Legieren

Messer. Ich weiß nicht, wie Sie es sehen, aber für mich ist es genau das Messer, das der beste Freund des Menschen ist. Ich selbst habe einen Hund und kann nicht ohne ihn sein. Messer jedoch liebe ich mit ganzem Herzen. Ein Werkzeug, das verwendet wird, seit der Mensch erkannte, dass er etwas brauchte, um zu jagen, um zu überleben. Anfangs, in der Steinzeit, wurde bearbeiteter Feuerstein als Klinge verwendet. Im Laufe der Zeit, durch alle Perioden und Stufen der Menschheitsgeschichte, haben sich Messer von Bronze und Eisen bis zu den fortgeschrittenen Materialien von heute weiterentwickelt. Dadurch haben wir viele, ich denke, es sind etwa 2.500, Stahlsorten, aus denen Messer hergestellt werden. War es früher nicht einfacher? Ich bezweifle stark, dass unsere Vorfahren in der Mittelsteinzeit am Feuer saßen und darüber diskutierten, ob ihr Feuerstein eine bessere Schnittfähigkeit als der des anderen hatte. Aber vielleicht wäre ich überrascht gewesen. Wenn Sie solch eine Höhlenmalerei finden, lassen Sie es mich wissen.

Dank der Vielfalt der heutigen Zeit können wir ein wenig verwöhnt sein und aus einer riesigen Palette an Materialien auswählen. Das führt leider zu etwas Kontroversen in unserem Bewusstsein, und so denken wir über einige Dinge ein wenig anders. Das ist auch nicht anders bei den Stählen, die für Messerklingen verwendet werden. Um Sie ein wenig in die Realität zu versetzen, werde ich versuchen, die Materialien aufzuteilen, zu erklären, vorzustellen und zu vergleichen, die heute für Messer verwendet werden. Ja, ich weiß. Ich bin vielleicht ein wenig verrückt, dass ich mich an dieses Thema herantraue, da viele Leute protestieren und sagen werden, dass es anders ist. Leider ist das bei diesem Thema so. Wir fürchten den Wolf nicht, also los geht's.

Was ist eigentlich Stahl?

Nur kurz. Bevor ich damit anfange, zu erläutern, warum Edelstahl darin und darin besser ist, möchte ich, dass wir alle die gleiche Definition von Stahl frisch im Kopf haben. Vergessen Sie den Begriff Eisen. Eisen ist ein Element und bleibt es auch. Es ist lange her, dass Messer nur aus ihm hergestellt wurden. Heute wird es nur als Bestandteil in Mehrheitsanteilen verwendet. Also, was ist Stahl? Stahl ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und anderen Begleitelementen, die einem binären Phasendiagramm Eisen-Kohlenstoff, also Fe-C, unterliegt. Weiterhin wird er in Martensit-, Bainit- und andere Strukturen unterteilt, aber das ist ein anderes Thema. Stahl enthält Kohlenstoff bis zu einem maximalen Anteil von 2,14 %. Danach handelt es sich nicht mehr um Stahl, sondern um Gusseisen. Diesen Fakt sollten Sie gut im Gedächtnis behalten, er wird später nützlich sein. Nach dem Kohlenstoffgehalt sprechen wir von Kohlenstoffarmen Stahl (bis zu 0,3 % C), mittelstarken Kohlenstoffstahl (0,3-0,6 % C), Mittel-hochkohlenstoffhaltigen (0,6-1,0 % C) und schließlich hochkohlenstoffhaltigen (1-2 % C). Stähle entwickeln sich weiter, werden bereichert und unterteilt. Und wir sind am Punkt!

