WB bei Tamahagane?

[Xerxes]

Hi Leute, ich hab schon ne Weile nen schönes Stück Tamahagane hier liegen, dass ich irgendwann Mal als Geschenk bekommen habe. Das Stück hab ich bereits in Buchenmeilerkohle raffinier. Jetzt will ich endlich mal was feines daraus machen Ich hab aber leider keine Erfahrung mit Rennstählen und bin etwas unsicher wegen der WB.

Das Stück hab ich Mal von Maik Schnitzer analysieren lassen und es hat folgende Zusammensetzung:

C 0,73
Si 0,05
Mn 0,01
P 0,021
S 0,004
Cr 0,01
Mo 0,00
Ni 0,04
Al 0,02
Cu 0,02
Co 0,02
V 0,01
W 0,00

Laut Datenblatt liegt die Temperatur zum Normalisieren für einen c70 so zwischen 730 und 750 Grad. Zum Härten zwischen 810 und 830 Grad. Der Rennstahl hat aber kaum Mn und Si. Wirkt sich das auf die Temperaturen aus und wenn ja, wie?

Meine nächste Frage ist, ob bei einem solchen Stahl ein Abschrecken in Öl scharf genug für eine komplette Durchhärtung bzw. fürs Normalisieren ist? Es geht hier um normale Messerklingen mit ca. 1,5-4mm Dicke.

Vielen Dank schonmal.

Gruß Jannis

 

[Koraat]

Hallo Jannis,

durch die quasi vollständig fehlenden Legierungselemente ergeben sich zwei Effekte.
Zum einen extrem schnelles Kornwachstum bei erhöhten Temperaturen und zum anderen eine sehr gute Umwandlungsfähigkeit, weshalb enorm schnelle Abkühlgeschwindigkeiten für eine erfolgreiche Härtung nötig werden.

Die Temperaturen zum normalisieren erscheinen mir passend, Härten würde ich allerdings von höchstens 770-800 Grad.
Die 810-830 sind ganz sicher zu hoch.

Ich würde in Wasser an der Perlitnase vorbei abschrecken und dann ins Öl gehen. Vielleicht übst du das aber vorher an billigerem Material.


Weil du auch vom "kompleten normalisieren" sprichst. Es ist für die Kornfeinung nicht zwingend nötig, beim normalisieren eine Härtung herbeizuführen. Rasches abkühlen unter die Austenitisierungstemperatur genügt.
Es stimmt allerdings, dass ein ausgangs gehärtetes Gefüge ideal ist um beim erneuten Härten ein höchst feinkörniges Gefüge bereitzustellen.
Siehe das tripple hardening, das in den usa und England gerne angewendet wird.

Ich hoffe ich konnte dir ein wenig helfen.
Und stell auf jedenFall Bilder vom Ergebnis rein.

mfg
Ulrik

 

[U. Gerfin]

Ich kann mich Ulrik nur anschließen, allenfalls zu noch mehr Vorsicht raten.
Es handelt sich hier ja um einen bis auf den Phosphorgehalt außerordentlich reinen, gerade so eutektoidischen Stahl.
Das hat die richtig hervorgehobene Folge, daß der Stahl extrem umwandlungsfreudig ist-der Kohlenstoff aus der Lösung im Austenit also sehr schnell "abhauen" kann. Das setzt wieder ein besonders schnelles Abschrecken voraus, um an der Perlitnase vorbeizukommen.
Da keine Legierungselemente und nach dem Erreichen des eutektischen Punkts keine Karbide da sind, die das Kornwachstum behindern, ist mit schnellem Kornwachstum zu rechnen.
Deshalb hier: Abschrecken in Wasser nach Möglichkeit von Temperaturen von 730-740 Grad.
Beim Normalisieren braucht man auf die Karbidlösung und die Beseitigung von Korngrenzenzementit keine Rücksicht zu nehmen, da sich die Karbide schon beim Überschreiten von AC1 ( 721 Grad) lösen. Es wird also hier Einformen der Karbide und Verfeinerung der Matrix durch kurzes Pendeln um 721 Grad genügen.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[Koraat]

Ich kann den Rat zu noch mehr Vorsicht und die Wahl von nur 730-740 Grad Härtetemperatur gut nachvollziehen.
Aus eigener Erfahrung möchte ich aber auf die Schwierigkeiten hinweisen die sich daraus ergeben können.
Ich habe solche Härtetemperaruren bei ähnlich umwandlungsfreudigen Stählen probiert, wenn man nicht extrem schnell aus dem Feuer ins Wasser geht kommt es zu keiner ordentlichen Härteannahme, da die Klinge bereits an der Luft unter Austenitisierungstemperatur ausgekühlt ist und die Perlitbildung einsetzt.
Wenn man es also mit dieser Temperatur versucht sollte man das Wasser wirklich unmittelbar neben dem Härtofen haben....
Ansonsten kann ich mir nicht vorstellen, dass die Japaner in ihren Katana ständig Grobkorn produzieren, und die Härten im Bereich von 800 Grad. Mit 760-770 Grad sollte der goldene Mittelweg gefunden sein.

