Stahl – was ist das?
Lt. Normung: Eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit 0,02 -2,06% Kohlenstoff (- wobei als Bezeichnungsbeginn immer eine 1.vorangestellt ist z.B. 1.4034 – 2. sind die Buntmetalle und 3. die Leichtmetalle) In diesem Legierungsbereich, genannt Stahl, ist dieser härtbar – manchmal aber auch nicht, wenn es sich um einen Austenitischen Stahl handelt. Ach ja: Schenken sie sich die ganzen Fachbegriffe wie Ferrit, Perlit, Zementit, Austenit, Ledeburit …....
Was unterscheidet Stahl von anderen Metalllegierungen?
Seine Kristallstruktur ändert sich mit der Temperatur – er wechselt zwischen einem kubisch-raum-zentriertem und einem kubisch-flächen-zentriertem Gefüge, wobei die Löslichkeit für Kohlenstoff unterschiedlich ist. Überschreitet man 728 °C (G-S-K-Linie )beginnt die Gefügeumwandlung. Dabei verliert der Stahl seine Magnetisierbarkeit und Korossionsanfälligkeit, die Löslichkeit von Kohlenstoff erhöht sich – übersteigt man eine Wandstärke von 10 mm ist der Stahl ohne Legierungszugaben nicht mehr durchhärtbar. Kühlt man ihn wieder langsam ab, kehren seine früheren Eigenschaften zurück. Beschleunigt man aber seine Abkühlgeschwindigkeit, kann sich die Gefügeumwandlung nicht mehr korrekt vollziehen und der Stahl wird dabei hart. Das ist der eigentliche Härtevorgang. Früher sprach man je nach Abkühlmedium von Wasserhärter, Ölhärter und Lufthärter.
Um anschließend die gewünschte Gebrauchshärte zu erzielen muss nun wieder Wärme zugeführt werden, der Stahl wird angelassen, was zu einer besseren Ordnung in der Gefügestruktur führt. So kann man über Legierung und Wärmebehandlung alle nur denkbaren Härten erzielen. Eine Feile die eine falsche Wärmebehandlung erfahren hat, kann beim Herabfallen auf einen Betonestrich wie Glas zerbrechen. Klassische Kohlenstoffstähle, die wie der Teufel rosten, können Gebrauchshärten und damit Standzeiten erzielen von denen ein nichtrostender Messerstahl nur träumen kann.
Habe meinen Enkeln mal identische D2-Messer (1.2379) geschenkt. Bei einem brach die Spitze ab, beim 2. brach die Schneide aus, eindeutig Fehler beim Härten, und das von einem renomierten deutschen Markenhersteller. Also nicht die Härte, meist gemessen in Rockwell, seltener in Vickers, ist entscheidend, sondern das Zusammenspiel zwischen Härten und Anlassen. Höhere Anlasstemperaturen führen zu einer Reduktion der Härte und damit der Standzeit - sagt aus wie lange die Klinge scharf ist - bringen aber mehr Elastizität.
Neben Härtefehlern kommen noch erlaubte Toleranzen beim Stahlhersteller hinzu. Nimmt man die Chromangaben so können diese gerne 2%-Punkte schwanken und der Stahl liegt noch in der Herstellungstoleranz. Auf die Gesamtmenge an Chrom bezogen sind dies gerne 14% bei einem 440A. (AISI-Norm).
Wenn allerdings vom hochgelobten 440er Stahl nur die Rede ist, und keine weitere Unterscheidungen gemacht werden, ist dies kein Merkmal für Sachkunde, sondern nur von Unkenntnis! Da sträuben sich bei mir die Nackenhaare, hat der 440er doch mindestens 3 Brüder (440A,440B u. 440C, - und es gibt noch mehr!) Diese 3 unterscheiden sich wesentlich im C-Gehalt.
Dass sich dadurch die Veränderungen in Sachen der Wärmebehandlung ergeben, dürfte klar sein. Wenn einer also Messerklingen in Kleinserie fertigt, ist er gut beraten, diese in eine professionelle Werkzeughärterei zu geben. Doch auch hier sind manche Zweifel angebracht. Habe mal in einer Industriegieserei, als ich nach der Werkststoffzusammensetzung fragte, erlebt, wie der Führer, ein alter Rentner, antwortete: „ da drüben verwenden wir den guten Guss, hier den einfachen“ und das bei über 40jähriger Tätigkeit bei dieser Firma. Für mich erübrigte sich damit jede weitere Frage.