Neben der Grundzusammensetzung, also Eisen mit Kohlenstoff, gibt es sogenannte Begleit- und unerwünschte Elemente im Stahl. Zu den Begleitelementen gehört vor allem Mangan (Mn), das Schwefel (S) bindet. Dieser wird zusammen mit Phosphor (P) als unerwünscht angesehen. Sie kommen im Grundrohstoff vor oder in der Atmosphäre während der Stahlherstellung. Sie stören die Struktur und richten Unheil an. Können sie ganz entfernt werden? Ja, das wäre großartig, aber leider ist das nicht so einfach. In den Stahl werden Elemente zur Verbesserung seiner Eigenschaften hinzugefügt. Weitere Informationen zu diesem Verfahren, das als Legieren bezeichnet wird, finden Sie im entsprechenden Artikel. Um es schneller zu machen, will ich Sie nicht zwingen, den ganzen Artikel zu lesen. Ich habe ihn geschrieben und er ist einfach großartig, aber die Zeit ist begrenzt. Deshalb listen wir schnell die Legierungselemente auf

Kohlenstoff (C)	Ja, es ist kein klassisches Legierungselement, aber es ist wichtig zu wissen, dass es für die Härte des Materials verantwortlich ist. Je mehr Kohlenstoff, desto härter ist das Material
Mangan (Mn)	Erhöht die Festigkeit, verringert nicht die Plastizität, erhöht die Durchhärtbarkeit
Chrom (Cr)	Erhöht die Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Durchhärtbarkeit
Molybdän (Mo)	Erhöht die Schnittfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit
Nickel (Ni)	Sorgt für bessere Plastizität, verfeinert die Kristallisation, erhöht die Zähigkeit
Kieselsäure (Si)	Erhöht die Beständigkeit gegen Oxidation
Wolfram (W)	Verbessert die Durchhärtbarkeit, Schnittfähigkeit, Stabilität und Härte
Vanadium (V)	Verbessert die Beständigkeit gegen Ermüdung, Flexibilität, Schnittfähigkeit
Bor (B)	Erhöht die Festigkeit bei hohen Temperaturen
Aluminium (Al)	Reduziert die Anfälligkeit für Alterung
Cer (Ce)	Entsäuert das Material
Kobalt (Co)	Erhöht die Schnittfähigkeit
Kupfer (Cu)	Verbessert die Durchhärtbarkeit, Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion
Niob (Nb) Tantal (Ta)	Treten zusammen auf und erhöhen die Festigkeit bei hohen Temperaturen

Basierend auf dem Gehalt an Legierungselementen sprechen wir von niedrig, mittel oder hoch legierten Stählen. Aber zurück zur Sache. Wir haben die Theorie.

Wie viele gibt es? Eine, zwei?

Drei bitte! Genau drei. Um es besser zu erklären, können wir Stähle nach verschiedenen Kriterien unterteilen. Chemische Zusammensetzung? Physikalische Eigenschaften? Industrielle Nutzung? Machen wir es etwas anders und nennen wir die Zahl „drei“. Denn wenn es um Stähle für Messerklingen geht, teile ich sie genau in drei Gruppen auf, die wie folgt sind.

