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Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 22.12.2023 01:22WiCon,
das ist jetzt ein interessanter Austausch!
Du schreibst:
Damast setzt Stähle aus unterschiedlichen Quellen voraus (Kontrast). Stahl aus einer Quelle war Raffinier- oder Gärbstahl.
Sicher sind wir uns darin einig, dass es grundsätzlich drei verschiedene Formen von Stahl-Kombinationen gibt, die wir üblicherweise als "Damast" bezeichnen.
Da ist einmal der Wootz/Bulat, ein Kristallisations- oder Tiegel-Damast. Die Handelsstadt Damaskus war der Umschlagplatz und Namengeber für diesen Damast, der aus Indien und Persien stammte.
Wootz hat einen Hauptbestandteil (Eisen), jedoch sorgen Zusätze wie Kohlenstoff und Vanadium im aufwendigen Herstellungsprozess für die Kristallisation und damit für das Muster.
Im frühen Europa war der Damast der "wurmbuntern" Klingen ein Schweißverbundstahl aus verschiedenen Eisensorten. Man muss dabe wissen, dass zu dieser Zeit in den Rennöfen noch keine Legierungen hergestellt werden konnten, weil im Prozess der Eisenerzeugung nicht die nötigen Temperaturen erzeugt wurden, um flüssiges Eisen (Schmelzpunkt 1.538°C) zu erhalten. Das war erst nach der Einführung der Hochöfen möglich.
Die Eisernsorten kamen für die Verarbeitung aus verschiedenen Produktionsstäten und unterschieden sich durch ihre Verunreinigungen und legierbaren Begleitelemente. Das waren außer Kohlenstoff vor allem Silikate (aus der Schlacke) sowie Phoshor, Arsen und Schwefel. Die wurmbunten Schwerter hatten einen Eisenkern, dessen Muster durch verschiedene Eisensorten erzeugt wurden. Die Schneide aus Kohlenstoffstahl wurde im Feuer aufgeschweißt.
Unser moderner Damast ist ein Schweißverbund aus Stählen mit unterschiedlicher Zusammensetzung/Legierung. In aller Regel wählt man heute Komponenten, die bereits als Mono-Stahl gute Werkzeugstahlqualität aufweisen. Damit erhält man dann ein weitgehend homogenes Material hoher Qualität, das bis in die Schneide voll härtbar ist.
Ich will jetzt die neuen Kombinationen nicht ausführlich beschreiben, die die Industrie anbietet. Dazu gehören z.B. die Mehr-Lagen-Stähle, die Laminate (auch "Damast-Tapete") und die pulvermetallurgischen Stähle.
Um auf Deinen Post einzugehen, will ich noch erwähnen, dass der Kontrast einer Damaststahlkombination sich aus der unterschiedlichen Reaktion der Damastkomponenten auf ein Ätzmittel ergibt. Nickellegierte Stähle werden weniger stark angegriffen und zeichnen dann silber, manganlegierte dagegen schwarz.
Freundliche Grüße
Jean
AntwortenDamast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 22.12.2023 00:31Tim,
Du musst Dir wirklich ein paar Bücher besorgen, um die Grundlagen zu lernen.
Du schreibst:
Jedoch kann ich mit der Kombination aus 1.5026+1.1740 oder 1.2767+C75 kein wirklich gutes Küchenmesser schmieden, während ich das aus Feilen und Kugellager machen kann. Zusätzlich muss ich mir auch nicht die Mühe machen, 3 Stähle zu verbinden.
Was wären denn Deine Kriterien für ein "wirklich gutes" Küchenmesser? Und für welche Aufgaben müsste es taugen? Welche Dimensionen und Formen müsste es dafür haben?
Eine Kombi aus Federstahl und C60 ergibt eine sehr ordentliche Klinge, wenn man fehlerfrei schmiedet und die Wärmebehandlung einwandfrei ist. Es gibt nur wenig, das man mit einem solchen Material-Mix nicht machen könnte! Mit einem C-Gehalt von über 0,5% ist eine solche Klinge sicher besser als 90% der im Handel erhältlichen Messer!
Der kleine Nachteil ist, dass der Federstahl nicht so leicht verschweißt und dass Du beim Ätzen keinen Kontrast bekommst.