Was nicht zu verachten ist, ist der Einfluss von feinsten Schlacketeilchen die ebenfalls das Kornwachstum ähnlich wie Karbide hemmen können. Diese sind in einem Raffinierstahl sicherlich enthalten. Hier kommt es aber stark auf Größe und Natur der Partikel an, abhängig davon können sie Kornfeinend wirken.

mfg
Ulrik

 

[Xerxes]

Ok, vielen Dank.

Also, Vefeinerung der Matrx durch pendeln knapp über und unter 721 Grad. Anschließend evtl. scharf Normalisieren in Öl. Härten dann bei ca. 760 Grad in Wasser, schnell aufwärmen und ohne Haltezeit. Alles richtig verstanden?

Ich bin schon gespannt was passiert

Gruß Jannis

 

[Koraat]

Hallo Jannis,

soweit alles richtig, nur würde ich dennoch nach dem Abschrecken im Wasser, in Öl gehen um die Rissgefahr zu senken.
Wenn du bei ca. 150-200 Grad bist würde ich in etwa 60 Grad warmes Öl wechseln.
Schließlich willst du sicher nicht dieses schöne Pling hören, das wir alle so lieben

mfg
Ulrik

 

[Xerxes]

Jep, dass wäre mist Ich werd eh vorher noch einige Tests machen. Eigentlich will ich differetiell härten. In Öl hab ich da auch einige Erfahrung. Im wasser hab ichs auch schon probiert. Da ist mir aber von vier versuchen zwei Mal auf der ganzen Klingenlänge die Schneide vom weichen Rücken abgerissen. Das darf natürlich nicht passieren. Aber ich hab auch schon ne Idee woran es gelegen haben könnte...

Gruß Jannis

 

[Xerxes]

So, hab aus dem Tamahagane jetzt ein schönes kleines Tanto in Kobuse-Technik geschmiedet, mit Reineisenkern. Die Klinge hab ich normalisiert und wird morgen gehärtet. Ich bin schon echt gespannt und werde natürlich Fotos einstellen. Hoffentlich geht dabei nichts schief

Aus Interesse hab ich mal ein kleines Stück Stahl abgetrennt und bei ca. 800 Grad in Wasser gehärtet, ganz ohne Normalisieren, und dann zerschlagen. Erstmal war das Stück enorm zäh und dass ohne anlassen und das Gefüge war erstaunlich fein. Das hat mich sehr gewundert. Ich denke die kleinen Einschlüsse wirken wirklich sehr kornfeinend. Natürlich hab ich das Stück dann in der Schmiede vergessen, Fotos folgen also;-)

Gruß Jannis

 

[Xerxes]

Yea yea yea, hab gerade die Klinge gehärtet, keine Risse und nur wenig Verzug. Die gesamte Schneide besteht den Feilentest und was ich sehen kann, ein sehr schöner Hamon (ist es eigentlich der oder die Hamon?)... Bilder gibts heute abend wenn ich wieder in der Werkstatt bin...

Gruß Jannis

 

[Koraat]

Hallo Jannis,

gratuliere!
Es freut mich, dass alles so gut geklappt hat.
Bin schon sehr auf Bilder gespannt. Vergiss bitte nicht die Kamera in der Werkstatt

Übrigens... die nötigen Zutaten für unser Projekt treffen nächste Woche endlich ein

mfg
Ulrik

 

[Xerxes]

So, das Messer eben nen bisschen über den Naturstein geschabt, jetzt gibts die ersten Bilder. Weil die Hamon in diesem Zustand auf den Fotos nicht gut rauskommt, hab ich es mit nem Stift angezeichnet. Die durchgezogene Linie zeigt die Hamon bzw. den definitiv gehärteten Teil, das Gestrichelte sind Härteerscheinungen, die ich noch nicht so klar bestimmen kann. Wird sich wohle zeigen, wenn die Klinge runtergeschliffen und poliert ist... Das Bild vom Klingenrücken zeigt die Trennlinie zwischen Reineisen und Tamahagane. Ich schätze, dass das Reineisen so 2/3 in die Klinge reingeht...

