Wodurch kommt die Härte bei Damast zustande?
Was ist der Grund für die vielen „Schichten“, bzw. die vielen Durchläufe des Prozesses „Erhitzen, schmieden, abschrecken“? Warum durchläuft man den Schmiedeprozess immer wieder? Klar, um den Stahl zu härten, aber wodurch entsteht die Härte? Durch das mehrfache Abklopfen von Schlacke, das wiederholte Schmieden, das für eine Verdichtung des Stahls sorgt, oder aber das viele Abschrecken im Wasser?
4 Antworten
Hallo, in Wasser schreckt man Stahl nicht ab. Das ist viel zu radikal und kann Risse, Brüche und Verformungen des Stahl verursachen. In der Regel wird in warmen Öl abgeschreckt.
Damast wird wie jeder Stahl durch die Wärmebehandlung und dem abschrecken in Öl gehärtet. Wie das genau funktioniert kannst du lesen wenn du nach "Wärmebehandlung Stahl" suchst.
Doch, auch dieses spielt je nach Bauteil und dessen belastender Verwendung teils eine beachtliche Rolle in der Stabilität und Lastresistenz eines Bauteils.
Nehmen wir hier z.B. mal das Beispiel einer Sichel oder Sense gegenüber einem Messer, oder einer Machete.
Sensen und Sicheln bestehen gegenüber Messern und Macheten aus sehr dünn ausgeschmiedeten Stahl, welcher zudem auch noch vergleichsweise "relativ" weich ist. Sensen und Sicheln werden zwar im Einsatz auch mit einem Schärfstab nachgeschliffen, aber sie sind nicht grundlegend durch Wärmebehandlung gehärtet. Hier erfolgt(e) die resistenzierung an der Schneidkante ( zumindest traditionell damals ) durch regelmäßige Nachdengelung der Schneidkante / im Verschleissbereich formgebend und gefügeändernd.
Wenn das Schneidblatt insgesamt bei diesen Agrargeräten z.B. nur 0,2 mm Stärke aufweist, holt man sich bei zunehmendem Verschleiß durch kaltes nachdengeln immer wieder eine mehrfach nachschleifbare Schneidkante von etwa 0,1 bis 0,05 mm ( und dünner ) zurück.
Hallo,
die Besonderheit beim Damast liegt in der Verwendung von Stählen mit verschiedenen Vergütungseigenschaften.
Im einfachsten Fall kombiniert und faltet man einen sehr stark härtbaren, aber dann relativ spröden Stahl mit einem weicheren, aber weit weniger brüchigen Stahl für die geplante Härtung.
Das ganze falte man dann so, dass in der Mitte der Schneidengeometrie eine dünne Lage des harten und eher spröden Stahls liegt, in dem man dann die schneidhaltige Kante ausformen kann.
Wenn die Klinge dann härteren Stößen / Schlägen ausgesetzt wird, ist sie in sich zwar im Schneidenbereich sehr hart und ggf. auch ausbruchanfällig, aber insgesamt nicht so anfällig gegenüber komplettem Durchbruch.
Wenn Du zudem dann auch noch auf z.B. 2 mm Klingenstärke etwa 1000 und mehr Lagen hast, wird das ganze auch bei normaler Verwendung u.A. in der Küche noch relativ zunehmend selbstschärfend im Verschleiss.
Die Wahl des richtigen Abschreckmediums ( Z.B. Öl, Wasser, Salz oder Blei ) richtet sich neben der Wahl der Stahlsorte auch nach der gewünschten Art des Härtungs- / bzw. Nachvergütungsverfahrens.
Die Schlacke, besser gesagt der Zunder, muss bei einer Feuerverschweissung immer ( wieder bei Damastfaltung ) gründlich entfernt werden, sonst misslingt die Verschweissung.
Öl wäre bei einer grundlegenden Härtung bis in die Kernzone des Materials dem Wasser meistens vor zu ziehen, weil es durch geringeren Wärmeentzug perZeit und Fläche einfach schonender ist.
Mit Wasser läßt sich hingegen je nach Stahl eine ganz gute Randzonenhärtung bei relativ weichem Kern in dann aber auch nur ganz kurzer Tauchung erzielen.