• Kohlenstoffstähle - Diese Gruppe ist die meistverbreitete. Ihre Herstellung ist am einfachsten und auch am billigsten. Wir könnten sie als Stahl mit grundlegender Zusammensetzung, also Eisen, Kohlenstoff, Mangan, Schwefel und Phosphor definieren. Wir können sie weiter in Unterkategorien wie niedrig, mittel oder hoch kohlenstoffhaltig unterteilen. Wichtig ist zu wissen, dass Kohlenstoffstähle nicht legiert werden, also nicht so wie die anderen. Ihr maximaler Anteil an Legierungselementen beträgt 2 %. Ein solcher geringer Prozentsatz kann die Eigenschaften des Endmaterials nicht so sehr verändern wie bei klassischen Legierungselementen. Der Vorteil von Kohlenstoffstählen ist ihre Verfügbarkeit und der niedrige Preis. Leider sind sie sehr anfällig für Korrosion.
• Werkzeugstähle - Viele Leute packen Werkzeug- und Kohlenstoffstähle in einen Topf. Das ist meiner Meinung nach falsch. Warum das? Ja, Werkzeugstähle haben meist einen höheren Kohlenstoffanteil und ja, sie sind nicht Edelstahl, da der Chromgehalt geringer ist als 13 %. Verdammt, jetzt habe ich die Definition von Edelstahl verraten. SPOILER ALERT! Diese Tatsachen machen sie jedoch nicht zu Kohlenstoffstählen. Das ist, als ob ich sagen würde, dass ein Elefant ein Vogel ist, weil er kein Stein ist. Einfach eine schlechte Zuordnung. Werkzeugstähle sind oft mit den Elementen legiert, die wir im vorherigen Abschnitt erwähnt haben. Ihre Eigenschaften sind bereits viel interessanter als bei Kohlenstoffstählen, aber die Herstellungskosten sind höher. Auf dieser Grundlage ist der Preis des Endprodukts oft auch vielfach höher. Diese Art von Stählen kann mit Korrosion relativ gut umgehen. Sie erfordern also weniger Wartung, bieten gute Schnittfähigkeit und Härte.
• Edelstähle - Die letzte Gruppe sind diese sehr gut bekannten Materialien. Sie können einen hohen Kohlenstoffgehalt haben, ebenso wie Werkzeugstähle, aber sie haben dazu noch etwas mehr. Ja, es ist der hohe Gehalt an Legierungselementen. Wie ich bei den Werkzeugstählen beiläufig verraten habe, handelt es sich nicht um Edelstahl, wenn der Chromgehalt weniger als 13 % beträgt. So lautet das Gesetz nach dem amerikanischen AISI. Nun, was unsere westlichen Freunde sagen, das ist doch die Wahrheit. Edelstähle haben eine hervorragende Beständigkeit gegen Korrosion. Wer hätte das gedacht, oder? Aber Vorsicht, sie sind keineswegs 100% beständig. Auch bei Edelstahl sollten wir die Grundwartung beachten. Der Nachteil dieser Gruppe sind die hohen Herstellungskosten.

Wir haben sie also unterteilt. Ich hoffe, Sie stimmen mir so zu. Jetzt steht uns der Vergleich einiger Eigenschaften bevor, die wir von Stählen immer verlangen. Erinnern Sie sich, wie ich im vorherigen Teil erwähnt habe: Jede von mir erwähnte Gruppe kann weiter nach Kohlenstoffgehalt, Legierungselementen und anderen Kriterien aufgespalten werden. Aber warum Chaos daraus machen.

Vergleich der Eigenschaften

Der folgende Abschnitt ist sehr, sehr diskutabel. Aber das hält mich nicht auf. Ich möchte hier die grundlegenden Eigenschaften von Messern mit Ihnen besprechen und ihnen eine Gruppe von Stählen zuordnen, nicht einen bestimmten Stahl. Das würde ich mir nicht erlauben.

Härte

Die Härte des Materials ist für uns sehr wichtig. Diese Eigenschaft bestimmt praktisch, wie gut das Messer die Schärfe hält, natürlich nach der Härtung. Die Härte wird in der Messerindustrie durch Härteprüfungen nach dem Rockwell-Verfahren (Einpressen eines Diamantkegels in das Material) gemessen. Das Abkürzungssymbol der Einheit ist HRC. Die Skala wird als ausreichend angesehen ab 58 HRC. Materialien mit hoher Härte erreichen ein Ergebnis von ca. 62-63 HRC (einige sogar 66). 

In dieser Kategorie gewinnen Kohlenstoff- und Werkzeugstähle. Ihr hoher Kohlenstoffgehalt verspricht hohe Härte und damit auch das Halten von Schärfe. Edelstähle stehen an zweiter Stelle. Oft treffen wir besonders bei billigeren Typen auf eine geringe Härte aufgrund niedrigen Kohlenstoffgehalts.

Zähigkeit

Die Frage, wie zäh ein Material ist, liegt in der Zusammensetzung. Zähigkeit verleiht dem Messer Beständigkeit gegen Belastung in der Biegung. Das Messer kann sich auch bei hohem Biegewinkel wieder in die ursprüngliche Position zurückbewegen, ohne dauerhafte Veränderungen (Risse, usw.) zu erfahren. Die Sprödigkeit des Materials ist daher ein Problem, das oft gelöst werden muss.

