Unklarheit beim Härten-Anlassen und Martensitbildung

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Bis jetzt habe ich es so gehalten,das wenn ich Abgeschreckt habe,so weit mit der Temperatur runder gegangen bin,das ich die Härte durch Glas ritzen überprüfen konnte.Es ist zwar eigentlich nicht notwendig,aber ich habe es trotzdem bis jetzt so gemacht.
Was aber wenn man Zeitlich und Temperatur mäßig noch so hoch bleibt,das sich um Glas zu ritzen noch nicht genügend Martensit gebildet hat,oder das Gitter sich noch nicht genug verfestigt hat und man fließend auf Anlasstemperatur geht.Gibt es einen Negativen oder sogar Positiven Effekt.

Danke für ihre Aufmerksamkeit.

Gruß Maik
 
Maik, wie bei allen wirklich relevanten Fragen fängt die Antwort an mit "Das kommt drauf an....".
Hier hilft nur ein Blick in das kontinuierliche ZTU Diagramm des speziellen Stahls. Je nachdem kriegt man auch Bainit. Nicht schlecht.
Im Regelfalle jedoch unvollständigen Martensit mit viel Restaustenit. Aber, wie gesagt, schau Dir die entsprechenden ZTU Bilder an.
 
Dir die entsprechenden ZTU Bilder an?
Ich kenne keine oder muß sie übersehen,die das was ich Wissen will klar machen oder ich bin einfach zu Blöd da zu:D.
Was aber auch zur Verwirrung führt und da gibt es eben verschiedene Quellen,was ist nun nach mehrmaligem Anlassen besser,auch Abschrecken oder Ofen bzw. langsames Abkühlen.

Gruß Maik
 
ZTU- Schaubilder findest Du in den einschlägigen Fachbüchern. Ich meine, Herbert hat in seinen Einführungen in den Stahlschlüssel die wichtigsten aufgenommen. Umfassende Darstellungen gibt es im "Atlas der Wärmebehandlungen".
Die Frage läßt sich aber auch, ohne gleich eine Dissertation daraus zu machen, in den Grundzügen beantworten.
Umwandlungsfreudige Stähle- also alle unlegierten oder schwach legierten-werden im Zweifel nicht richtig hart, wie Herbert es schon geschrieben hat. Vorteile hat das überhaupt keine, nicht einmal in Bezug auf Zähigkeit.
Das sicher sehr interessante bainitische Gefüge wird auch nur in seltensten Ausnahmefällen entstehen. Sehr gut ist das bei Verhoeven beschrieben und wir haben es hier auch schon erörtert.
Umwandlungsfreudige Stähle- also grundsätzlich alle hoch legierten- härten in den kleinen Abmessungen einer Messerklinge schon an der Luft.
Wenn Du sie aus dem Abschreckmedium vor vollständiger Umwandlung herausnimmst, hat das so gut wie keinen Effekt auf die Härte, sie ist vielleicht 1-2 HRC niedriger wegen des Selbstanlaßeffekts. Nach dem Anlassen spürst du davon nichts mehr.
Die zweite Frage nach der Abkühlung nach dem Anlassen beruht auf einer Verwechselung der Blausprödigkeit mit der eigentlichen Anlaßsprödigkeit. Aus dem Bereich der Anlaßsprödigkeit, die bei Stählen ohne Sekundärhärtemaximum im Temperaturbereich von ca 500 Grad auftritt, m u ß schnell abgekühlt werden. Für Messerklingen spielt dieser Temperaturbereich aber sowieso keine Rolle.
Nach dem Anlassen um 200 Grad um eine gewisse Zähigkeitssteigerung ohne nennenswerten Härteverlust zu erzielen, spielt die Art der Abkühlung keine Rolle, es sei denn Du gehst mit der Klinge in flüssigen Stickstoff zur extremen Tiefkühlung. Also kannst du die Klingen im Ofen kalt werden lassen oder in Wasser abschrecken.
MfG U. Gerfin
 
Danke.

Meine Frage beruhte nämlich darauf,wenn ich in einer Friteuse Abschrecke und die erreichte Öltemperatur gleich zum Anlassen benutze ohne die Klingen runter auf Raumtemperatur zu Kühlen.