Die Kombination aus dem Nickelstahl 1.2767 (oder 75Ni8) und C75 ist nur schwer zu überbieten in ihrer Leistungsfähigkeit! C75 ist ein eutektischer Stahl mit einer Ansprunghärte von 66 - 67 HRC! Selbst nach dem Anlassen bleiben noch 60 HRC übrig, was nur wenige Küchenmesser bieten können - handgemachte Sonderausführungen einmal nicht berücksichtigt. Der 1.2767 ist ganz ähnlich in seinen physikalischen Werten.
Du hättest bei dieser Kombi sogar einen schönen Kontrast (grau-silber), der mit einer weiteren Komponente allerdings etwas weniger deutlich würde.
Wenn man das jetzt mit Baustahl oder Schmiedeeisen kombiniert, damit Deine Schwertklinge am Ende nicht zu spröde wird, bekämst Du sicher einen guten Kompromiss aus Zähigkeit und Schnitthaltigkeit.
Und was meinst Du mit der Mühe, die das Verschweißen von 3 Komponenten machen könnte? Was machst Du da denn anders? Du legst halt Dein Damastpaket entsprechend zusammen - nichts Besonderes!
Damast aus Kugellager und Feile ist eine absolute Top-Kombination, die schon bei der Herstellung Erfahrung und einen kräftigen Arm verlangt. Klingen aus diesen Komponenten können hoch gehärtet werden (61 HRC), aber um die Schnitthaltigkeit auszunutzen, muss die Klingengeometrie entsprechend sein. Das bedeutet: relativ dünne Klingen, die dann in der Küche auch eine erfahrene Hand und viel Sensibilität verlangen, weil sie empfindlich sind. Aus meiner Sicht macht es wenig Sinn, diese Kombination durch Hinzufügen von kohlenstoffarmem Stahl zu "zähmen".
All unsere Theorie hier hilft Dir aber nicht wirklich, glaube ich. Du solltest Dich mit den hier besprochenen Stählen an den Amboss stellen und erst einmal Muster machen. Ich empfehle die Stähle 1.2842 und 75Ni8 plus Baustahl/Schmiedeeisen, weil Du auf diese Weise alles bekommst, was Du als Kriterien aufgeführt hast.
Mach mal, und dann sehen wir weiter!
Freundliche Grüße
Jean
Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 21.12.2023 14:44WiCon,
danke! Du hast recht, ich hätte wohl 8. Jhdt. schreiben sollen. Ich habe unterschiedliche Infos: einmal wird 450 n.Chr. geschrieben, aber offiziell beginnt die WIKI-Zeit wohl erst um etwa 750 n.Chr. und endet 1066 (Hastings).
Da die Angelsachsen aber auch aus Skandinavien stammten, sind manche Autoren mit dem Terminus "Wikinger" etwas großzügiger.
Die sog. Wikingermesser (mit dem geschwungenen Griffbügel) stammen aus der Birka-Kultur von der Insel Börko im Mälar-See, habe ich gelesen. 6. Jhdt.
Das Thema "Damast" wird in der Schmiedegeschichte oft missverständlich interpretiert. Im Prinzip waren Objekte aus Eisen und Stahl in Europa seit der frühen Eisenzeit (um ca. 800 v.Chr.) immer Schweißverbundstähle, sog. "wilder" Damast.
Was wir aber heute oft unter Damast verstehen, ist der "mustergesteuerte" Damaststahl, wie er u.a. im (angelsächsischen) Schwert von Sutton Hoo (ca. 7. Jhdt.) zu sehen ist. Das schließt auch einfache Technike wie Torsion mit ein.
Freundliche Grüße
Jean
Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 21.12.2023 02:57Tim,
wir sind jetzt sehr in der Theorie und machen hier richtig Basis-Unterricht! Lies Dir doch mal ein wenig Grundwissen an!
WiCon hat Dich ja schon informiert, dass Baustahl hier für Dich gut sein kann, weil er sehr homogen ist und eben nur Spuren von Kohlenstoff erhält. Das macht ihn als Damast-Komponente in Deinem Fall geeignet, weil Du sonst mit dem Kohlenstoff zu hoch kommst.
Wieviele Lagen am Ende wie aussehen, musst Du ausprobieren. 400 sind schon sehr fein, und es gibt bei jeder Faltung nicht nur Abbrand, sondern auch Fehlermöglichkeiten!