In Zähigkeit gewinnen die Edelstähle und knapp dahinter die Werkzeugstähle. Durch Legierung wird Zähigkeit und Flexibilität verbessert. Auf dem letzten Platz bleiben die Kohlenstoffstähle, die relativ spröde gelten.

Verschleißbeständigkeit

Wir wollen das Messer jeden Tag bei uns tragen. Die Tatsache, dass sich auf der Klinge feine Kratzer bilden und das Messer irgendwie immer mehr abgenutzt aussieht, trifft uns ins Herz. Zumindest mich! Diese Eigenschaft steht in engem Zusammenhang mit der Härte des Materials.

Daher ist klar, dass in dieser Kategorie erneut Kohlenstoff- und Werkzeugstähle gewinnen.

Schleifbarkeit

Eine Eigenschaft, die ausdrückt, wie gut das Messer geschliffen und geschärft wird.

Diese Kategorie wird erneut von Werkzeug- und Kohlenstoffstählen beherrscht. Kohlenstoffstähle liegen hier etwas vor den Werkzeugstählen. Die Zusammensetzung und Vielfalt der Edelstähle stelle sie an den letzten Platz.

Korrosionsbeständigkeit

Jedes Messer sollte eine höhere Korrosionsbeständigkeit haben. Es spielt keine Rolle, ob es sich um ein Küchenmesser handelt. Die Säfte in Obst und Gemüse sind oft viel aggressiver als reines Wasser. Deshalb ist es wichtig, ein Messer mit Korrosionsbeständigkeit zu haben.

In dieser Gruppe gewinnen natürlich ganz klar die Edelstähle. Gleich dahinter sind die Werkzeugstähle und am Ende die Kohlenstoffstähle. Sie erfordern viel mehr Wartung als die anderen Stahlgruppen. 

Diese insgesamt 5 Kategorien, Eigenschaften, habe ich als diejenigen nominiert, die es wert sind, hier aufgelistet zu werden. Ich wollte nicht in Kategorien abtauchen wie zum Beispiel Bearbeitbarkeit, weil uns, die Endanwender, das nicht interessiert. Bevor Sie nach der E-Mail-Adresse suchen und schreiben, wie sehr Sie dem Artikel nicht zustimmen, möchte ich die vorherigen Informationen ergänzen. Ich habe es verallgemeinert betrachtet. Natürlich hat jedes Stahlgruppe ihre Vertreter, die mit Vertretern einer anderen Gruppe konkurrieren können. Kohlenstoffstähle können zum Beispiel mit einer Oberflächenbehandlung versehen werden und sind so auch korrosionsbeständig. Und so weiter. Jetzt möchte ich Ihnen gerne meine Vertreter der einzelnen Stähle vorstellen. 

Botschafter der einzelnen Gruppen

Ich habe es mir erlaubt, jeweils drei Vertreter jeder Gruppe auszuwählen, die sie repräsentieren werden. Ich versuche absichtlich, unterschiedliche Stähle auszuwählen, um Ihnen die Vielfalt der einzelnen Gruppen zu veranschaulichen. Ich habe auf Basis meiner Erfahrungen und der Erfahrungen meines Umfelds ausgewählt. 

Vertreter aus dem Reich des Kohlenstoffs

Stahl 1095

​Dieser Stahl ist ein Kohlenstoff-Rockstar. Es ist der am meisten verwendete, also beliebteste Kohlenstoffstahl. 1095 ist hochkohlenstoffhaltig mit einem C-Gehalt von etwa 1 %. Er ist ungeliert. Normalerweise wird er in Wasser gehärtet. Nach korrekter Wärmebehandlung erreicht er eine Härte von bis zu 66 HRC. Üblich sind jedoch 60-62 HRC. Dieser Stahl ist der Beweis für das, was ich oben geschrieben habe. Er ist sehr hart, lässt sich relativ gut schleifen, jedoch ist er überhaupt nicht korrosionsbeständig. Versehen Sie ihn jedoch mit einer Oberflächenbehandlung und er wird dienen wie kaum ein anderer. Wenn Sie diesen Stahl ausprobieren möchten, empfehle ich, sich auf dünnere Klingen zu konzentrieren.

