Stahl überhitzt

[Günther]

Ich hab mich mit meiner Frau auf folgendes geeinigt:

Wenn ich Nachmittagsschicht habe bringe ich morgens meine Tochter zum Kindergarten und hab den Rest vom Vormittag zum Messermachen.

Ich war vor ein paar Wochen wieder einmal (nicht erfolgreich) am Damast schmieden.
Tief im Gedanken versunken hab ich gewerkelt und geklopft.

Nachdem ich das Paket verschweißt und ausgereckt hatte, konnte ich nicht weiter machen, da ich es in drei Teile schneiden wollte und mit dem Schutzgasschweißgerät wieder zusammen zu heften, das mach ich aber in der Arbeit.

Also ein weiteres Paket verarbeiten. Da fällt mein Blick auf ein Paket das ich schon länger vorbereitet in der Werkstatt herum stehen hatte:

Schneidleiste aus 1.2510 mit Außenlagen aus Kettensäge.

Also Paket erwärmt auf Rotglut, erste Portion Borax drauf, wieder rein, auf gelb erhitzt noch einmal Borax bis es schön siedet, dann raus und flott klopfen.

Noch einmal erhitzt und andere Seite bearbeitet.

Dann ein flüchtiger Blick auf die Uhr - 11.45Uhr. Ich hätte um 11.30 Uhr meine Älteste vom Kindergarten abholen sollen
Schnell die Gasesse abdrehen, das nur halbherzig geklebte Paket zur Seite gestellt und mit dreckigen Händen ins Auto gesprungen.

Am nächsten Tag pünktlich um 8 Uhr die Kleine abgeliefert und wieder in die Werkstatt.

Ich wollte das Paket vom Vortag weiter bearbeiten, aber aus einem sind zwei geworden. Es ist einfach in der Mitte zerrissen.

Der Riss geht seltsamer Weise nicht an der Schmiedefuge zwischen 1.2510 und Kettensäge sondern mitten durch die Lage 1.2510.

Der Riss ging bis auf einen Zentimeter durch die gesamte Länge. Ich habe das Stück dann ganz durchgebrochen, das ich zwei Teile hatte.

An der Oberfläche war ganz deutlich die Kornsruktur zu sehen – extrem grobes Korn.

Ich bin zu dem Schluss gekommen, das durch das erhitzen auf Schweißtemperatur ohne ausreichende Umformung und ohne nachfolgendes Normalisieren der Stahl geschädigt wurde, und die unterschiedlichen Lagen eine solche Spannung aufgebaut haben, das der Stahl in der Mitte zersprungen ist.

Die Bilder sind nicht besonders gut, aber ich hoffe, das grobe Korn ist zu erkennen.

 

[Günther]

Damit war für´s erste die Sache für mich erledigt. Dann hat mir das Ganze aber keine Ruhe gelassen.
Also hab ich aus den beiden Teilen vier gemacht. Ich hab sie in der Mitte durch geschnitten und unterschiedlich wärmebehandelt.

Teil 1 hab ich so wie er war zur Seite gelegt.

Teil 2 bei 800° C drei mal normalisiert.

Teil 3 bei 800°C drei mal normalisiert und eingeformt. Dazu muß ich sagen, das ich einfach gemacht hab, was ich unter einformen verstehe.

Ofen auf 723 °C aufgeheizt, Teil in Härtefolie gepackt, 10 Minuten gehalten, dann auf 730 hoch geheizt 10 Minuten halten, auf 723 zurück 10 Minuten halten, auf 700 runter 10 Minuten halten, hoch auf 723 für10 Minuten, hoch auf 730, runter auf 723,700,…..

Das Ganze für ca. 1,5 Stunden.

Teil 4 bei 800°C drei mal normalisiert, eingeformt und dann in Härtefolie weichgeglüht.
30 Minuten auf Weichglühtemperatur halten, dann alle 40 Minuten um 30°C die Temperatur verringern, bis 600°.
Ich weiß, eigentlich sollte jede Stunde nur 30 ° verringert werden, ich wollt´s schneller, war ja nur ein Versuch.


Als ich alle Behandlungen abgeschlossen hatte, hab ich die Teile im Ofen gehärtet, und bei 190 ° zwei mal 1,5 Stunden im angelassen.


