Sonntag, 20. Dezember 2009

Stahlklingen

Ein Katana das zum Cutting benutzt wird sollte unbedingt eine Stahlklinge besitzen. Doch welcher Stahl ist geeignet?

Alle Katana hergestellt aus so genanntem 'Stainless Steel', also rostfreiem Stahl sind nur dazu geeignet an der Wand zu hängen. Stainless Steel (SS) ist nicht nur unauthentisch, sondern kann auch gefährlich werden. SS Klingen brechen leicht und zerplatzen wie Glas in scharfe Bruchstücke. Also Finger weg von Stainless Steel Klingen!!!
Für das „Cutting“ sind ausschließlich Kohlenstoffstahl (auch Karbonstahl), gefaltete Klingen, Damaszener und Federstahl Klingen geeignet. Zu empfehlen sind Klingen aus 1095, VG-10, 1086, ASSAB K-120C (auch Swedish Powdered Steel genannt).

Die physikalischen Eigenschaften eines Stahls hängen von seinen Inhaltsstoffen ab.

Kohlenstoff
Kohlenstoff ist das wichtigste und zugleich einflussreichste Element. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt erhöhen sich zum einen Festigkeit und Härtbarkeit des Stahls. Stahl ist übrigens ab 0,5% Kohlenstoffgehalt überhaupt erst härtbar. Andererseits wird die Dehnbarkeit, Bearbeitbarkeit und Schmiedbarkeit des Stahls durch spanende Methoden herabgesetzt.

Chrom
Chrom macht Stahl öl- bzw. lufthärtbar und steigert die Zugfestigkeit. Ab ca. 14% Chrom-Anteil gilt ein Stahl als korrosionsbeständig, also rostträge.

Mangan
Mangan deoxidiert und erhöht die Härtbarkeit, die Streckgrenze und die Festigkeit. Außerdem verbessert es die Schmiedbarkeit.

Molybdän
Das Element Molybdän verbessert die Härtbarkeit, fördert die Feinkornbildung, erweitert die Streckgrenze und erhöht die Festigkeit. Molybdän ist ein starker Karbidbinder.

Nickel
Nickel wirkt sich auf die Festigkeit aus. Zusammen mit Chrom sorgt Nickel für eine gute Durchhärtung und schützt vor Rost und Zunder.

Phosphor
Phosphor befindet sich im unbehandelten Roheisen. Da er bei der Umwandlung zu Stahl eher schadet als nutzt wird versucht seinen Anteil so gering wie möglich zu halten.

Silizium
Silizium erhöht die Festigkeit und die Verschleißfestigkeit sowie die Elastizität. Mögliche Beeinträchtigung bei der Formbarkeit setzen dem Silizium-Gehalt im Stahl aber Grenzen.

Schwefel
Schwefel befindet sich im unbehandelten Roheisen. Da er bei der Umwandlung zu Stahl eher schadet als nutzt wird versucht seinen Anteil so gering wie möglich zu halten.

Wolfram
Wolfram sorgt für extrem harte Karbide und wirkt sich auf die Zähigkeit aus.

Vanadium
Vanadium ist ein starker Karbidbilder und verfeinert das Korn des Stahles.

Einige Stahlsorten und deren Eigenschaften

Federstahl
Federstahl ist ein Kohlenstoffstahl. Federstahl weist einen hohen Silizium-Anteil aus, hat aber auch noch andere Legierungsbestandteile. Wichtig ist, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kohlenstoffs zu erreichen.
Federstahl ist ein Stahl, der im Vergleich zu anderen Stählen stark federnde Eigenschaften besitzt. Es gibt viele Anwendungen von Federstahl, z. B. sind die Federn in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen aus Federstahl hergestellt, aber auch die kleine Feder, die die Wäscheklammern zusammendrückt.
Ein Werkstück aus Federstahl kann bis zu einem durch den Werkstoff bestimmten Maß verbogen werden, um danach ohne bleibende Verformung elastisch in den Ausgangszustand zurückzukehren. Die Werkstoffeigenschaft, die das ermöglicht, ist die Elastizität.




