Wie kann ich Stahlblech der Legierung DC04 ( evtl. auch DC01 ) härten?
Hallo liebe Gemeinde,
ich benötige Rat von jemandem der sich mit Metallurgie auskennt. Ich möchte gerne ein Stahlblech der Legierungen DC04 oder DC01 - kaltverformbarer Stahl mit, einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,08 % und folgender anderer chemischen Zusammensetzung SELBST härten. C = 0,08 Mn = 0,4 P = 0,03 S = 0,03
Was für Möglichkeiten bieten sich mir?Sind die teilweise überlieferten mittelalterlichen Rezepturen, z.B. abschrecken in abgestandenem Urin ( Ammoniak - Nitridierung ) chemisch betrachtet Blödsinn, oder ist da was dran? Können sich alleine durch abschrecken in Ammoniklösung Nitrit-Nadeln bilden?
Wie sieht es mit Aufkohlen aus? Könnte ich den Kohlenstoffgehalt durch Erhitzen in Asche, wie es japanische Schmiede traditionell gemacht haben aufstocken? Welche Temperatur müsste ich dafür wie lange halten?
Wenn sich jemand mit dem Thema auskennt wäre ich über eine Antwort sehr dankbar.
Beste Grüßeund Danke.
2 Antworten
Um eine erwünschte Härte (welche?) zu erreichen, benötigt man neben der vollständigen Analyse des Stahles noch die Abmessung (Dicke) und den Verwendungszweck. Es kommt nicht nur auf die Härte an (Sprödigkeit), sondern auch auf die Zähigkeit, je nach Verwendungszweck.
Grundsätzlich hat Dein Stahl mit 0,08% C nicht viel in der Buchse, um ihn zu ordentlich zu härten. Das halbe Prozent Mangan ist auch nicht der Bringer.
Dein Stahl hat ja auch von der Eignung einen anderen Verwendungszweck bzw. Aufhärteeigenschaft: Härten durch Kaltverformung.
Bzgl. Urin und Ammoniak: Diese Flüssigkeiten bieten unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten. Ob sie notwendig sind, kommt auf die Dicke an. So richtig bringen die auch nichts, klingt nur interessanter. Bewegtes Eiswasser dürfte mehr bringen, aber dazu fehlt dem Stahl der Kohlenstoff, um ausreichend Martensit zu bilden. Die Anlasstemperatur hat wesentlichen Einfluss auf die Zähigkeit.
Aufkohlen oder Nitrieren sind weitere Oberflächenhärteverfahren, neben der Kaltverfestigung.
Du nennts sehr viele Härtemöglichkeiten, aber zuerst sollte mal der Verwendungszweck genannt werden.
Urin und Ammoniak sind die klassischen "Nitrierverfahren".
Nitrieren bringt Oberflächenhärte Mindesttemperaturen um 650° C
Aufkohlen braucht Kohlenstoffatmosphäre um ca 1% Kohlenstoffgehalt in der Oberfläche zu erreichen. Die Tiefe ist sehr stark abhängig von der Zeit beim Aufkohlen, das bei Temperaturen um 900° erfolgt.
Hallo Sebastian,
vielen Dank für die Info und das interessante Video.
Vorab nebenbei: Beim Nitrieren diffundiert Stickstoff in das Metall und nicht Ammoniak (ist ein Stickstoffträger und wie ich gelernt habe, auch Urin)
Zum Herstellungsprozess:
Das Erhitzen (blaugrau ist eine Anlassfarbe unter 600° und kein Härten, da muss die Farbe schon fast weiß sein und über 900° betragen) scheint mir kein guter reproduzierbarer Prozess zu sein. Ebenso wie das Dengeln.
Ich würde bei dem Stahl bei der Kalfverformung bleiben, nur muss sie reproduzierbar sein. Oder eine andere Stahsorte wählen wie z.B. Federstähle.
Für Deinen Stahl bietet sich das Kaltwalzen an, wo Du mit verschiedenen Drücken arbeiten kannst und diese jederzeit genauso wiederholen kannst. In einem Anlassofen kannst Du dann noch experimentieren, wie sich verschiedene Anlasstemperaturen auswirken.
Suche in einem Schmiedeforum wie schmiededaseisen.de.
Je nachdem auch auf zerspanungsbude.net.
Darüber hinaus kannst du die im anglophonen Bereich gängigen Bezeichnungen für diese Legierungen zu recherchieren versuchen und dann mal auf Youtube kucken.
Danke für die Antworten! Zum Verwendungszweck:
Ich baue Instrumente aus der Klasse der Ideophone, die sogenannte Handpan. ( https://youtu.be/6IgP-FV1Pio )
Das Blech dazu hat eine Dicke von 1,0mm ( aber auch andere Stärken sind im Versuch - 1,4mm bis 0,7mm )
Der Sinn des Härtens liegt vor allem in zwei Punkten: zum einen erreiche ich durch ein härteres Metall eine bessere Schwingungsamplitude - das Instrument klingt schöner und länger.
Zum anderen geht es mir auch um die Stabilität - das heißt die Menge an Kinetischer Energie die der Spieler per Handschlag ins Instrument einbringen kann, bevor das Material an seine Verformungsgrenze kommt.
Ich weiß um die Möglichkeiten der industriellen Nitridierung ( auch oft fälschlicherweise als Nitrisierung bezeichnet ) allerdings habe ich mich sehr gewundert dass das auch alleine durch Abschrecken in Urin möglich sein soll - so schnell diffundiert der Ammoniak doch nicht ins Metall, oder ?
Gerade wegen des niedriegen Kohlenstoffgehaltes habe ich mich gefragt ob eine Aufstockung möglich und sinnvoll wäre.
900C - sowas wäre ja theoretisch auch in einem Holzofen machbar, oder? muss ich das Blech dazu mit Asche bestreuen?
Momentan erhitze ich das Blech nur mit einem Gasbrenner, bis es blaugrau angelaufen ist, etwa 15 minuten - diesen Prozess wiederhole ich drei bis vier mal - ich habe das Gefühl das Material ist dadurch zwar härter, schwerer zu dengeln und bearbeiten, aber ich würde es gerne noch härter bekommen - und nach Möglichkeit nicht im Industriellen Verfahren.
Ich glaube es ist ja auch so dass das dieser Stahl durch Kaltumformung, zum beispiel durch dauerndes Dengeln durch den eingearbeiteten kompressiven Stress härter wird... diesen möchte ich aber wegen der klanglichen Eigenschaften nach Möglichkeit wieder entlassen - daher auch das mehrfache Erhitzen.
Vielen Dank für eure Antworten.
Grüße, Sebastian