Dann die Teile am Rand von beiden Seiten her mit dem Trennjäger etwas eingeschnitten, um eine Sollbruchstelle zu haben und im Schraubstock mit dem Hammer gebrochen.


Ein Unterschied bei der aufgewendeten Kraft war schwer festzustellen, da die Teile nicht gleichmäßig stark waren. Mußte aber schon zimlich drauf hauen, das hat mich echt überrascht.

Ein gewaltiger Unterschied war allerdings bei dem Teil zu merken, das ohne vorherige Wärmebehandlung gehärtet wurde.
Das brach fast wie Glas.

Alle Anderen waren ähnlich wiederspänstig.

Von der Korngröße kann man deutliche Unterschiede erkennen.
Die deutlichste Verbesserung war nach dem Einformen zu erkennen.
Was mich allerdings etwas verwundert hat, ist das die Struktur bei dem weichgeglühten Teil gröber erscheint, als bei dem eingeformten, kann aber täuschen oder auch an der „groben“ Vorgehensweise beim Weichglühen liegen.


Ich hab von den Brüchen Bilder unter einem "Mikroskop" bei mir in der Arbeit gemacht. Vergrößerung 2-Fach.

Bild 1 zeigt Material ohne Vorbehandlung nur gehärtet.
Bild 2 drei mal normalisiert
Bild 3 drei mal normalisiert und eingeformt
Bild 4 drei mal normalisiert, eingeformt, weichgeglüht.


Bildqualität ist mager, wegen mangelnder Beläuchtung.

 

[Günther]

Zum besseren Vergleich hab ich mal zwei Teile neben einender gestellt.

Bild 1:

links ohne Vorbehandlung, rechts normalisiert.


Bild 2:

links ohne Vorbehandlung, rechts normalisiert und eingeformt.

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Günther

Tolle Show! Super Doku!

Hiermit wage ich den Versuch, als erster ein Statement abzugeben:

Dieser Riss sollte durch eine Seigerung im Walzmaterial entstanden sein. was Besseres fällt mir nicht ein.

 

[roman]

Na dann...

Schön gemacht!

Zum aufspalten:

möglich:
Seigerungen im Stahl (sichtbarmachen durch pollieren und anätzen)


wahrscheinlich:
es sind 2 unterschiedliche Stähle die auch unterschieliche Ausdehnungskoeffizienten haben.
Der Gefügezustand war extrem wie Du selber bemerkt hast.
Ablegen nach dem Schweißen und Schmieden an Luft hinterlässt zusätzlich Spannungen im Material besser in Asche.
2510 ist W legiert und diese Stähle reagieren ganz empfindlich auf zu hohe Hitze beim Schweißen.

Zum Bruchgefüge härten:

Weichgeglüht ist ein Zustand der gut ist fürs härten jedoch braucht man auch eine längere Haltedauer im vergleich zu nur normalisiert schnell abgekühlt und dann wieder gehärtet.

Heist das sieht mir nach ein wenig zu geringer Austenitisierung aus. also nochmal härten und dann nochmals prüfen.

 

[herbert]

@günther, saubere Sache, und schöne Experimente

Ich finde, die Schmiede unter uns sollten überhaupt solche mißglückten Dinge in der Art mal begutachten und zeigen.
Solche Sachen sind dermaßen lehrreich, das kann kein Buch leisten.
Aus der Praxis für die Praxis mit relativ einfachen Mitteln.

Gell, roman, irgendwann sind wir hier eine community von Metallurgen.....

 

[Haudegen]

2510, bruch u. grobes gefüge kommt mir bekannt vor.

die klinge kam vom härten zurück u. ich wollte polieren, - weit bin ich damit nicht gekommen.

@ Günther, find ich klasse, dass du uns auch an mißgeschicken teilhaben lässt. durch deine post`s u. fragen ergibt sich doch immer wieder was neues für alle.

grüsse ,..

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Ihr, Hallo Roman

Jau, ich würde auch sagen, eine leichte Seigerung allein wird diesen Riss wohl nicht verursachen. Aber würde der Stahl allein durch Spannungen so schön mittig aufreißen? Ich glaube auch, auf einigen der Bilder leicht dunkler gefärbte Bereiche direkt an den Bruchflächen zu erkennen, die mich überhaupt erst auf die Seigerungsgeschichte gebracht haben. Das ist natürlich in sofern problematisch, als dass diese "Verfärbungen" an Bruchflächen ganz leicht entstehen, wenn diese z.B. einfach nur etwas feucht oder ölig werden (Handschweiß reicht da erfahrungsgemäß schon aus).