Kohlenstoffstahl (auch Karbonstahl), gefaltete Klingen, Damaszener
Im frühen Japan hat man in Ermangelung von technischen Verfahren zur Legierungsherstellung und zur nachträglichen Härtung mit der Technik des Faltens von Stahl gearbeitet. Durch das wechselweise Aushämmern und Zusammenlegen von ausgehämmerten Schichten konnten Werkstücke mit der gewünschten Kohlenstoffverteilung hergestellt werden. Dieser Prozess ist aufwändige und langwierige Handarbeit. Diese Technik wird auch heute noch in Japan traditionell genutzt, um Messer und Schwerter wie z. B. das Katana der Samurai herzustellen.
Gefaltete Klingen weisen eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitiger Elastizität auf. Man bezeichnet gefaltete Klingen auch als Damastklinge (Damaszenerstahl / Damaszener Klinge), wobei die Herstellung einer traditionellen Damastklinge im Detail ein wenig von der Schmiedekunst der japanischen Schwertschmiedemeister ein wenig abweicht. Kohlenstoffstahl ist meist nicht rostfrei und muss entsprechend gepflegt werden. Karbonstahl hat einen hohen Kohlenstoffanteil und ist nie rostfrei.



Edelstahl
Edelstahl ist ein Sammelbegriff für diejenigen Stahlsorten, die in einer besonderen Verfahrensweise (Sekundärmetallurgie) erschmolzen wurden, hohen Reinheitsgrad besitzen und gleichmäßig auf die vorgesehene Wärmebehandlung reagieren. Nach der chemischen Zusammensetzung ist zwischen unlegiertem (Stahlgruppennummern 10-18) und legiertem (Stahlgruppennummern 20-89) Edelstahl zu unterscheiden (DIN EN 10 020). Entsprechend ihrem Einsatzzweck unterteilt man in Bau-, Maschinenbau-, Behälter-, Werkzeug-, Schnellarbeits-, Wälzlagerstähle. Oder man charakterisiert sie durch ihre Eigenschaften: chemisch beständige, nichtrostende, hitzebeständige, hochwarmfeste, schweißgeeignete Stähle, Stähle mit besonderen physikalischen oder magnetischen Eigenschaften oder besonderer Streckgrenze.



Japanischer Messerstahl
Zwei japanische Stahlbezeichnungen sind Ao Gami (青紙, japanisch: Blaupapierstahl) und Shiro Gami (白紙, japanisch: Weißpapierstahl) - sie werden nach der Farbe des Verpackungspapiers benannt. Beide sind nicht rostfrei.
Der Ao-Gami-Stahl ist ein niedriglegierter japanischer Kohlenstoffstahl. Er hat einen Gehalt von über 1 % Kohlenstoff, und korrekt gehärtet eine Gebrauchshärte von 64 bis 66 HRC. Bei korrekter Wärmebehandlung verfügt dieser Werkstoff über ein Gefüge mit feinem Carbid und feinstem Martensit. Das verleiht ihm das Potential zu sehr hoher Schärfe, leichter Schärfbarkeit und Schneidhaltigkeit. Aufgrund des Wolframgehaltes ist er verschleißfester als der Shiro Gami- Stahl. Analyse der Nebenbestandteile in Prozent: C = 1,2; Si = 0,1; Mn = 0,2; Cr = 0,3; W = 1,1; P < 0,025; S < 0,004. Diese Legierung kommt der deutschen Legierung 1.2414 (120W4) am nächsten.
Der Shiro Gami ist ein unlegierter, japanischer Kohlenstoffstahl. Bei korrekter Wärmebehandlung verfügt auch dieser Werkstoff über ein Gefüge mit feinem Carbid und feinstem Martensit. Er hat ebenso Potential zu sehr hoher Schärfe, leichter Schärfbarkeit und Schneidhaltigkeit. Die Gebrauchshärte liegt zwischen 63 und 65HRC. Analyse der Nebenbestandteile in Prozent: C = 1,1−1,2; Si = 0,1−0,2; P < 0,025; S < 0,004. Damit entspricht dieser Stahl recht gut der deutschen Legierung 1.1545 (105W1)
Da beide Legierungstypen keine nennenswerten Mengen an Chrom beinhalten, verfügen sie auch nicht über entsprechende Korrosionsbeständigkeit, wie dies zum Beispiel bei den Legierungen der Deutschen Klingenindustrie der Fall ist. Diese Werkstoffe eignen sich daher besonders für feinste schneidhaltige Schneiden hochwertiger Schneidwaren. Die Stähle sind in der Lage bei entsprechender Wärmebehandlung auch feine scharfe Schneidenwinkeln von 15-25° sicher zur Verfügung zu stellen. Trotz großer Härte und Verschleißfestigkeit lassen sich beide Stähle leicht schärfen.

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