So dann gleich noch eine Frage,Bergland schreibt das man nicht unter Raumtemperatur abschrecken soll,aber ich glaube nicht darauf eingeht(habe das Buch selbst nicht)"warum" ein abkühlen darunter zu meiden ist.

Gruß Maik
 
Hallo Maik !
Man muss zweierlei unterscheiden:
Wenn Du in der Friteuse in Öl von ca. 150 Grad abschreckst, bist du bei den meisten Stählen unter der Martensit-Starttemperatur. Ebenso bist Du längst an der Perlitnase vorbei. Das bedeutet, daß Deine Stähle die volle Härte erreichen und dieses Vorgehen hat den Vorteil, die Abschreckspannungen von den Umwandlungsspannungen zu trennen. Es ist also zur Vermeidung von Verzug günstig.
Was Du aber nicht machen solltest, ist die Klingen aus dem heißen Ölbad erst nach Ablauf der normalen Anlaßzeit herauszunehmen. Da könnte-günstigstenfalls- Bainit oder ein bainitisch martensitisches Mischgefüge entstehen oder aber doch soviel Restaustenit, daß es nicht zu einer vernünftigen Härtung kommt. Diese Vorgänge sind wesentlich komplizierter, als man gemeinhin annimmt und ohne genaue Kenntnisse von Stahl und Temperaturführung kommen mehr oder weniger zufällige Ergebnisse heraus. Der deutsche Name für Bainit-Zwischenstufengefüge- verführt gelegentlich zu der Meinung, es handele sich um ein Gefüge sozusagen zwischen Austenit und Martensit und es stelle sich bei einer etwas milderen Abschreckung, als sie für die Martensitbildung nötig ist, automatisch ein. So ist das aber nicht. Über die Vorgänge und die Literaturquellen habe ich an anderer Stelle berichtet-Verhoeven ist auch hier eine vorzügliche Quelle.
Also: Abschrecken in heißem Öl bis zum Temperaturausgleich und Kaltwerdenlassen an der Luft und dann anlassen ist völlig in Ordnung.
Jean Tritz macht das regelmäßig so.
Etwas anderes wäre es, wenn Du in Öl abschrecken wolltest, das die Anlaßtemperatur hat. Damit würdest Du bei den meisten Stählen über der Martensitstart-Temperatur liegen und die Härteannahme würde leiden.
Zur letzten Frage: Abkühlen unter Raumtemperatur nach dem Härten schadet nichts, bringt aber auch nichts.
Wegen der doch deutlich gesteigerten Rißgefahr unmittelbar nach dem Härten wird zu recht empfohlen, alsbald anzulassen. Unterlässt man das und legt die Klinge nach dem Härten etwa in den Kühlschrank, erhöht sich die Rißgefahr-wenn auch nur unwesentlich-bringen tut es aber gar nichts. Nach dem Härten ist der verbleibende Restaustenit relativ stabil und am besten durch Anlassen wenigstens teilweise umzuwandeln. Tiefkühlwirkung würde erst ab -80 Grad eintreten.
MfG. U. Gerfin
 
U. Gerfin hat es auf den Punkt gebracht.

Maik, wenn Du keinen Zugriff auf den Verhoeven hast, findest Du hier im Post nr. 34 eine kurze Erläuterung zu der Sache mit dem Bainit. Steht in dem pdf-Anhang.
 
Danke erst mal.
Ich habe von Bergland ein paar kopierte Seiten und konnte noch mal nach lesen.
Wegen dem Abkühlen nicht unter Raumtemperatur schreibt Bergland:
Erst wenn der Stahl auf ca.200 C° abgekühlt ist,bildet sich das neue Gefüge der Martensit.Es weist ein größeres Volumen auf,was zu großen Spannungen führt.Indieser Phase kann der Stahl leicht zerspringen.Sie sollten daher vermeiden,bis ganz auf Raumtemperatur abzuschrecken.Dadurch werden die Kräfte im Martensit etwas gedämpft und er ist bis zum Anlassen widerstandsfähiger.

Somit währe das auch geklärt.