Ein anderes Kapitel sind die Pulvermetallurgischer Stähle (CPM-Stähle).
Standzeit der Schneide ist ca. 5-mal so lange wie bei einem 440C, dann allerdings ist ein Nachschleifen mit Diamantscheiben und nur beim Hersteller empfehlenswert. Ein Metzgermeister versuchte sich mal am Nachschleifen meiner Klinge. Ergebnis: Nachschleifen beim Hersteller, denn anders war keine Schärfe zu erzielen.
Damaszener Stähle kann man als einen Sonderfall betrachten.
Früher war dieses Verfahren der Stahlherstellung geschuldet. Um einen größeren Block im Feuerschweißverfahren zu gewinnen, wurde Lage für Lage aufeinander geschmiedet. Heute kann man so Stahleigenschaften miteinander kombinieren, indem man 2 verschiedene Legierungen einsetzt. Das schöne Bild ist nur das Ergebnis eines Ätzverfahrens.
Hauptproblem war, um die in der Esse reduzierten Stahlteile in diesen Zustand zu erhalten (also frei von Fe3O4 also Eisenhammerschlag, was zu einer Trennlage führen würde!), musste man noch in der Reduktionszone der Esse Quarzsand großflächig einwerfen, um dann mit einem glasähnlichen Überzug den Zutritt von Sauerstoff zu verhindern, wenn diese Teile dann verschmiedet wurden. Beim Vereinen der 2 Schichten auf dem Amboss wird diese Masse dann herausgequetscht, ohne dass es zu einem Sauerstoffzutritt kommt.
Auch hier habe ich ein Messer in der Schublade liegen, bei dem trotz industrieller Herstellung die Verbindung zweier Lagen unsauber war und die Schichten sich aufspalteten.
Tja, nun ist guter Rat wohl teuer! Nicht die Härte bringt`s, nicht die Legierung, sondern das gekonnte Zusammenspiel aller Faktoren, und Nachschleifen muss man jeden Stahl einmal! Viel Spass bei der Suche nach dem idealen Messerstahl. Technik ist immer ein Kompromiss. Warum gibt es soviele Stahllegierungen? Weil jeder einen anderen Schwerpunkt setzt!
Robal
Lt. Normung: Eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit 0,02 -2,06% Kohlenstoff (- wobei als Bezeichnungsbeginn immer eine 1.vorangestellt ist z.B. 1.4034 – 2. sind die Buntmetalle und 3. die Leichtmetalle) In diesem Legierungsbereich, genannt Stahl, ist dieser härtbar – manchmal aber auch nicht, wenn es sich um einen Austenitischen Stahl handelt. Ach ja: Schenken sie sich die ganzen Fachbegriffe wie Ferrit, Perlit, Zementit, Austenit, Ledeburit …....
Was unterscheidet Stahl von anderen Metalllegierungen?
Seine Kristallstruktur ändert sich mit der Temperatur – er wechselt zwischen einem kubisch-raum-zentriertem und einem kubisch-flächen-zentriertem Gefüge, wobei die Löslichkeit für Kohlenstoff unterschiedlich ist. Überschreitet man 728 °C (G-S-K-Linie )beginnt die Gefügeumwandlung. Dabei verliert der Stahl seine Magnetisierbarkeit und Korossionsanfälligkeit, die Löslichkeit von Kohlenstoff erhöht sich – übersteigt man eine Wandstärke von 10 mm ist der Stahl ohne Legierungszugaben nicht mehr durchhärtbar. Kühlt man ihn wieder langsam ab, kehren seine früheren Eigenschaften zurück. Beschleunigt man aber seine Abkühlgeschwindigkeit, kann sich die Gefügeumwandlung nicht mehr korrekt vollziehen und der Stahl wird dabei hart. Das ist der eigentliche Härtevorgang. Früher sprach man je nach Abkühlmedium von Wasserhärter, Ölhärter und Lufthärter.
Um anschließend die gewünschte Gebrauchshärte zu erzielen muss nun wieder Wärme zugeführt werden, der Stahl wird angelassen, was zu einer besseren Ordnung in der Gefügestruktur führt. So kann man über Legierung und Wärmebehandlung alle nur denkbaren Härten erzielen. Eine Feile die eine falsche Wärmebehandlung erfahren hat, kann beim Herabfallen auf einen Betonestrich wie Glas zerbrechen. Klassische Kohlenstoffstähle, die wie der Teufel rosten, können Gebrauchshärten und damit Standzeiten erzielen von denen ein nichtrostender Messerstahl nur träumen kann.
