. Bei der Besprechung der Siliziumstähle schreibt Rapatz, daß Si die Eindringtiefe beim Einsetzen verringert. Von einer besonders starken Wirkung steht aber auch da nichts.

Nach dem Einsetzen ist es sinnvoll, den Stahl nicht langsam mit der Packung abkühlen zu lassen, da dabei wieder eine Entkohlung eintreten könnte.
Da das Normalisieren zügig durchgeführt werden muß, sehe ich keine so große Gefahr erneuter Entkohlung. Die müßte man auch durch die Verwendung einer geeigneten Härteschutzpaste- etwa Condursal- vermeiden können.

Ob die Rettungsversuche an dem fünf mal (?) gehärteten Stück noch Sinn machen, kann ich nicht sagen. Ein Versuch ist sicher lehrreich.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[Xerxes]

Hi Leute,

hab die Klinge nun aufgekohlt und bin mit dem Ergebnis recht zufrieden. Insgesamt war die Klinge 7 Stunden im Ofen, wobei es ca. zwei Stunden dauerte, bis das Paket voll auf Temperatur war. Leider hatte die Klinge sich während des Aufkohlens leicht in Richtung einer Schneide verzogen. Nach dem Normalglühen hatte die Klinge noch ausreichend Kohlenstoff. Nach dem Härten und Anlassen kann ich die Klinge nun ohne Probleme um 90 grad biegen ohne dass sich die Klinge verformt. Ich schätze die Härte auf ca. 58 hrc... Ich schreib noch mehr dazu, wenn das Schwert fertig ist. Dann gibt es auch ein paar Bilder;-)

Gruß Jannis

 

[Xerxes]

Hi Leute,

hier mal ein kleines Preview. Das Schwert ist von der Substanz her fertig und scharf. Allerdings ist es noch nicht gefinished und das wird es auch erst nach unserer Schnitttestsession kommenden Samstag. Dann gibt es auch ein paar bessere Bilder.

Gruß Jannis

 

[Hamurra-e]

Heißes Teil Jannis!
Was willst du da noch finischen? Das sieht so Gut aus wie es ist
Bist du mit deiner nachhärterei zufrieden?
Wie wäre es mit ein paar Daten. Gewicht/ Länge/ Klingendicke-breite usw...

 

[Xerxes]

Hi Hamurra-e,

Was willst du da noch finischen? Das sieht so Gut aus wie es ist

Vielen Dank;-) Aber es gibt da schon noch einiges. Z.B. ist das Parier vom dem Leim mit dem ich das Griffleder befestigt habe etwas angelaufen. Dann könnte die Klinge ein etwas gleichmäßigeres und feiners Finish vertragen. Usw...

Wie wäre es mit ein paar Daten. Gewicht/ Länge/ Klingendicke-breite usw...

Eigentlich wollte ich erstmal ein paar Fotos bei besserem Licht machen und dann einen Thread im Blankwaffenbereich eröffnen. Aber hier schonmal ein paar Daten:

Das Schwert könnte man vom Typ her als "Normannenschwert" bezeichnen. Diese Art Schwerter waren hauptsächlich im 11. Jahrhundert verbreitet, wobei das frühste, mir bekannte Exemplar, archäologisch auf ca. 950 datiert ist. Charakteristisch ist die erstaunlich lange Klinge (850-900mm sind keine Seltenheit), der kurze Griff, Breites Parier und Paranussknauf. Allerdings läuft bei den historischen Schwertern die Hohlkehle meist 100-150mm vor dem Ort aus und das Blatt endet in einem Ort mit linsenförmigen Querschnitt. Hier habe ich mir die Freiheit genommen.

Bei dem Entwurf dieses Schwertes habe ich mich an Peter Johnsson's Theorie für mittelalterliches Schwertdesign orientiert. Ein Foto meiner Skizze stelle ich noch ein.

Gesamtlänge: 994mm
Blattlänge bis zum Parier: 842mm
Grifflänge gesamt: 152mm
Heftlänge: 102mm
Breite des Parier: 220mm
Klingenbreite am Parier: 45mm
Breite der Hohlkehle am Parier: 17,2mm
Klingendicke am Parier: 4,8mm
Klingenbreite vor dem Ort: 26mm
Breite der Hohlkehle vor dem Ort: 10,5mm
Klingendicke vor dem Ort: 2,9mm

Gesamtgewicht: 1250g
Klingengewicht: ca. 660g
Gewicht vom Parier: ca. 120g
Knaufgewicht: ca. 370g
Schwerpunkt: ca. 100mm vorm Parier.
Schwingpunkt am Heft: ca. 40mm vorm Parier
Wenn ich einen Impact direkt am Schwingpunkt am Heft simuliere liegt der zugehörige Pivotpoint direkt am Schwingpunkt an der Klinge.
Beim Impact am Parier liegt der zugehörige Pivot ca. 155mm vor dem Ort.
Beim Impact am Knauf liegt der zugehörige Pivot ca. 510mm vor dem Ort.
Schwingpunkt an der Klinge: ca. 285mm vorm Ort

Ach ja, nochmal zum Härten. Ich kann die Klinge nun ohne Probleme um 90 Grad biegen. Von der Härte schätze ich sie auf ca. 58 hrc. Also ziemlich ideal würde ich sagen. Allerdings hat sich die Klinge während des Aufkohlens etwas zu einer Schneide hin verzogen. Sieht man auf den Bildern fast nicht aber wenn man über die Klinge peilt, fällt es schon auf. Ich glaube allerdings nicht, dass ich diesen Verzug noch rausbekomme ohne gravierend etwas an der Abmessung der Klinge zu ändern.

Gruß Jannis