Nächste Frage:
Ich hatte schon wegen Kornwachstum bei Härtetemperatur nachgefragt und darauf hingewiesen das ich eine kleine Jagtmesserklinge im Bleibad in 5-10 Sekunden auf Temperatur bekomme so das ein Magnet nicht mehr fest.In wieweit kann man da sicher sein,das die Umwandlung komplett vollzogen ist,bzw wenn,wie lange sollte man eine Haltephase einplanen,auch wenn man die Temperatur etwas höher gewählt hat:confused:

Gruß Maik
 
@maik: die Sache mit den 200°C gilt für eine Reihe von Stählen, der Martensitprozess erstreckt sich über ein erhebliches Temperaturintervall, dass im Falle von größeren Legierungsbeimengungen durchaus deutlich unter Raumtemperatur liegen kann. Elemente, die den Austenit stabilisieren, verschieben auch die Starttemperatur des Austenit. Die 200° sind nicht universell. In dem von mir verlinkten Beitrag bzw. in einem der anderen dieser Reihe gibt es auch eine Formel, nach der man den Startpunkt der Martensitbildung berechnen kann.

Die Frage der Haltezeit richtet sich nach dem Stahl und der Aufheizgeschwindigkeit. Wenn man es nicht nach der Erfahrung machen möchte, helfen hier eigentlich nur ZTA Schaubilder zielführend weiter. Es kommt neben der Umwandlung auch darauf an, dass der Austenit homogen ist, und wenn Karbide drin sind, wie schnell die sich auflösen. wenn man sehr schnell aufheizt, muß man die Temperatur überziehen.
Aber nicht zu lange halten.

Normalerweise reichen als Haltezeit für alle niedriglegierten ein paar Minuten.
 
Ganz einfach Herbert,Ich nehme zu annähernd gleichen Teilen Leo1(Analyse ist von mir im Forum) gute Feile (nie wider Hufraspel) und 2510.Fall's du da rechnen magst habe ich nichts dagegen:D.
Frage:wie lang ist die"optimale" Haltezeit bei einer Endmagnetisierung innerhalb von 5-10 Sekunden.

Gruß Maik
 
Hallo Maik !
Du hast Herbert gefragt und er wird Dir sicher auch kompetent antworten.
Ich schalte mich hier mal ein, um zu verdeutlichen, daß man Deine Frage nicht wirklich beantworten kann, weil es eine "optimale" berechnebare Haltezeit nicht gibt.
Ich will es an Beispielen verdeutlichen:
Nimm einmal an, Du hättest einen Stahl C 75 W1, also einen reinen Kohlenstoffstahl mit ca 0,75-0,8 % C. Der Einfachheit halber nehmen wir an, er habe exakt die eutektoidische Zusammensetzung, bestünde also im weichgeglühten Zustand aus reinem Perlit. Dieses Mischgefüge aus Ferrit und Zementit wandelt sich bei einer Temperatur von knapp über Ac 1 recht schnell in Austenit um, in dem der Kohlenstoff gelöst ist.
Als Temperaturfenster kann man dafür 725-730 Grad annehmen.
Bei 768 Grad- dem Curie-Punkt- bei dem der Stahl den Magnetismus verliert, ist diese Umwandlung abgeschlossen. Eine Haltezeit vor dem Abschrecken wäre hier überflüssig.
So einfach liegt es aber im wirklichen Leben so gut wie nie.
Bei reinen Kohlenstoffstählen mit mehr als ca. 0,8 % C werden die Karbide erst bei höheren Temperaturen vollständig gelöst. Man härtet aber gleichwohl so gut wie nie aus der Temperatur der vollständigen Karbidlösung, sondern so, als habe man einen eutektoidischen Stahl-s.o. -vor sich. Bei höherem C-Gehalt und höherer Härtetemperatur erreicht man nämlich keine höhere Härte, sondern muß wegen des vermehrten Restaustenits eine geringere Härte in Kauf nehmen.
Auch bei einem solchen Stahl bräuchtest Du also nach dem Verlust des Magnetismus keine Haltezeit einzukalkulieren.
Auch dies wäre aber noch ein ganz vereinfachter Fall.
Selbst die meisten schwach legierten Werkzeugstähle haben Legierungselemente, die die Karbidbildung und die Wärmebehandlung beeinflussen.
Chrom, Wolfram, Molybdän und Vanadium bilden Sonderkarbide, die einerseits wesentlich härter sind, als der Zementit, sich aber auch wesentlich schwieriger in Lösung bringen lassen.
Das hat zur Folge, daß sich bei niedriger Härtetemperatur-also knapp über Ac 1- die Karbide nur teilweise lösen, der dort gebundene Kohlenstoff also für die Härtung nicht zur Verfügung steht. Umgekehrt verringern diese Legierungselemente die untere kritische Abkühlungsgeschwindigkeit, sodaß- wenn die Karbide gelöst sind- eine wesentlich mildere Abschreckung zur vollen Härtung ausreicht.
Dies hat man genutzt, um Stähle mit einregelbarer Härtetiefe zu erzeugen. Härtet man sie aus einer Temperatur der unvollständigen Karbidlösung, so verhalten sie sich wie unlegierte Stähle mit entsprechend niedrigerem C-Gehalt, härten also bei größeren Durchmessern nur in der Randschicht und behalten einen zähen Kern. Härtet man sie von einer Temperatur, bei der die Sonderkarbide ganz oder teilweise gelöst sind, so härten sie tiefer ein.
Im Falle Deines Damasts ist davon auszugehen, daß der Leo-Stahl- an sich nur ein Vergütungsstahl- soweit aufkohlt, daß Chromkarbide entstehen und aus dem Wolframstahl auch Wolfram-Sonderkarbide vorhanden sind. Riesenmengen sind das sicher nicht, genaue Angaben kann man aber ohne Gefügeuntersuchung sicher nicht machen, da die Massenverhältnisse der Stähle, die Schweißtemperatur usw. eine Rolle spielen. Letztlich macht das aber nicht viel aus.
Wenn Du nach der Entmagnetisierung ohne Haltezeit härtest, so ist immer noch genug Kohlenstoff gelöst, um eine volle Härtung zu erzielen und die ungelösten Karbide-hoffentlich- und sogar nach dem Schmieden wahrscheinlich-ganz klein- liegen halt ungelöst vor.
Härtest du von etwas erhöhter Temperatur oder mit einer gewissen Haltezeit, so sind mehr Karbide gelöst und die Härtetiefe würde steigen-was aber hier keine Rolle spielt, denn eine dünne Klinge härtet sowieso durch.
Eine zu lange Haltezeit könnte allerdings nach vollständiger Karbidlösung zu Kornwachstum führen.
Ich würde also nach der Entmagnetisierung alsbald abschrecken, bis zu 5 Min. Haltezeit werden auch nichts schaden. Da sie aber auch nicht wirklich Nutzen bringen, würde ich es lassen.
MfG U. Gerfin
 