Habe meinen Enkeln mal identische D2-Messer (1.2379) geschenkt. Bei einem brach die Spitze ab, beim 2. brach die Schneide aus, eindeutig Fehler beim Härten, und das von einem renomierten deutschen Markenhersteller. Also nicht die Härte, meist gemessen in Rockwell, seltener in Vickers, ist entscheidend, sondern das Zusammenspiel zwischen Härten und Anlassen. Höhere Anlasstemperaturen führen zu einer Reduktion der Härte und damit der Standzeit - sagt aus wie lange die Klinge scharf ist - bringen aber mehr Elastizität.
Neben Härtefehlern kommen noch erlaubte Toleranzen beim Stahlhersteller hinzu. Nimmt man die Chromangaben so können diese gerne 2%-Punkte schwanken und der Stahl liegt noch in der Herstellungstoleranz. Auf die Gesamtmenge an Chrom bezogen sind dies gerne 14% bei einem 440A. (AISI-Norm).
Wenn allerdings vom hochgelobten 440er Stahl nur die Rede ist, und keine weitere Unterscheidungen gemacht werden, ist dies kein Merkmal für Sachkunde, sondern nur von Unkenntnis! Da sträuben sich bei mir die Nackenhaare, hat der 440er doch mindestens 3 Brüder (440A,440B u. 440C, - und es gibt noch mehr!) Diese 3 unterscheiden sich wesentlich im C-Gehalt.
Dass sich dadurch die Veränderungen in Sachen der Wärmebehandlung ergeben, dürfte klar sein. Wenn einer also Messerklingen in Kleinserie fertigt, ist er gut beraten, diese in eine professionelle Werkzeughärterei zu geben. Doch auch hier sind manche Zweifel angebracht. Habe mal in einer Industriegieserei, als ich nach der Werkststoffzusammensetzung fragte, erlebt, wie der Führer, ein alter Rentner, antwortete: „ da drüben verwenden wir den guten Guss, hier den einfachen“ und das bei über 40jähriger Tätigkeit bei dieser Firma. Für mich erübrigte sich damit jede weitere Frage.
Ein anderes Kapitel sind die Pulvermetallurgischer Stähle (CPM-Stähle).
Standzeit der Schneide ist ca. 5-mal so lange wie bei einem 440C, dann allerdings ist ein Nachschleifen mit Diamantscheiben und nur beim Hersteller empfehlenswert. Ein Metzgermeister versuchte sich mal am Nachschleifen meiner Klinge. Ergebnis: Nachschleifen beim Hersteller, denn anders war keine Schärfe zu erzielen.
Damaszener Stähle kann man als einen Sonderfall betrachten.
Früher war dieses Verfahren der Stahlherstellung geschuldet. Um einen größeren Block im Feuerschweißverfahren zu gewinnen, wurde Lage für Lage aufeinander geschmiedet. Heute kann man so Stahleigenschaften miteinander kombinieren, indem man 2 verschiedene Legierungen einsetzt. Das schöne Bild ist nur das Ergebnis eines Ätzverfahrens.
Hauptproblem war, um die in der Esse reduzierten Stahlteile in diesen Zustand zu erhalten (also frei von Fe3O4 also Eisenhammerschlag, was zu einer Trennlage führen würde!), musste man noch in der Reduktionszone der Esse Quarzsand großflächig einwerfen, um dann mit einem glasähnlichen Überzug den Zutritt von Sauerstoff zu verhindern, wenn diese Teile dann verschmiedet wurden. Beim Vereinen der 2 Schichten auf dem Amboss wird diese Masse dann herausgequetscht, ohne dass es zu einem Sauerstoffzutritt kommt.
Auch hier habe ich ein Messer in der Schublade liegen, bei dem trotz industrieller Herstellung die Verbindung zweier Lagen unsauber war und die Schichten sich aufspalteten.
Tja, nun ist guter Rat wohl teuer! Nicht die Härte bringt`s, nicht die Legierung, sondern das gekonnte Zusammenspiel aller Faktoren, und Nachschleifen muss man jeden Stahl einmal! Viel Spass bei der Suche nach dem idealen Messerstahl. Technik ist immer ein Kompromiss. Warum gibt es soviele Stahllegierungen? Weil jeder einen anderen Schwerpunkt setzt!
Robal
