Damast stahl

[Xerxes]

So, hab ein keines Stück von der Luppe abgetrennt für eine Analyse. Scheint sehr wenig Kohlenstoff zu haben. Werd den Rest daher in dünne Bleche Schmieden und aufkohlen, anschließend raffinieren. Das Phosphor in kohlenstofffreien Eisen festigend wirkt weiß man ja. Bei kohlenstoffhaltigen Stählen ist die bisherige annahme, dass der Phosphor zu Graphitausscheidungen und Phoshpor-Seigerung an den Korngrenzen fürht und so ein enormes Grobkorn und Rotbrüchigkeit hervorruft. Einigen Vermutungen nach tauchen diese negativen Eigenschaften jedoch nur bei modernen voll erschmolzenen Stählen auf. Daher ist es für mich besonders interessant zu sehen, wie sich der Phosphor und Kohlenstoff im Renneisen/Stahl vertragen. Ich werd dann mal ein paar Tests im Bezug auf Härtbarkeit und Korngröße machen. Also, zum Aufkohlen die Esse mal 12h laufen lassen;-) Gruß Jannis

 

[Xerxes]

So, hab ein keines Stück von der Luppe abgetrennt für eine Analyse. Scheint sehr wenig Kohlenstoff zu haben. Werd den Rest daher in dünne Bleche Schmieden und aufkohlen, anschließend raffinieren. Das Phosphor in kohlenstofffreien Eisen festigend wirkt weiß man ja. Bei kohlenstoffhaltigen Stählen ist die bisherige Annahme, dass der Phosphor zu Graphitausscheidungen und Phoshpor-Seigerung an den Korngrenzen fürht und so ein enormes Grobkorn und Rotbrüchigkeit hervorruft. Einigen Vermutungen nach, tauchen diese negativen Eigenschaften jedoch nur bei modernen voll erschmolzenen Stählen auf. Daher ist es für mich besonders interessant zu sehen, wie sich der Phosphor und Kohlenstoff im Renneisen/Stahl vertragen. Ich werd dann mal ein paar Tests im Bezug auf Härtbarkeit und Korngröße machen. Also, zum Aufkohlen die Esse mal 12h laufen lassen;-) Gruß Jannis

 

[Xerxes]

Sooo, ich hab jetzt mal ein paar Versuche gemacht und muss sagen, dass ich doch recht überrascht bin. Versuch I: 1. Wäre es vieleicht doch möglich bei einem historischem Klingenaufbau mit mehreren Torsionsbändern auf einem Furnier und mit aufgesohlter Schneidleiste etc. einen mustergesteuerten Schweißverbundstahl (Damast) herzustellen, der aus kohlenstoffreichen und kohlenstoffarmen Lagen besteht? 2. Wenn es theoretisch möglich wäre einen solchen "Damast" herzustellen, könnte man einen schönen Kontrast erzeugen mit Stählen, die sich nur durch den Kohlenstoffgehalt unterscheiden? Die erste Frage ist mit ein paar Schmiedeversuchen recht leicht zu beantworten. Die Zweite bereitet da schon mehr Probleme. Denn alle C-Stähle unterscheiden sich geringfügig in ihrem Mangangehalt. Das würde das Ergebnis verfälschen. Also fällt die Verwendung versch. C-Stähle oder Reineisen in Kombi mit C-Stählen leider weg... Um beide Fragen auf einmal zu beantworten, hab ich heute Reineisenblech aufgekohlt und und anschließend mit nicht aufgekohlten Blech verschweißt. Dazu hab ich in eine "Schale" aus Ton abwechselnd Reineisenblech (1mm) und Holzkohlestaub geschichtet und die Schale komplett mit Ton verschlossen. Nach dem Trocknen hab ich das Peket für ca. 20Min bei ca. 1200 Grad in der gasesse erhitzt. Die Bleche waren enorm aufgekohlt, Funkentest ca. 1,2-1,5% Kohlenstoff. Dann hab ich die Bleche verschweißt und zwei mal gefaltet und dann zu einem ca. 3mm Blech ausgeschmiedet. Dann hab ich einen Damast aus zwei Lagen aufgekohlen und zwei Lagen nicht aufgekohlen Reineisen geschmiedet. Bei dem weiteren Verfahren hab ich mich an den technischen Aufbau einer Lanzenspitze aus Haithabu gehalten... Also, den 4 lagigen Damast zum Stab ausgeschmiedet, tordiert, zwei Stäbe erneut zusammengeschmiedet, auf der einen Seite ein Furnier aufgesohlt und anschließend noch auf beiden Seiten Schneidleisten aufgesohlt. Ich hab versucht möglichst wenige und saubere Schweißungen zu machen, um unnötgen C-Austausch zu vermeiden. Ich hab also alle Schweißgänge vorgenommen, die zur Herstellung der Lanzenspitze nötig wären... Dann hab ich das Paket etwas ausgestreckt, angeschliffen und gehärtet... Naja, lange Rede kurzer Sinn, ich hab hier einen Damast der trotz der ganzen Schweißgänge augenscheinlich aus weichen und harten Lagen besteht und der wunderschön zeichnet. Und das, obwohl sich die Lagen nur durch den C-Gehalt unterscheiden. Es wäre allerdings noch zu klären, ob beim Aufkohlen evtl. noch andere Elemente in den Stahl gekommen sind, die das Ergebnis verfälschen könnten. Z.B. Phosphor. Morgen mehr dazu... Gruß Jannis