Danke Ulrich,mal sehen was Herbert errechnet.
Das ich das Optimale in Strichelchen gesetzt habe,hast du ja bemerkt:hehe:war auch nicht Wörtlich zu nehmen,da es hier ja auch um Damast geht,wo zwar die Zusammensetzung des Leo`s klar ist aber Feile? und Abweichungen gibt es sowieso wenn zB.der 2510 schon in den Randschichten eine Entkohlung hat.
Aber in meiner Vorgehensweise hast du mich bestätigt,noch mal Danke

Dann habe ich gleich noch eine Frage:
Erwähnt wurde schon oft hier im Forum das man wenn der Flextest Positiv aus fehlt auf der Sicheren Seite ist.Aber mit welcher Sicherheit kann gerechnet werden,kann man so was zB. in % annehmen/angeben:confused:
Ich hoffe ich habe mich einigermaßen verständlich ausgedrückt.

Gruß Maik
 
maik, ich glaube, hier liegt ein Missverständnis vor. Ich möchte gar nichts ausrechnen. Ich habe versucht, das Problem hinter einer allgemein gehaltenen Frage einzukreisen, einige Antworten haben Dir hoffentlich weitergeholfen bei Deinem Problem. Ich denke mal, Ulrich Gerfin hat das hinreichend klar geschrieben.

Warum sollte ich Dir da etwas ausrechnen, zumal mir die Daten fehlen. Ich suche mir die bestimmt nicht alle zusammen.
Du kannst das auch anhand der Formeln selbst.
Das ist alles auch kein akademischer Wirrwarr, sondern etabliertes Wissen.
Ich verstehe sonst auch nicht den Hintergrund der Frage.
Oder reden wir jetzt total aneinander vorbei?
 
