Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) ist einer der wichtigsten Stähle, die ich für meine Küchenmesser verwende. Er wird als übereutektoider Kaltarbeitsstahl klassifiziert, der typischerweise für Stanzwerkzeuge, Schlitzmesser, Scherenmesser, Umformwerkzeuge, Rändel, Lehren (Zapfen und Gewinde), Stempel, Abgratwerkzeuge usw. verwendet wird.
Die Leistung eines Werkzeugs (in diesem Fall einer Messerklinge) hängt von der Konstruktion des Werkzeugs, der Genauigkeit, mit der das Werkzeug hergestellt wird, der Wahl des Stahls und der Wahl der Wärmebehandlung ab.
Bohler K110 Chemische Zusammensetzung (durchschnittlich %)
C: 1,55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: 11.30%. V: 0,75, und Mo: 0,75.
Warum ich es mag
- Der hohe Kohlenstoffgehalt für hohe Härte: 60+HRC
- Hohe Verschleißfestigkeit. Ungefähr 8-mal so hoch wie bei normalen Kohlenstoffstählen aufgrund des Vorhandenseins von Karbiden.
- Edelstahl. Nahezu. Aufgrund des hohen Kohlenstoffanteils im Stahl wird der größte Teil des 12%igen Chroms in Chromkarbide umgewandelt, so dass etwa 5,8% für die Fleckenbeständigkeit übrig bleiben.
- Stabilität bei der Wärmebehandlung.
- D2 wurde in vielen Messern verwendet, berühmt durch Hersteller wie Bob Dozier.
- Gute Schnitthaltigkeit: Besser als N690, ATS-34/154CM und 440C.
Probleme
- Hohe Autinisiertemperaturen erhöhen/vergröbern die Korngröße, was bei Messerklingen nicht erwünscht ist, da es die Zähigkeit verringert.
- Schutz während der Wärmebehandlung ist von entscheidender Bedeutung, wie eine offene Atmosphäre gibt bis zu .014″(.35mm) Schicht der Dekarbonisierung und einen spürbaren Verlust von Legierungselementen.
- Längere Haltezeiten erhöhen die Auflösung von Karbiden, was zu einer höheren Härte im abgeschreckten Zustand führt. Die Zähigkeit nimmt jedoch ab.
Das Wärmebehandlungsrezept:
- Das Ziel ist es, die Korngröße zu reduzieren, die Karbide gleichmäßig in der Matrix zu verteilen und 60+ HRC zu erreichen, während der Restaustenit minimiert wird.
Vorglühen:
- Interkritisches Glühen durch Erhitzen und Halten auf einer Temperatur zwischen Ac1 und Ac3 (830°C), um eine Teilaustenitisierung zu erreichen. Es folgt eine langsame Abkühlung im Ofen oder die Verwendung von Vermiculit oder einem anderen Isoliermedium, was zu einem endgültigen Gefüge aus kugelförmigen Karbiden führt, die gleichmäßig in einer Ferritmatrix verteilt sind.
- Unterkritisch / Sphäroidisierung: durch Erhitzen bei niedrigeren Temperaturen (690-720°C) und längeren Haltezeiten (15 min).
Austenitisierung
- Eine hohe Austenitisierungstemperatur sollte vermieden werden.
- Es sollte eine Schutzschicht/Folie verwendet werden, um eine Entkohlung zu vermeiden, da sich der Kern mit höherem Kohlenstoffgehalt ausdehnen kann und die äußere Schicht unter Spannung setzt.
- Austenitisierungstemperatur: 1025°C (ideale Temperatur, wenn keine Kryoanlage verwendet wird)
- Einweichzeit: 15-30 min
Abschrecken:
Zum Abschrecken der Klinge verwende ich meist Aluminiumplatten. So bleiben die Klingen gerade und rund. Eine Plattenabschreckung ist etwas schneller als die Abkühlung an der Luft (obwohl die Stähle „luftgehärtet“ sind), aber immer noch langsam genug, um den Stahl nicht übermäßig zu belasten und Risse zu riskieren.
Sie können die Platte abschrecken, während die rostfreie Folie die Klinge noch bedeckt.
Kältebehandlung.