Deine Kombinationen gehen natürlich, aber Du bekommst keine Kontraste nach dem Ätzen. Das hatte ich versucht, Dir anhand der Kombi 1.2842 und 75Ni8 zu erklären.
Der Federstahl verschweißt sich auch nicht so gut, da muss man sehr sauber und schnell arbeiten, damit wenig Sauerstoff an die Schweißfugen kommt. Borax hilft auch etwas.
Den Hinweis auf die Schwertgeometrie solltest Du auch ernst nehmen. Schwerter mit unterschiedlichen Grundformen, Geometrien und Dimensionen gab es über Jahrtausende, und zusammen mit ihnen entwickelten sich auch die Rüstungen. Daher sieht ein Wikingerschwert des 4. Jhdts. anders aus als eines von 1600.
Freundliche Grüße
Jean
Kindermesser
von HACHIJURO am 20.12.2023 03:07Martin,
das sieht wohl recht gelungen aus, allerdings ist das Foto sehr verzerrt und gibt die eigentlichen Proportionen nicht wieder.
Ist das nur auf meinem Monitor so?
Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 20.12.2023 02:56Tim,
die von WiCon genannten Stähle bzw. Kombinationen wären gut geeignet, also 1.2767 als Nickellieferant plus C 60 oder C 75. Allerdings schweißt der 1.2767 nicht so gut, daher nehme ich lieber 75Ni8. Besonders in Kombination mit 1.2842 (Manganstahl) bekommt man einen sehr guten Kontrast (schwarz/silber). Allerdings müsstest Du etwa 20 - 30% einer dritten kohlenstoffreien Komponente (z.B. Baustahl oder altes Schmiedeeisen) hinzunehmen, damit der Kohlenstoffgehalt insgesamt nicht so hoch wird.
Das gleiche Verfahren könntest Du aber durchaus auch mit Deinen Feilen und dem Kugellagerstahl machen, wenn Du dann etwa 50% kohlenstoffreien Stahl hinzufügst. Bei einer angenommenen max. Klingenstärke von ca. 4 - 5 mm und einer Lagenzahl ab 100 kannst Du von einer homogenen Kohlenstoffverteilung ausgehen, wenn Du mindestens 5 Faltungen/Verschweißungen machst. Das ist jedenfalls meine Erfahrung.
Den - leider sehr verbreiteten - Blödsinn von "weichen" und "harten" Lagen im Damast glaubt inzwischen hoffentlich niemand mehr!
Härten würde ich eine solche Klinge in angewärmtem Öl bei ca. 800 - 820°C; anlassen bei etwa 250°C. Je nachdem, wie Du anlässt, musst Du diese Temperatur variieren. Ich lasse mit einer Gasflamme an und richte mich nach der Anlassfarbe, die ich im Fall von Schwertklingen etwa dunkelbraun bis braun-violett wähle.
Jedenfalls wünsche ich Dir viel Erfolg und warte geduldig auf gute Bilder!
Freundliche Grüße
Jean
Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 18.12.2023 12:17Tim,
hast Du meinen Beitrag gelesen? Da steht doch deutlich, dass Härte bei Schwertern eher ein Problem als ein Vorteil ist! Man braucht vor allem Zähigkeit, und ganz bestimmt bekommen Klingen, die nicht brechen, auch schon mal Scharten und Kerben im Kampf. Daher gab es im späten Mittelalter auch den Beruf des Schwertfegers.
Du wirfst auch die Begriffe durcheinander: "....Bei den Feilen, die kann man ja sehr scharf machen und ist auch hart und verschleißfest...."
Man kann auch eine Klinge aus Baustahl scharf schleifen, allerdings hält sie die Schärfe im Gebrauch nicht - sie ist nicht schnitthaltig.
Verschleißfestigkeit ist bei Schwertklingen gar nicht gefragt, wohl aber bei industriellen Schneidwerkzeugen, die Tausende von Schnitten machen müssen. Dafür nimmt man dann D2-Stahl.
Natürlich sind unsere heutigen Stähle viel 'besser' als die unserer Vorfahren, aber Du wolltest ja eine Damastklinge machen. Wenn es allein um die Ästhetik geht, dann verstehe ich das. Der eigentliche Grund für die Enstehung von Schweißverbundstahl ist jedoch die angestrebte Homogenisierung - man versuchte, vor allem den Kohlenstoff gleichmäßig im Stahl zu verteilen, um vorhersagbare und wiederholbare Eigenschaften des Materials zu bekommen.