Herbert,das war auch nicht so Ernst zu nehmen mit dem ausrechnen lassen,aber da es auch nicht um einen Monostahl geht,sondern um (in meinem Fall)Damast aus mindestens drei verschiedenen Stählen,dürfte es ein ausrechnen um so schwerer wenn nicht gleich unmöglich machen,weil auch alle Inhaltsstoffe nicht genau Definierbar sind.
Es ist auch als Hinweis zu sehen,das wie in Büchern zu lesen ist,das es nicht immer so leicht zu errechnen ist und ich glaube nicht das früher in guten Damastschmieden erst einmal gerechnet wurde bevor es ans Wärmebehandeln ging,da war es eben die Erfahrung und auch auf Generationenwissen zurückgreifen zu können.


Gruß Maik
 
Na ja, ist schon richtig, Maik. Aber warum sollte man nicht wissenschaftliche Methoden nutzen, wenn man sie kennt. Klar hat man das früher nicht gemacht, aber das waren alles andere Voraussetzungen. Und dass es um Damast ging, kam ja erst im Laufe der Diskussion für mich klar heraus.
Ich denke aber schon, dass man mal prüfen könnte, inwieweit die Berechnungen da zutreffen, wenn man einfach mal (vorausgesetzt, in gleichen Anteilen) annimmt, dass sich die C-Gehalte und die anderen Elemente einigermassen ausgleichen, und probiert, was rauskommt.

Irgendwie hast Du mich da doch wohl geködert... oder?:D
Wenn Du so nett wärst, mal die Gehalte durchzugeben, dann rechne ich einfach mal den Martensitstartpunkt im Vergleich zu einem reinen C-Stahl ohne andere Legierungselemente aus, und wenn sich da kaum was tut, sind wir schlauer, dann muß man auf die Erfahrung zurückgreifen.
 
Hallo Herbert,ja einen Hintergedanken hatte ich auch:hehe:.
Hier falls du es noch nicht gesehen hast,ist unter 6,7,8 die Zusammensetzung des Leo-Stahl`s
http://messerforum.net/fotoalbum/data/500/Analyse_Ergebnis_001.JPG

Feilen habe ich kaum die Gleichen,deshalb habe ich keine Analyse von diesen,da gehe ich wegen dem C-Gehalt nach dem Funken.Bei dem 2510 ist in der äußeren Randschicht eine Entkohlung von 0,2% die zur Mitte hin natürlich ab nimmt. Leider kann man um Damast im Schnitt zu analysieren keine Späne nehmen und von der Oberfläche ist es eben noch ungenauer und dann ist,aber auch ein Vorteil,das eben nur der Kohlenstoff sich ausgleicht.

http://www.messerforum.net/showthread.php?t=63330&highlight=Materialanalyse

So wenn du es "unbedingt" versuchen willst,mehr Daten habe ich zumindest jetzt nicht,ich kann aber auch noch Gefügebilder von einem Sachs machen lassen und da es noch nicht gemacht ist und für den jenigen ist der die Analysen macht,kann ich gleich noch Proben von den Stählen mit geben und er kann an der Oberfläche des Sachs mal Test`s machen.

Gruß Maik
 
Maik das ist doch ein schönes Projekt! Würd ich gern machen. Ich werde mich - da ich 3 Tage verreist bin - am Do mal damit beschäftigen. Ich glaube, das wäre doch eine feine Sache, oder?
 
So, Maik, es hat länger gedauert, als ich wollte. Ich habe Dein Problem mal theoretisch behandelt und ein bisschen mit den bekannten Formeln gespielt. Ich meine, alle Fälle sind modellhaft behandelt, und es kann ein Nutzen für die Praxis daraus gezogen werden.
Hier findest Du in der Reihe "Lehrgang kleiner Stahlschlüssel" den entsprechenden pdf Anhang im letzten Beitrag (Nr 48).

http://www.messerforum.net/showthread.php?p=582434#post582434
 
Danke Herbert
Mit dem länger dauern habe ich kein Problem,da mir die Friteuse sowieso zu große Temperaturschwankungen hat und für die meisten Sachen zu klein ist und ich ja den Glasritztest mache,muß ich sowieso weiter runter kühlen,das hatte ich ja schon bemerkt.
Ich werde dann wenn es so weit ist,von einem Sax,eine vorher-nachher Analyse machen lassen und Gefügebilder möglichst auch noch,dann weist du in wieweit deine Gedanken und Berechnungen übereinstimmen.


Gruß Maik
 
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