Wäre toll, wenn Günther da mal tatsächlich noch einen Schliff ätzen könnte!

 

[Günther]

@roman:

2510 ist W legiert und diese Stähle reagieren ganz empfindlich auf zu hohe Hitze beim Schweißen.

Aber beim verschweißen kommt es doch zwangsläufig zu einer Überhitzung oder sehe ich das falsch?

Wir verarbeiten den 1.2510 in der Arbeit, da fällt immer wieder mal ein kleines Reststück für mich ab, zu klein für ein Messer, aber Groß genug zum Verschweißen, darum wüsste ich gern mehr über die Behandlung für diesen Stahl.

Wenn ich nach dem Schweißen Einforme, sollte doch wieder einiges repariert sein, oder, zumindest lese ich das aus den Brüchen.

Weichgeglüht ist ein Zustand der gut ist fürs härten jedoch braucht man auch eine längere Haltedauer im vergleich zu nur normalisiert schnell abgekühlt und dann wieder gehärtet.

Meinst Du mit Haltedauer die Dauer beim Weichglühen, welche ich bewusst gekürzt habe, oder meinst Du ich sollte ein zuvor weichgeglühtes Stück länger auf Härtetemperatur halten, vor dem Abschrecken?

Ich vermute Du meinst das zweite, wenn ja, wie lange sollte man auf Härtetemperatur bleiben?Ich hab zwei Minuten zum Durchwärmen gerechnet und noch drei Minuten bis zum abschrecken in heißem Öl.


@ Haudegen:

Günther, find ich klasse, dass du uns auch an mißgeschicken teilhaben lässt. durch deine post`s u. fragen ergibt sich doch immer wieder was neues für alle.

Danke, ich komm mir zum Teil schon recht blöd vor immer wieder lästig nachzufragen, aber wer nicht fragt bleibt dumm.

@ Herbert:
Es ist eine extrem interessante Materie, aber auch nicht leicht zu verstehen.
Bin normalerweise kein Theoretiker, aber bei Stahl ist das anders. ich brauch halt etwas länger.



@ Arno Eckhardt:

Ich hab die Teile gebrochen und extra sofort fotografiert, eben um Verfärbungen zu Vermeiden, ist aber zimlich sicher mal passiert, das ich mit den Fingern ran gekommen bin.

Ich kann gerne die Stücke schleifen und Ätzen, dachte nicht, das man da was vom Korn sieht, darum hab ich direkt fotografiert.

 

[Arno Eckhardt]

Hallo Günther

Vom Korn sieht man unvergrößert natürlich nix, aber eine Seigerung KÖNNTE sich, wenn tatsächlich vorhanden, farblich etwas abheben.

 

[The Blade]

wirklich sehr interessant, Günther... solche Dokumentationen sieht man leider zu selten und in der Literatur wird meist auch nur die 1A-Ware gezeigt *lach*.

Auch ich habe über Weihnachten bei der Wärmebehandlung (WB)zu wenig Zeit gelassen und eine Klinge durch Spannungsrisse versaut. Da fallen mir immer wieder die Worte meines Lehrmeisters Thomas ein: Eine richtige WB ist durch nichts zu ersetzen...

 

[roman]

Hallo Günter,

mit überhitzen habe ich gemenint dass es möglicherweise echten Schaden genommen hat, eindringen von Sauerstoff (verbrennen). Das kannst Du dann sehen wenns viel kleine feine Risse rundherum gibt.
und das kann man nicht mehr reparieren.

Gemeint ist die Dauer des Austenitisierens man hat ja mehr ausgeschieden daher muss auch mehr gelößt werden.

