Was ist Abschrecken und welche Auswirkungen hat es auf Stahl?

Eine Klinge durchläuft viele Verfahren, bevor sie geschliffen und als Produkt fertiggestellt wird. Die vielen Schritte, die zur Herstellung eines Messers erforderlich sind, fallen hauptsächlich unter die Wärmebehandlung. 

Der Schmied formt das Klingenprofil durch Hämmern oder Schneiden des Stahls. Anschließend beginnt die Wärmebehandlung. Eine der gängigsten Wärmebehandlungstechniken ist das Abschrecken. Dabei taucht der Schmied das heiße Metall in eine flüssige Mischung.

Es handelt sich um einen einfachen Vorgang, bei dem häufig Öl oder Wasser zum Kühlen verwendet wird. Beim Abschrecken wird der heiße Stahl einfach in diese Flüssigkeiten getaucht, um ihn abzukühlen. So einfach es auch klingen mag, es ist ein schädlicher Prozess, der sowohl die physikalischen als auch die chemischen Eigenschaften der Klinge verändert.

Sie müssen keine Schmiedeschule besuchen, um zu wissen, welche Auswirkungen das Abschrecken auf Stahl hat. In diesem vereinfachten Artikel finden Sie alles, was Sie über das Abschrecken wissen müssen.

Was ist die Wärmebehandlung von Stahl?

Bevor wir uns mit dem Abschrecken befassen, erklären wir Ihnen, was Wärmebehandlung ist. Wenn Sie den Zweck der Wärmebehandlung kennen, können Sie das Abschrecken insgesamt besser verstehen.

Bei der Wärmebehandlung werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Metallen durch Temperaturschwankungen zu unserem Vorteil verändert. Stahl ist ein pflegeleichtes Metall, dessen Eigenschaften Schmiede an den jeweiligen Anwendungszweck anpassen können.

Abschrecken ist nur eine Wärmebehandlungsmethode. Es gibt auch andere Wärmebehandlungstechniken, die die Eigenschaften von Stahl verändern. Wir haben sie in einem ausführlichen Artikel behandelt. Lesen Sie alles, was Sie über Wärmebehandlung wissen müssen.

Zweck des Abschreckens

Durch Erhitzen des Stahls auf seine Austenittemperatur wird Kohlenstoff in die Lösung freigesetzt. Wenn der Stahl langsam abkühlt, beginnt er, Ferrit zu bilden, was die Härtung nicht fördert. Durch die allmähliche Abkühlung kann der Kohlenstoff aus der Lösung entweichen. Dies kann beim Normalisieren oder Glühen des Stahls hilfreich sein. 

Hier kommt das Abschrecken ins Spiel. Der Kohlenstoff bleibt in der Lösung, indem er den Stahl schnell abkühlt, wodurch er sich bilden kann MartensitDiese kristalline Struktur ist sehr hart und verleiht dem Stahl seine Eigenschaften.

Wie verändert es die Stahleigenschaften?

Durch das Abschrecken erhöht sich die Härte von Stahl, und auch andere Eigenschaften verändern sich. Härte ist sicherlich eine wichtige Eigenschaft für Messer, aber zu viel davon kann Probleme verursachen.

Martensit ist eine unglaublich harte Kristallstruktur. Mit zunehmender Härte steigt auch die Sprödigkeit des Stahls. Unsere Schneide sollte hart sein, um ihre Schärfe zu erhalten, aber nicht zu hart, sodass sie leicht absplittert. 

Darüber hinaus entstehen durch das Abschrecken enorme innere Spannungen in der Mikrostruktur des Stahls. Deshalb wenden Messermacher eine weitere Wärmebehandlungsmethode an: das Anlassen. Dieser Prozess verringert die Härte des Stahls, indem er die durch das Abschrecken verursachten inneren Spannungen abbaut.

Stahlabschreckprozess

Das Abschrecken beginnt mit dem Erhitzen des Stahls auf seine Rekristallisationstemperatur. Jeder Stahl hat seine eigenen Temperaturanforderungen, abhängig von seiner chemischen Zusammensetzung. Unabhängig vom Stahl muss die Temperatur über dieser Temperatur, aber immer noch unter dem Schmelzpunkt liegen.

Der Stahl muss möglicherweise auch für eine bestimmte Dauer auf seiner Rekristallisationstemperatur gehalten werden, um ihn zu durchwärmen. Durchwärmen bedeutet, den Stahl auf der erforderlichen Temperatur zu halten, bis die gewünschte Veränderung der inneren Struktur stattfindet. 

Sobald diese innere Veränderung eintritt, muss der Schmied den Stahl schnell abkühlen. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum Abkühlen des Stahls auf Raumtemperatur werden verschiedene Abschreckmittel verwendet. Auch hier hängt das Abschreckmittel vom Stahl ab.

Abschreckmedien 

Es gibt drei primäre Abschreckmedien für Stahl und andere ähnliche Metalle. Diese sind wie folgt.

• Wasser
• Öl
• Luft

So kühlen diese drei verschiedenen Medien den Stahl während des Abschreckvorgangs. 

Wasserabschreckung

Wasser ist ein kostengünstiges Abschreckmittel. Es kühlt den Stahl extrem schnell ab und hilft ihm, maximale Härte zu erreichen. Wasserabschrecken ist zudem sicherer als Ölabschrecken, da es nicht brennbar ist. 