Stahl 1055

​Im Wesentlichen handelt es sich um einen Bauwerkstoff, ein einfaches, kostengünstiges Material. Das ist 1055 kurz gesagt. Anhand der letzten beiden Ziffern erkennen wir, dass die Kohlenstoffrate bei 0,55 % liegt, also mittel-hoch. Ursprünglich wird sie für Federn, Pleuel oder Achsen verwendet. Durch korrekte Wärmebehandlung erreicht sie eine Härte von etwa 62 HRC. Sie eignet sich zum Beispiel für die Herstellung von Schwertern. Leider hat sie keinerlei Korrosionsbeständigkeit.

Stahl 52100

​Ähnlich wie beim Stahl 1095 handelt es sich auch bei 52100 um einen hochkohlenstoffhaltigen Stahl (0,55 % C). Allerdings gibt es hier eine kleine Änderung. Der Stahl ist in geringem Maße legiert, und zwar mit Chrom in der Höhe von 1,6 %. Er erreicht im Vergleich zur vorherigen Version eine relativ geringere Härte. Standardmäßig um 59 HRC. Der Chromgehalt bietet einen leichten Schutz gegenüber Korrosion, aber vor allem verbessert er die Härtbarkeit. 52100 ist, ebenso wie ihre Schwester, sehr beliebt. 

Mit Werkzeugstahl enttäuschst du nicht

Stahl D2

Diesen Stahl mag ich wirklich gern, ebenso wie viele andere. Für mich ist er ein Vertreter des Werkzeugstahls, der fast schon Edelstahl sein könnte. Der Chromgehalt beträgt nämlich 12 %, also nur knapp unter der Grenze für die Definition von Edelstahl. D2 ist in der Messerherstellung sehr beliebt. Er war zwar als Gesenkstahl zum Kaltformen konzipiert, aber das stört niemanden. Stellen Sie sich vor, was ein Stahl bei dieser Umformtechnologie aushalten muss. Neben Chrom enthält er auch 1,4-1,6 % Kohlenstoff, 0,3 % Nickel, 1,1 % Vanadium, 1 % Molybdän. Abgesehen davon, dass es sich um einen hochkohlenstoffhaltigen Stahl handelt, ist er auch hochlegiert. Er erreicht eine Härte von 58-62 HRC und ist korrosionsbeständig. Das macht ihn zu einer ausgezeichneten, aber leider auch teuren Wahl. 

Stahl CPM 15V

Persönlich mag ich die Stähle von CMC^® sehr. Das werde ich ohnehin im nächsten Abschnitt erwähnen. Diesen Stahl habe ich vor allem ausgewählt, weil er etwas ungewöhnlich ist. Dank seiner Herstellungstechnologie (CPM = Pulvermetallurgie) ist er bis zur Endwertzahl von 3,4 % Kohlenstoff gefüllt. Ja, ich weiß, am Anfang habe ich gesagt, dass über 2,14 % Kohlenstoff es sich um Gusseisen handelt. Es ist die Pulvermetallurgie, die es ermöglicht, mehr Kohlenstoff in den Stahl zu bekommen. Zudem enthält er auch 14,5 % Vanadium, 5,25 % Chrom und 1,3 % Molybdän. Wieder hochlegiert. Dank des hohen Kohlenstoff- und Vanadiumgehalts ist der Stahl unglaublich hart, oftmals bis 65 HRC. Dadurch kann er durch Blech schneiden wie durch Butter, ohne irgendeinen Schaden zu nehmen. Er eignet sich somit in Bereichen, in denen eine extreme Belastung der Schneide erwartet wird. 