 

[U. Gerfin]

Hallo Günther !
Ich habe Deinen Beitrag erst jetzt entdeckt und finde ihn sehr interessant.
Ich pflichte Deiner ersten Diagnose voll bei. Durch die starke Erhitzung ohne entsprechende Verformung hat sich grobes Korn gebildet, das zu verminderter Zähigkeit geführt hat. Durch das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten der beiden Stahlsorten sind Zugspannungen entstanden, die zum Zerreissen der harten und spröden Stahlschicht geführt haben.
Ein ähnliches Phänomen ist einmal auf getreten, als "meine Lehrbuben" im Bestreben, mir etwas vorzumachen, Dreilagenklingen gehärtet und tiefgekühlt haben. Auch dabei ist die mittlere Stahllage in sich gespalten worden.
Was ich sehr lehrreich finde, ist die Tatsache, daß Du den ja zunächst mißhandelten Stahl allein durch eine sinnvolle Wärmebehandlung wieder in einen brauchbaren Zustand bringen konntest. Wenn Du eines der Stücke noch mal kräftig überschmieden würdest, wäre vermutlich wieder eine optimale Struktur zu erreichen.
Mit diesen Fragen hat man sich früher recht intensiv beschäftigt. Ich habe in Erinnerung, daß durch ein kräftiges Überschmieden mit einer Verformung von wenigstens 30 % Grobkorn verläßlich beseitigt werden kann. Bei verbranntem Stahl, bei dem sich Risse mit Zunderästen gebildet haben, hilft das natürlich nicht mehr. Es wird auch von der Art des Stahls abhängig sein, wie leicht oder schwer er zu kurieren ist.
Schön zu hören, daß Du weiter mit Herz und Verstand bei der Sache bist.
MfG U. Gerfin

 

[Günther]

Hier ist das Bild vom geschliffenen und geätztem Bruch.

Stahl gehärtet ohne vorhergehende Wärmebahandlung.

 

[Günther]

Weil ich grad beim Fotografieren war, dachte ich mir, ich lass Euch auch noch an meinen anderen Fehlern teilhaben, ich hab ja genügend davon.


Hier meine gesammelten Damastmisserfolge:

Von Oben nach Unten:

1
CK 45 und 1.2842

Hier hab ich von Außen geglaubt, die Schweißung wäre in Ordnung.

2
Böhler K600 (härtbarer Nickelstahl, ich hab die DIN Nummer grad nicht im Kopf) und 2842

Da haben sich zwei schöne Schweißfehler gezeigt.

3
K600 und 1.2510


4
Ck60 und 1.2510

Das ist nur ein kleiner Auszug aus meiner Laufbahn als Damastschmied, ich hätte noch einiges davon, hab aber das meiste davon schon in die Tonne gerteten ( im wahrsten Sinne des Wortes).


Bild 1 Zeigt die Nervtöter

Die Messer sind mit Sicherheit schwer überhitzt und auch zu wenig umgeformt, ich hab nur darauf geschaut, eine haltbare Schweißung zustande zu kriegen.
Geschmiedet hab ich in einer Gasesse.

Die ersten drei sind nur 3x normalisiert und dann gehärtet (Ofen) und 2x angelassen bei 180°

Das 4. Messer wurde 3x normalisiert, eingeformt, weichgeglüht, gehärtet (Ofen) und zwei mal angelassen.


Bild 2 zeigt Messer 1 gebrochen
Bild 3 gleiches Messer geschliffen und geätzt


Bild 4 zeigt Messer 2 gebrochen
Bild 5 gleiches Messer geschliffen und geätzt

 

[Günther]

Die ersten beiden Bilder hier zeigen Messer 3 , zwei verschiedene Bruchstellen.

Die anderen Beiden Messer 4, zwei verschiedene Brüche.


Ich hab die Nase voll vom Damastschmieden.

So viele Klingen wie in den letzten zwei Wochen hab ich in den vergangenen 3 Jahren nicht kaputt gemacht. , und unnötig Gas verbrennen muß ja nicht sein.


Aber gelernt hab ich wirklich viel über eine gute Wärmebehandlung.

 

[roman]

Sehr gute Doku!!!

Nun auch wir haben viel Mißerfolge gehabt und das Schmieden und Feuerschweißen ist uns nicht in den Schoß gefallen.

Jetzt gilts Ausdauer zu haben und immer wieder neu zu versuchen.

Wie schon oft berichtet fang mit einfachen Stählen an zu Schweißen wenn Du das vollständig beherrscht dann kommt die nächste Stufe.

kann ja mal vorbeischauen wenn Du willst dann können wir mal zusehen wie wir Deine Fähigkeiten erweitern.

 

[Survivor]

Da kann ich Roman nur zustimmen!!!
Ist echt ne super Doku!
Ich finde es auch super, dass du mal über die Misserfolge beim Damastschmieden sprichst.
Viele schmeißen ihre Misslungenen Stücke gleich in die Tonne.