 

[Damastschmied]

Na da bin ich mal gespannt was Ulrich dazu sagt ,wie sieht es mit L.Kaffe aus ?( Gruß Maik

 

[Xerxes]

So, hier die Bilder von dem Versuch... Gruß Jannis

 

[Xerxes]

Und der Rest... Zur Erklärung: Bild I: Das Tongefäß in dem ich die Bleche aufgekohlt habe. Bild II: Da befülle ich das Tongefäß abwechselnd mit Reineisenblech und Holzkohlestaub. Bild III: Das Gefäß im Ofen bei 1200-1300 Grad. Bild IV: Das Paket beim abkühlen nach ca. 20Min im Ofen. BildV: Das aufgebrochene Gefäß. Bild VI: Die aufgekohlten Bleche. Bild VII: Ein Blech hab ich gehärtet und zerbrochen. Man sieht an der Bruchkante das sehr grobe Martensit. Bild VIII und IX: Der Damast aus aufgekohlten und nicht aufgekohlten Lagen. Gruß Jannis

 

[Damastschmied]

Das mit dem Aufkohlen werde ich mal mit kleinen Damastklingen aus meiner Kombi probieren,habe ja einen 90er Grafit-Tiegel der sonst nichts zu tun hat aber in die jetzige Gasesse passen müßte,mal sehen was dann die Analyse sagt und der Kontrast. @ Xerxes Mache unbedingt(nicht mit Handy) bessere Bilder in Makroqualität. Gruß Maik

 

[Skelmir]

Wunderbar ! Bin auf die Analyse gespannt ! :thumbsup: Bisher scheint sich meine Theorie zu bestätigen.....na mal abwarten

 

[Xerxes]

Bisher scheint sich meine Theorie zu bestätigen

Ja, das Ergebnis ist wirklich interessant. Aber bei einem Stab aus vier Lagen war es nicht unbedingt anders zu erwarten. Nur das der Kontrast so deutlich ist überrascht mich auch;-) Interessant wird es, wenn wir Stäbe mit 7, 14 und 21 Lagen verwenden, wie es bei versch. Schwertern belegt ist. Ob wir dann noch immer kohlenstoffarme und kohlenstoffreiche lagen haben? Ich bin auch sehr gespannt. Laut Ulrich Gerfin ist es übrigens sehr unwahrscheinlich, dass noch andere Elemente wie Phosphor in den Stahl migriert sind. Genau werden wir es allerdings erst nach den Analysen wissen... Bevor jetzt aber gleich wieder die alte Diskusion mit den harten und weichen Lagen im Damast rausgeholt wird. Der Kohlenstoffaustausch ist ein belegtes Phänomen. Jeder der schonmal drei Lagen Klingen geschmiedet hat, kann nach dem Ätzen die Wanderung an der Schweißnahm sehen. Moderner Damast mit höheren Lagenzahlen besteht nicht aus weichen und harten Lagen... Gruß Jannis

 

[Timm]

In Ergänzung zu Jannis' Aussage wieder den Hart/Weich-Mythos: Selbst wenn es mittelalterliche Klingen gibt, bei denen mustergesteuerter Schweißverbundstahl (vulgo 'Damast') mit niedriger Lagenzahl und etwaigen signifikat unterschiedlichen C-Anteilen in den jeweiligen Lagen verwendet wurde, so bedeutet das nicht, dass die Klinge dadurch irgendwelche besseren oder gar überragenden Eigenschaften erlangt. Sie wird also nicht flexibler als eine Klinge mit ausgeglichenem C-Gehalt. Vor allem aber findet sich der 'Damast' nicht in der Schneidlage/-leiste, sondern ist meist nur auflaminiert oder als zierendes Band zwischengesetzt. In der Schneide wären die unterschiedlich harten Zonen auch eher hinderlich und würden Sollbruchstellen erzeugen. Die einzige Anwendung, die mir spontan einfällt, bei der gezielt harte und weiche Zonen aus unterschiedlichen Materialien eingesetzt werden, sind Laminatklingen, wie sie gerade für das FMA häufig nachweisbar sind. Dabei wird auf eine härtbare Mittellage beidseitig eine Flanke aus weicherem Stahl aufgeschweißt, ein Sandwich quasi. Bei diesem Konstrukt stützen die weichen Backen in der Tat die harte und relativ spröde Schneidlage und geben der gesamten Klinge eine höhere Flexibilität. Dieses Konstrukt ist zwar auch ein Schweißverbundwerkstoff, jedoch kein 'Damast'. Der gleiche Effekt ließe sich übrigens mit einer Monostahlklinge mit differentieller Härtung erzielen, unsere Altvorderen haben aber mit dem Lagenaufbau schlicht teuren härtbaren Stahl gespart. Gruß, Timm BTW Jannis: Daumen hoch für deine tollen und weiterbringenden Versuche! :thumbsup:

 

[Skelmir]

Auf jedenfall ein schönes Ergebnis bisher ! :thumbup: Ich halte es auch für unwarscheinlich das Phosphor oder andere Elemente in den Stahl gewandert sind. Dann müssten sie ja vorher irgendwo vorhanden gewesen sein...also Bsp. in der Holzkohle oder im Ton des Tiegels. ..würde mich wundern.

 

[Xerxes]

Dann müssten sie ja vorher irgendwo vorhanden gewesen sein...also Bsp. in der Holzkohle oder im Ton des Tiegels.

Jep, das wäre auch theoretisch möglich. Auch sehr gute Kolzkohle besteht nicht ausschließlich aus Kohlenstoff. Sie enthält durchaus auch noch andere Substanzen... Gruß Jannis

 

[Skelmir]

Ja das stimmt. In Holzkohle sind auch noch Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff in geringen Mengen, aber ich habe noch nie gelesen das Holzkohle Phosphor enthält. Beim Ton kann ich mir das schon eher vorstellen, auch wenn ich das ebenfalls noch nicht gelesen habe. Aber Phosphor kommt in einigen Mineralien vor (als Verbindung, nicht rein) und daher könnte natürlich auch was in Ton oder Lehm stecken. Vermutl. eher in Lehm als in gekauftem Ton. Trotz allem halte ich das für sehr unwarscheinlich.

 

[Damastschmied]

@ Timm Das ist schon lange meine Vermutung das diesen mit dem Harten und "Weichen" aus dem Klingenaufbau stammt. Ob es jetzt noch Harte und Weiche Schichten im "Damast" gibt,wird Xerxes schon noch rausbekommen. Einen Vorteil hätte dieses aber trotzdem auch in der Schneide,wie Ulrich schon mal erwähnte,könnte das eine "weiter Rissüberbrückung" bewirken auch wenn es durch den Phosphor-Dreck entsteht,wenn ihr wisst was ich meine. Gruß Maik

 

[Timm]

Moin Maik, meinst du, dass etwaige Risse oder Ausbrüche im Martensit durch die nachfolgende weiche Zone aufgehalten werden, also quasi der Effekt, den es bei Katanas durch den in Spitzen bis in die Schneide laufenden Hamon gibt? Gruß, Timm

 

[Damastschmied]

Glaube nicht das man es mit einem Hamon vergleichen kann,ist ja auch eine andere Sache. Ich meine eine Unterbrechung zwischen den Lagen durch Dreck/Phosphor/Schweißnähte oder eben unterschiedliche Materialien,also den selben Effekt wie eine Bohrung die man am Ende eines Risses macht um ein weiterreissen zu verhindern. Gruß Maik

 

[Timm]

Moin, ja den Effekt meinte ich damit, habe dich da verstanden. Das Hamon was anderes ist, ist mir schon klar Ich denke mal, das spielt eher bei größeren Waffen oder Werkzeugen eine Rolle, die starken Belastungen ausgesetzt sind. Kann natürlich ein Vorteil sein, würde ich aber nicht überbewerten. Insbesondere tritt dieser Effekt (in Bezug auf Lunker und Schlacke) bei historischen Klingen ja eh dadurch automatisch auf, dass es sich immer um Raffinierstähle handelt. Wenn Damast da also einen Vorteil hätte, dann nur durch weiche Lagen, die den Riss evtl. durch ihre Zähigkeit stoppen. Gruß, Timm

 

[Damastschmied]

Und da sind wir wieder bei den Berühmten harten und weichen Lagen Gruß Maik

 

[Timm]

Auf alle Fälle ist Jannis dran Schuld, was rüttelt der auch einfach an Messermacher-Mythen... 8| Gruß, Timm

 

[Damastschmied]

Nö der ist nur mit für die Aufklärung zuständig,die Frage steht ja schon länger im Raum,vor allem hat da ein Schweizer Fragen aufgeworfen . Gruß Maik