Bei hochlegiertem Austenit kann ein beträchtlicher Teil des Austenits bei Raumtemperatur im Gefüge verbleiben (10 % RA), was zu einer viel geringeren Härte führt, als bei vollständig umgewandelten Gefügen zu erwarten wäre.
Die Tieftemperaturbehandlung fördert die Umwandlung von Restaustenit in Martensit, verfeinert die Größe der Sekundärkarbide, erhöht ihre Menge und Populationsdichte und führt zu ihrer gleichmäßigeren Verteilung im Gefüge bei Tieftemperaturen, was zu einer verbesserten Härte und Verschleißfestigkeit (bis zu 817 %) des Stahls führt.
Auch eine Kältebehandlung (4 % RA) kann vorteilhafte Ergebnisse bringen, aber flache oder tiefe kryogene Temperaturen (-196 °C) sind besser (0 % RA). D2 hat einen Mf-Punkt unterhalb der Raumtemperatur von -125,1°C, was bedeutet, dass eine Behandlung unter dem Gefrierpunkt erforderlich ist.
Die Zeit in flüssigem Stickstoff oder Trockeneis darf nicht länger sein, als das Messer braucht, um die kalten Temperaturen zu erreichen. Mit anderen Worten: 30-60 Minuten sind ausreichend.
NB! Um wirksam zu sein, sollte die Tieftemperaturbehandlung so bald wie möglich nach dem Abschrecken und vor dem Anlassen durchgeführt werden. Der Grund dafür ist, dass sich RA in ungehärteten Martensit verwandelt, der spröde ist und angelassen werden muss. D.h.: Führen Sie bei K110 (D2) kein Schnellanlassen durch, wenn Sie eine Kaltbehandlung vornehmen.
Anlassen
Anlassen reduziert Eigenspannungen, erhöht die Duktilität, die Zähigkeit und sorgt für Dimensionsstabilität.
Beim Anlassen von ungehärtetem Martensit werden feine Karbide ausgeschieden, die als Übergangskarbide bezeichnet werden.
Das dreimalige Anlassen im Vergleich zum zweimaligen Anlassen kann die Zähigkeit um bis zu 25% erhöhen. Dies ist auf die optimale Verteilung der Legierungselemente zwischen Karbiden und der Matrix, die feinere Verteilung der Karbide und die Periodisierung der Karbide an den Martensitgrenzflächen zurückzuführen.
Mindestens sechzig (60) Minuten lang anlassen, aus dem Ofen nehmen und an der Luft abkühlen lassen. Das zweite und dritte Anlassen sollte eine Wiederholung des ersten sein. (D.h.: Temperaturen und Dauer konstant halten)
- Anlasstemperatur: 205°C
- Zeiten: 2 – 3 mal
- Dauer: 1 Stunde (60 Minuten)
Zusammenfassung:
- 1025°C und 205°C Temperierung sollten 63HRC entsprechen (Impact 1.4)
- 1038°C und 205°C Temperierung sollten 62HRC entsprechen (Impact 1.9)
- 1065°C und 205°C Temperierung sollten 60HRC entsprechen (Impact 1.8)
Links:
- Bohler K110 Spec Sheet
- Wärmebehandlung und Zähigkeitsverhalten von Werkzeugstählen (D2 und H13) für Schneidklingen von Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Evaluation of the cryogenic treatment in the destabilization of austenite retained in AISI D2 steel by R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- Alles über D2-Stahl – Entwicklung, Verwendung in Messern und Eigenschaften
- Wie viel mehr Chrom braucht D2, um rostfrei zu sein?
- Sub-Null-Behandlungen von AISI D2-Stahl: Teil I. Gefüge und Härte 2010
- Vergleich der Auswirkungen der Tieftemperaturbehandlung auf verschiedene Stahlsorten: A Review
- Knife Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry von Dr. Larrin Thomas
Haftungsausschluss:
Alle obigen Informationen entstammen meiner Lektüre von Forschungsarbeiten, Forumsbeiträgen und Diskussionen mit Menschen. Ich bin kein Metallurge, und die obigen Informationen werden hier zum Nutzen aller Messermacher präsentiert. Sie müssen nicht zu folgen, und ich werde nicht verantwortlich gemacht werden für Verluste oder Schäden, die Sie erleben können.