Jetzt beginnt die Arbeit, Runterschleifen

Gruß Jannis

 

[Hephaestos]

Hänge meine Frage mal hier an... ich hab ein Stück Rennofen-Luppe 10mal gefaltet und ausgeschmiedet. Der C-Gehalt ist nach Funkenprobe etwa 1%. Die Klinge soll durchgehärtet werden...
Ich habe die Erklärungen in diesem Thread gelesen, und bin auch mit der WB der üblichen Werkzeugstähle vertraut, diese hochreinen C-Stähle sind aber Neuland für mich. Deshalb noch ein paar Verständnisfragen:

Wird die "Umwandlungsfreudigkeit" durch den C-gehalt beeinflußt, oder gilt das für meinen Rennfeuerstahl genauso wie für Xerxes' Tamahagane? D.h. ist Wasser in jedem Fall das Mittel der Wahl?
Besteht die Problematik der Abkühlungsgeschwindigkeit nur beim differentiellen Härten (durch den wärmeren Rücken) oder auch beim Durchhärten?
Ist das Überprüfen der Temperatur mit dem Magneten präzise genug, oder wäre da ein geeichter Härteofen angesagt?

Für Antworten wär ich Euch sehr dankbar.

Gruß
Hannes

 

[Noob2008]

Hi Jannis,

irgendwie hab ich Deinen letzten Beitrag hier wohl verpasst

Ist aber echt schön geworden und ich freu' mich so richtig mit Dir, dass alles geklappt hat!

Allerdings müssen wir uns jetzt echt mal wieder treffen! Muß unbedingt deine neuen Schätzchen begutachten!!!

Deine homepage ist übrigens auch sehr schön geworden!!! War auch wirklich einfach mit diesem Baukastensystem, oder?

Schöne Grüße und hoffentlich bis bald!!!

Steffen

 

[U. Gerfin]

Bei a l l e n hochreinen Stählen ist die Umwandlungsfreudigkeit groß. Der Grund besteht einfach darin, daß nichts da ist, das den Kohlenstoff im Austenit beim Härten auf seinem Zwischengitterplatz festhalten kann. Also kann er sich sehr schnell ausscheiden und liegt dann wieder als Karbid -Zementit- vor, die Umwandlungshärtung ist damit gescheitert.

Wie rein Dein Rennfeuerstahl ist, weiß ich natürlich nicht. Ist er wirklich sehr rein, kann es sein, daß er nur in Wasser wirklich durchhärtet. Enthält er doch Legierungselemente, kann es sein, daß er Wasserhärtung übelnimmt.

Vielleicht kannst Du Dich an unsere Diskussion mit V. Hollmann erinnern, der konsequent und unbelehrbar behauptete, Rennfeuerstähle könnten selbst bei schroffster Abschreckung allenfalls 2-3 mm Tief durchhärten.
Die Tatsachen zur Einhärtung oder Durchhärtung auch sehr reiner Stähle sind bei Haufe, Rapatz oder in jeder ordentlichen Stahlmonographie nachzulesen.

Sehr ernst zu nehmen ist Achims Mitteilung, daß der von ihm mit der Fa. Lohmann entwickelte 145 c -Stahl nur in Wasser seine volle Härte erreicht.
Richtig ist auch, daß höher -c-haltige Stähle schneller abgeschreckt werden müssen, um die volle Härte zu erreichen.
Dazu gab es eine Untersuchung mit aufgekohltem Armco-Eisen, die diese Tendenz belegte.
Dünne Klingen aus aufgekohltem Armco-Eisen haben allerdings bei mir auch in Öl die volle Härte erreicht.

Am sichersten machst Du eine Probe mit einem der Klingendicke entsprechenden Abschnitt und härtest den in ÖL.
Wird er richtig hart, wird das bei dem Endprodukt nicht anders sein.
Wird er nicht hart, hilft alles nichts: Luft anhalten und ins Wasser damit, vielleicht erst mal in heißes Wasser.

Freundliche Grüße

U. Gerfin

 

[Hephaestos]

Hallo Ulrich,
vielen Dank für die Erklärung. Vor der Härtung in Wasser habe ich wirklich Respekt, ich hab das erst zwei Mal versucht: Beim ersten Versuch, einer Monostahlklinge, gab es das berühmte PlingPling. Beim zweiten Mal war eine Sanmai-Klinge dran, da hat es die Schneidlage richtig auseinandergerissen, und die Randlagen sind jeweils nach außen rausgebogen, ich war wirklich beeindruckt... Ich will hier aber nicht rumheulen... schlimmstenfalls werd ich die "geplingte" Klinge dann einfach nochmal neu raffinieren.
An die Diskussion mit Volker kann ich mich gut erinnern, ich hab dabei viel dazugelernt.
Nochmals Danke für die Erklärung, ich werd meine Ergebnisse präsentieren, sobald ich fertig bin.
Beste Grüße
Hannes

 

[Xerxes]

Hey Hannes, mach doch eine "fraktionierte" Härtung (war das der richtige Begriff?). Also, schreck die Klinge in Wasser ab und wechsel bevor die Klinge ganz abgekühlt ist in Öl. Meines Wissens ist es gerade der Temperaturbereich von ca. 250 bis 100 Grad, der die Klinge schädigt, wenn er zu schnell durchlaufen wird...

Gruß Jannis