Aber durch deine Doku haben die anderen auch noch was davon und können vielleicht aus deinen Fehler lernen.
Ich denke das jeder, der Damast schmiedet ,am Anfang auch Misserfolge hat, das ist ganz normal.
Wenn es so supereinfach wäre, würde es ja auch jeder dahergelaufene *** hinkriegen, aber so ist es nunmal nicht.

Das Damastschmieden hängt einfach auch von ziemlich vielen Faktoren ab.
Da muss man sehr gute Theoriekenntnisse mit der Praxis optimal verknüpfen und braucht viel Erfahrung.
Und die Erfahrung kommt nunmal nur durch Übung.
Wie heißt es so schön: Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen!!

Zitat. "Ich hab die Nase voll vom Damastschmieden."

Ich hoffe du meinst das nicht wirklich ernst, sonst müssen wir dich erstmal wieder aufbauen.
Manchmal gibt es Zeiten, da geht einfach alles schief.
Dann muss man halt erstmal ne Weile Pause machen, und dann erst wieder anfangen.
Die Idee von Roman, dass du mal bei ihm vorbeischaust, ist auf jeden Fall gut! Man lernt viel, wenn man mal den Profis über die Schulter schaut.

Achso, nochwas : Fang erstmal lieber nicht mit Torsionsdamsten, vorallem mehrbahnigen an, da gibts noch öfter Bruch

Gruß
Alexander

 

[Günther]

Danke für die aufmunternden Worte, für´s Erste werd ich mal Pausieren und Monostahl Schmieden, ich brauch Erfolgserlebnisse.

Hier im Forum kann man immer wieder lesen, das selbst Anfänger Kugellager mit Feile verschweißen, und das anscheinend mit Erfolg.

Meine Frau hat mir Heute erst gesagt, das Gestern Reineisen von Angele angekommen ist, hätte ich eigentlich für Damast gedacht, werd aber mal 3- Lagen Stahl versuchen, das hat ja schon recht gut geklappt.

Früher oder später werd ich´s sicher wieder versuchen.

@ Roman:

Danke für das Angebot, aber bevor ich keinen richtigen Amboss hab, bringt das nicht viel.
Außerdem kann ich immer nur sehr kurzfristig wenn meine Eltern und meine Großmutter außer Haus sind, das gehämmer drönt im ganzen Haus.

Ich habe mir aber fest vorgenommen das nächste mal nach Kolbermoor zu fahren, dort werde ich hoffendlich einigen Profis über die Schulter sehen können.

 

[Kandelaber]

!

Kugellager Feile mit Erfolg? Ich habs getan! Ob das ein Erfolg war weiss ich nicht; ich denke eher nicht. Das was du hier zeigst ist viel mehr Erfolg als meine eine Klinge aus KugellagerFeileKombiDamast.
Ich bin echt ein wenig neidisch drauf, das du solche Tests selber gemacht hast und ich nicht und das mir dementsprechend das Wissen das du dabei über Wärmebehandlungen angehäuft hast völlig fehlt. Die Berichte hier im Forum über Wärmebehandlungen hab ich oft gelesen aber es mal so gemacht zu haben wie du ist doch 1000mal lehrreicher als alles andere. Meine Härteversuche haben bisher nur so lala geklappt, mal vom Gefüge ganz zu schweigen.
Also Erfahrungsmässig tausch ich gern mit dir!
Aber letztendlich lernt es jeder auf seine Weise...den Teil den du jetzt geschafft hast werd ich auch noch irgendwann erfahren müssen und du wirst dann schon längst eine zufriedenstellende Damastklinge haben.
Also immer weiter so.
Habe neulich das Schmiedebuch von Bergland "Die Kunst des Schmiedens" geschenkt bekommen. Und wenn ich sehe was da alles als Anregung zum Schmieden gegeben wird dann wird in mir der Glaube wach das es das Falscheste war was ich machen konnte indem ich direkt mit dem Messermachen angefangen habe.
Man sollte sich erst einmal an Baustahl austoben und dort das Feuerschweissen üben und dann langsam hocharbeiten.
Aber leider ist Damast viel zu verführerisch...!
Tja, so zahlt der Autodidakt viel mehr Lehrgeld als der Lehrling hat aber dafür noch ne extra große Portion Persöhnlichkeitsentwicklung mit dabei.

Gruß

Kandelaber