Diese Verfahren haben jedoch gewisse Nachteile. Wasserabschrecken funktioniert bei den meisten Stählen nicht und kann zu Rissen oder Verformungen führen. Verwendet der Schmied Wasser für abgeschreckten Stahl, kann dies den Stahl ruinieren – und ihn möglicherweise zu einem unbrauchbaren Metallstück machen. Ähnliches gilt bis zu einem gewissen Grad auch für alle anderen Abschreckmittel.

Ölabschreckung

Öl ist aus mehreren Gründen das beliebteste Abschreckmittel. Es ist ein Muss für Werkzeugstähle und kühlt den Stahl schnell genug ab, ohne starke Verformungen zu verursachen. Der einzige Nachteil sind die damit verbundenen Kosten. 

Dennoch ist Abschrecköl sehr anpassungsfähig. Es gibt viele Optionen, die zu den besten Ergebnissen führen. Die Verwendung des am besten geeigneten Abschrecköls, ob Industrie- oder Lebensmittelalternativen, härtet eine breite Palette von Messerstahl.

Luftabschreckung

Obwohl es bei gewöhnlichem Messerstahl nicht funktioniert, ist Luft das einfachste Abschreckmedium. Es erfordert nur ein wenig Geduld, die heiße Klinge ruhen zu lassen und wieder auf Raumtemperatur zu bringen. 

Es gibt schnellere Möglichkeiten, Stahl nach diesem Abschreckverfahren abzukühlen, indem die Luft um das Metall herum komprimiert wird. Die Druckluft kühlt die Klinge schneller ab als ruhende Luft. Dennoch ist das Abschrecken mit Luft in der Regel zu langsam, um die Eigenschaften des Stahls zu optimieren. 

Bonus: Salzlake-Abschreckung

Darüber hinaus gibt es das Abschrecken in Salzlake. Salzlake ist eine Mischung aus Wasser und Salz. Dieses Abschreckmedium bietet die schnellste Abkühlung. Salzlake bildet im Gegensatz zu normalem Wasser keine Luftblasen, sodass der Stahl ununterbrochen mit der Flüssigkeit in Kontakt ist.

Welches ist das beste Abschreckmedium?

Wie in diesem Artikel erwähnt, ist jeder Stahl anders. Daher sind die Abkühlraten nicht immer gleich. Geben Sie einen bestimmten Stahl ein, und die Suche nach dem besten Abschreckmedium wird einfacher.

Beispielsweise funktioniert das Abschrecken mit Wasser am besten für W2-Stahl, während das Abschrecken mit Öl besser geeignet ist für Japanisches VG-10.

Andere Wärmebehandlungsmethoden

Wie bereits erwähnt, ist das Abschrecken nur eine Wärmebehandlungsmethode unter vielen. Hier finden Sie eine Übersicht über die anderen Wärmebehandlungsmethoden zur Veränderung der Stahleigenschaften.

Glühen

Beim Glühen wird der Stahl zunächst auf seine Rekristallisationstemperatur erhitzt, ähnlich wie beim Abschrecken. Der Stahl wird jedoch nicht schnell, sondern langsam mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit abgekühlt. Durch das Glühen wird der Stahl in seinen duktilsten Zustand gebracht. Ziel ist es, die Bearbeitbarkeit für Kaltumformungen, wie z. B. Walzen, zu verbessern.

Normalisieren

Verschiedene Wärmebehandlungen können die Bearbeitung des Stahls für die nächsten Schritte bei der Messerherstellung oder für andere Anwendungen erschweren. Glücklicherweise gibt es eine Art Reset-Knopf für Stahl. 

Durch Normalisieren wird eine gleichmäßige Korngröße in der Mikrostruktur des Stahls erzeugt. Der Stahl wird auf seine Rekristallisationstemperatur erhitzt und anschließend an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Normalisieren erfordert gewissermaßen ein Abschrecken an der Luft. Durch das Normalisieren wird der Stahl duktiler und härtefähiger.

Temperieren

Dieser Wärmebehandlungsprozess erfolgt nach dem Abschrecken. Wie bereits erwähnt, führt das Abschrecken zu inneren Spannungen in der Mikrostruktur des Stahls. Es kann den Stahl auch übermäßig härten. Da der Stahl dadurch spröder und anfälliger für Risse oder sogar Brüche wird, muss die überschüssige Härte reduziert werden. 

Durch das Anlassen werden innere Spannungen abgebaut und der Martensit weicher, wodurch der Stahl fester wird. Das Anlassen beginnt mit dem Erhitzen des Stahls auf deutlich niedrigere Temperaturen, etwa 250 °C. Der Stahl wird für eine bestimmte Zeit auf der gewünschten Temperatur gehalten. Anschließend wird er kontrolliert mit Luft abgekühlt. 

Schlussfolgerungen

Das Abschrecken ist eine wichtige Wärmebehandlungsmethode zur Erhöhung der Stahlhärte. Ohne Abschrecken könnte der Stahl für die gewünschte Schneidleistung zu weich sein. Je härter der Stahl, desto länger bleibt die Schneide scharf. 

Doch wie bei allem rund um den Messerbau kommt es auch hier auf den Stahl an. Um den optimalen Bereich zwischen Härte und Festigkeit zu ermitteln, bedarf es fachmännischer Handwerkskunst. 

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