Stahl L6

Diesen Stahl habe ich ausgewählt, weil er unter den Werkzeugstählen den mit dem niedrigen Legierungselementgehalt darstellt. Insgesamt enthält er 0,7 % Kohlenstoff, 1,2 % Chrom, 2 % Nickel, 0,3 % Vanadium und 0,5 % Molybdän. Interessanterweise erreicht er, trotz Kohlenstoffgehalt von unter 1 %, eine Härte von 66 HRC, was wirklich viel ist. Er wird als hochkohlenstoffhaltiger Kohlenstoffstahl angesehen. Er hat eine sehr gute Verschleißbeständigkeit und Zähigkeit und eignet sich beispielsweise für lange Klingen. Leider bietet der Stahl keine hohe Korrosionsbeständigkeit.

Edelstahl, der rostet? 

440C

Dieser Stahl ist ein Star unter den Edelstählen. Zusammen mit der gesamten Familie 440 wird er oft für Klingen gewählt, die erschwinglich sind, aber eine Menge guter Eigenschaften bieten. Er enthält einen hohen Kohlenstoffgehalt von etwa 1,2 %, aber was am wichtigsten ist - 18 % Chrom. Ein solcher Gehalt garantiert eine großartige Korrosionsbeständigkeit. Dank des hohen Kohlenstoffgehalts erreicht er eine Härte von bis zu 59 HRC. Hier repräsentiert er die mittlere Klasse der Edelstähle. 

CPM S35VN

Ja, ich weiß. Es wäre nicht ich, wenn ich nicht ein metallurgisches Meisterwerk hervorbringen würde, das für mich CPM S35VN ist. Dieser Stahl ist für mich der beste Freund. Jeden Tag habe ich ihn an einem Messer von Zero Tolerance bei mir. Als Edelstahl repräsentiert er die höhere Klasse. Hergestellt durch Pulvermetallurgie bietet er hervorragende Eigenschaften, darunter sehr gute Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, aber auch eine Härte von bis zu 64 HRC (meistens jedoch 59-61 HRC), was für einen Edelstahl sehr respektabel ist. Verantwortlich dafür ist vor allem der hohe Kohlenstoffgehalt (1,4 %) und die moderne Fertigungstechnologie. 

5Cr15MoV

Dieser Edelstahl ist eher eine niedrigere Klasse. Es handelt sich um ein äquivalent zum deutschen Stahl X50CrMoV, also Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,5 %. Neben guter Korrosionsbeständigkeit bietet er nur eine geringe Härte von 54-56 HRC. Das ist sehr wenig. Er lässt sich jedoch relativ gut schleifen, was bei einem so relativ weichen Stahl sicherlich jeder begrüßt. Warum nicht!

Anwendungen und Schlussfolgerung

Damit habe ich hoffentlich alles zusammengefasst, was ich wollte. Wir haben uns die Unterteilungen angesehen, einige Informationen genannt, die ich für sehr wichtig halte. Wünschten wir uns, dass alles einfach wäre und wir mit Leichtigkeit sagen könnten, welcher Stahl für was am besten geeignet ist. Natürlich, wir können uns einige Meilensteine setzen und ihnen folgen. Das bedeutet jedoch nicht, dass wir gewonnen haben. Ich wollte am Ende einen Blick auf die Eignung der einzelnen Stähle für bestimmte Anwendungen werfen, aber dieses Thema ist bereits sehr spezifisch und ich habe mehr als einmal erlebt, dass sich Leute darum streiten. Natürlich - eine Machete für den Dschungel wird aus Edelstahl sein und ein Heavy-Duty-Messer, von dem wir uns eine sinnlose Haltbarkeit erwarten, wieder aus einem Werkzeugstahl. Ups, wahrscheinlich habe ich gerade einen Sturm der Fragen ausgelöst, die sich jeder Leser jetzt selbst stellt. Ich sage es also einfach. Wählen Sie das Messer aus, wie es sich anfühlt. Wollen Sie ein cooles Messer, das jeder beneiden wird, keine Probleme mit Korrosion hat und länger hält, als Amundsens Wille, den Südpol zu erreichen? Kaufen Sie sich ein Messer aus Edelstahl von führenden Herstellern. Andererseits gibt es nichts Besseres als ein ordentliches Full Tang-Messer aus D-Drei. Wo ist also die Antwort? Die müssen wir selbst finden…