Die berühmten 'wurmbunten' Klingen, die Du erwähnst, waren sozusagen die letzte Entwicklungsstufe dieses Stahls, danach konnte die Franken guten Monostahl mit weniger Aufwand herstellen. Diese Klingen haben die Wikinger sich dann auch beschafft, was dazu führte, dass über Jahrhunderte kaum noch Damaststahl in dieser dekorativen Form hergestellt wurde bzw. werden musste. Diese Kunst ging quasi verloren und wurde erst im 20. Jahrhundert wieder nachvollzogen.
Natürlich kannst Du Dir Deine Klinge so herstellen, wie Du das möchtest. Aber wenn Du schreibst:
"....Ich möchte einfach nur ein sehr gutes Schwert herstellen, welches man für den Kampf theoretisch benutzen könnte, ohne dass die Klinge bricht, schnell stumpf wird oder Kerben kriegt...."
dann ist das ein Wunderschwert! Die Kombination dieser - einander ausschließenden - Eigenschaften ist annäherungsweise nur mit einer Kompositbauweise möglich, wie sie bei japanischer Schwertklingen praktiziert wird.
Merke: Jede Klinge ist ein Kompromiss für den jeweiligen Einsatz!
Freundliche Grüße
Jean
Damast aus Kugellagern und Feilen
von HACHIJURO am 17.12.2023 15:42Tim,
Deine Fragen lassen sich ja leicht aus der Kenntnis des Kohlenstoffgehalts beantworten. Kugellagerstahl ist meist 1.3505 mit 1% C - leider auch mit etwas Chrom, was das Schweißen etwas erschwert.
Feilenstahl (1.2002 oder 1.2008) hat noch mehr Kohlenstoff, meist ab 1,25 % aufwärts. Es ist also eine etwas herausfordernde Kombination, die Du Dir ausgesucht hast, die eher für hoch härtbare Messer eingesetzt wird. Hohe Bruchgefahr beim Gebrauch als Schwertklinge!
Das Temperaturfenster wird vom empfindlicheren Stahl bestimmt, und die Einhaltung derselben hängt wiederum von der Erfahrung des Schmieds und seiner Fähigkeit einer guten Feuerführung ab.
Schwertklingen müssen ja eine gute Zähigkeit haben, um die Schockbelastung der Kampfpraxis auszuhalten. Daher haben die Schmiede in der Vergangenheit immer Kombinationen von Werkstoffen gewählt, die das auch konnten.
Die Schwertschneiden wurden aus Kohlenstoffstahl mit max. 0,5 - 0,6 % C auf einen eher zähen Stahlkern mit noch geringerem C-Gehalt aufgeschweißt. Dieser Verbund verspricht dann eher, einen Schlag auf eine schwere Rüstung auszuhalten oder gar eine Parade mit einem anderen Schwert!
Das hängt aber wieder von der Wärmebehandlung ab, und hier besonders vom Anlassen! Gehärtet würde ja immer bei etwa 800°C, aber das Anlassen müsste möglichst präzise vermutlich bei 230 - 250°C erfolgen. Eher darüber als darunter, aber das muss man natürlich vorher durch Bruch- und Biegeversuche abklären, wenn man ein qualitativ gutes, funktionales Schwert machen möchte.
Interessant in diesem Zusammenhang könnte für Dich, falls Du unbedingt Damast machen möchtest, ein Wikingerschwert sein. Diese hatten etwa im 6. Jhdt. einen mustergesteuerten Kern aus zwei Sorten Eisen (reines Eisen und solches mit Phosphorgehalt, das nach dem Ätzen silber zeichnet) sowie eine aufgeschweißte Schneidleiste aus Kohlenstoffstahl ähnlich C45.
Eine Herausforderung, die nicht nur schön ist, sondern sich dann auch noch in der Praxis bewährt hat.
Freundliche Grüße
Jean
P.S. Das von Martin vorgeschlagene Temperaturfenster erscheint mir viel zu hoch!
Zwei Messerklingen und eine Zange
von HACHIJURO am 09.12.2023 10:46Vielen Dank!
Dann liegt es sicher an meiner Anlage, die weit entfernt vom Rooter ist. Da reicht wohl das WLAN nicht ganz!
Freundliche Grüße
Jean