LG
Was ist der Grund für die vielen „Schichten“
Die Kombination von 2, manchmal auch mehr verschiedenen Stählen, in der Regel ein Stahl mit guter Duktilität und brauchbarer Härte sowie ein zweiter mit höherer Härte, besserer Verschleißbeständigkeit dafür weniger Duktilität. Diese werden zuerst in mehreren Lagen aufeinandergelegt und mit einer kleinen Schweißnaht festgehalten, anschließend durchs Schmieden feuerverscheißt
die vielen Durchläufe des Prozesses „Erhitzen, schmieden, abschrecken“?
Abschrecken tut man nur einmal, nämlich am Ende des Schmiedeprozesses. Nach jedem Schmiedegang abzuschrecken wäre dämlich aus mehreren Gründen:
- Verzug
- Rissgefahr (Makro/Mikro)
- Unnötig, wird ja eh wieder auf Schmiedetemperatur gebracht -> Härte komplett weg
- Wiedererwärmung auf Schmiedetemperatur dauert deutlich länger
Erhitzten und Schmieden geschieht mehrfach, weil ein durchgang einfach nicht ausreicht von der Zeit, dann ist der Stahl zu kalt und würde brechen
Weitere wichtige Wärmebehandlungen sind hier das Normalglühen, denn aufgrund der hohen Schmiedetemperatur kommt es zu Kornwachstum, Grobkorn willst du am Ende definitiv nicht haben
Dann das Spannungsarmglühen, um Eigenspannungen abzubauen
Und nach dem Härten das Anlassen, ansonsten hast du ein Glashartes Messer das kaum Duktilität mit sich bringt und sehr schnell bricht
Warum durchläuft man den Schmiedeprozess immer wieder? Klar, um den Stahl zu härten, aber wodurch entsteht die Härte? Durch das mehrfache Abklopfen von Schlacke, das wiederholte Schmieden, das für eine Verdichtung des Stahls sorgt, oder aber das viele Abschrecken im Wasser?
Warum oft schmieden siehe oben
Schmieden tust du nicht für die Härte. Das machst du bei Damast zum einen dass du die Lagen feuerverscheißt bekommst, zum anderen um Walztextur des Ausgangsmaterials loszuwerden
Die Härte kriegst du durchs abschrecken von Härtetemperatur (Austenitisierungstemperatur). Abschreckmedium variiert je nach Stahl, meist wird Öl verwendet
Der mechanismus fürs Härten liegt darin, dass geeignete Stähle (>0,2% Kohlenstoff) eine allotrope Umwandlung machen, nämlich von kubisch flächenzentriertem Gitter (Austenit) ins kubisch raumzentrierte (Ferrit). Im flächenzentrierten Gitter des Austenits ist die Löslichkeit für Kohlenstoff um ein vielfaches größer als im raumzentrierten des Ferrits, wird nun aus dem Temperaturbereich des Austenits schnell genug abgeschreckt hat der Kohlenstoff keine Möglichkeit aus dem Gitter zu diffundieren, es kommt zu einem diffusionslosen Umwandlungsvorgang des Austenits in ein tetragonal verzerrtes kubisch raumzentriertes Gitter. Durch diese Verzerrung erhält der Stahl seine Härte
Also zusammengefasst heißt das, dass man einfach deshalb solange schmiedet, da man die verschiedenen Stahlsorten möglichst homogen verteilen möchte?
Nicht ganz. Man möchte durchs schmieden einen isotropen Werkstoff (heißt keine Vorzugsrichtung, z.B. Körner mit Walztextur) und dass sich die einzelnen Lagen verbinden (=feuerverscheißen)
Die verteilung der Stahlsorten legt man ganz am Anfang fest, in der Regel wechseln die sich ab, also hart-duktil-hart-duktil etc. Beim schleifen am Ende schaut man dann dass der harte und verschleißfeste Stahl die Schneidlage ist
Die Klinge wird nicht mehrfach abgeschreckt. Zuerst werden zwei Stahlsorten, eine harte und eine elastische, zusammengeschmiedet, immer wieder gefaltet, bis die gewünschte Anzahl von Lagen erreicht ist. Dann erst einmal gehärtet.
Also spielt das Verdichten in Bezug auf die Härte keine Rolle?