D2 ist ein gängiger Werkzeug- und Messerstahl. Unter anderer Bezeichnung ist er auch zu finden wie Beispielsweise unter der japanischen Bezeichnung SKD11, der deutschen Bezeichnung 1.2379, Hitachi SLD, Uddeholm Sverker 21 und vielen anderen. Wie lange gibt es D2 Messerstahl schon? Wo kommt es her? Wer hat angefangen, ihn für Messer zu verwenden? Wie sind seine Eigenschaften im Vergleich zu anderen Stählen? Hier gibt es Antworten auf all diese Fragen!
Inhaltsverzeichnis
Frühe Chromstähle
Die Entwicklung des D2 Messerstahls fällt zum Teil mit der Erfindung von Edelstahl und des Schnellarbeitsstahls (siehe hier) zusammen. D2 ist Teil einer Werkzeugstahlkategorie von Stähle mit hohem Kohlenstoff- UND hohem Chromgehalt. Die Herstellung von Chrom-legiertem Stahl war erst nach 1821 möglich, genauer gesagt, nach der Entwicklung von Ferrochrom durch Berthier (siehe hier und hier), effektiv bezeihungsweise effizient erst ab 1895 mit der Entwicklung von kohlenstoffARMEM Ferrochrom.
Der erste kommerziell hergestellte Stahl mit Beigabe von Chrom wurde 1861 von Robert Forester Mushet hergestellt der ihn auch patentieren ließ. Er ist auch der Erfinder des ersten Werkzeugstahls. Wirklich kommerziell erfolgreich wurde er aber erst durch Julius Baur. 1892 berichtete Robert Hadfield über die Eigenschaften von Chrom-legierten Stählen. Dabei deckte er auch kohlenstoffreiche Stähle mit hohem Chromanteil ab, die allerdings noch in den Kinderschuhen steckten. Er kam zu dem Schluss, dass die die Legierungen schlecht zu schmieden seien und oft rissen. Dies brachte ihn zu der Auffassung, dass ein Stahl mit 1,27 % Kohlenstoff und 11,13 % Chrom an seiner Grenze sei.
Entwicklung von kohlenstoffreichen Hochchrom-Stählen
Ab 1900 stieg die Anzahl der Menschen, die mit Chrom- und Werkzeugstählen experimentieren drastisch an. Dieses Datum fällt mit der oben bereits erwähnten Entdeckung von Schnellarbeitsstählen zusammen. Ebenfalls früh in dieser Zeit entwickelte man Schnellarbeitsstähle, die eine etwa vierprozentige Chrom-Legierung statt einer Mangan-Legierung für die Härtbarkeit verwendeten. Man fügte auch größere Mengen an Wolfram für die Warmhärte hinzu. Es handelt sich hier aber nur um eine grobe Übersicht. Kann es auch nur, denn tatsächlich ist diese rasante Entwicklung die damals stattfand sehr schwierig akkurat zu beschreiben, da vieles parallel statt fand und auch in Abhängigkeit zum damaligen Zeitgeist zu sehen ist.
So entwickelten nicht nur viele Unternehmen sondern auch viele Individuen Stahl, wobei natürlich auch viel kopiert wurde. James Gill berichtete 1929 davon, dass er nicht herausfinden konnte welches Unternehmen das erste war das kohlenstoffreichen Chromstahl herstellte. Allerdings wurde Richard Patch und Radclyffe Furness 1916 ein Patent für Stahl mit 1–2 % Kohlenstoff und 15–20 % Chrom erteilt. Sie gaben eine exemplarische Zusammensetzung von 1,35 % Kohlenstoff und 19,5 % Chrom an, was wie Edelstahl aussieht, aber als solcher nicht patentiert wurde.
In dem Patent erklärten sie, dass sie nur von Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt über 2 % und einem Chromgehalt zwischen 12–16 % gehört hätten. Kohlenstoffreiche Hochchrom-Stähle wurden in England während des Ersten Weltkriegs häufig und für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Stanz- und Schneidwerkzeuge. Schneidwerkzeuge wurden damals eher mit wolfram-reichem Hochleistungsschnellarbeitsstahl hergestellt, da er eine höhere Warmhärte gegenüber konventionellem Schnellarbeitsstahl aufweist. Wolfram war jedoch teuer und schwer zu beschaffen, was zur Verwendung von Hochchrom-Stahl als Alternative führte. Diese frühen kohlenstoffreichen Chromstähle waren den modernen Stählen D3 oder D4 ähnlicher als D2, da ihr Kohlenstoffgehalt mit 2,2–2,4 % höher war.
| C % | Cr % | Mo % | V % | |
|---|---|---|---|---|
| D3 | 2,2 | 12 | ||
| D2 | 1,5 | 12 | 0,8 | 0,6 |
Entwicklung von D2 Stahl
1918 meldete Paul Kühnrich in den USA ein Patent für einen kohlenstoffreichen, mit etwa 3,5 % Kobalt modifizierten, Hochchrom-Stahl an. Die Kobalt-Zugabe sollte die Warmhärte des Stahls verbessern, so dass er weiter an Schnellarbeitsstahl ran kommt. Das Patent hat ein relativ breites chemisches Spektrum: 1,2–3,5 % Kohlenstoff, 8–20 % Chrom und 1–6 % Kobalt. Interessanterweise enthielt die angegebene Beispiellegierung jedoch 1,5 % Kohlenstoff, 12 % Chrom und 3,5 % Kobalt, was ohne das Kobalt sehr nahe am modernen D2 wäre.
Während in den USA die kohlenstoffreichen Chromstähle nicht als Ersatz für Schnellarbeitsstahl verwendet wurden, gewannen sie bei den Werkzeugstählen an Popularität. Die Stähle erforderten eine hohe Verschleißfestigkeit, die durch die großen Mengen an Chromkarbiden in diesen Stählen erreicht wurde. Es handelte sich zunächst um die Chromstähle vom Typ D3 2,2–2,4 %, die eine relativ schlechte Zähigkeit und Zerspanbarkeit aufwiesen. Auch diese Stähle enthielten typischerweise kein Vanadium oder Molybdän. Eine mit D2 übereinstimmende Zusammensetzung wurde von J.P. Gill 1929 in dessen Publikation „Hig Carbon, High Chromium Steels Trans A.S.S.T.“, S. 387 ff., nicht gemeldet, so dass man annehmen kann, dass sie wahrscheinlich nicht weit verbreitet war, selbst wenn sie zu diesem Zeitpunkt existierte.
D2 Messerstahl heute
D2 wird heute mehr denn je für Messer verwendet – eine Suche auf Amazon führt zu sieben Suchergebnisseiten mit Messern die aus D2 Stahl gefertigt sind. Messermacher wie etwa Bob Dozier haben ihren Ruf aufgebaut mit D2 hervorragende Messer herzustellen. Mit dem Aufstieg der pulvermetallurgisch hergestellten vanadiumhaltigen Stähle gibt es nun noch mal andere Optionen mit höherer Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Oder die die gleiche Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erreichen bzw. übertreffen können, und zudem eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Pulvermetallurgische Stähle sind allerdings viel teurer als D2, da D2 konventionell hergestellt wird und praktisch von jedem Werkzeugstahlhersteller verwendet wird. Unter Kostengesichtspunkten hat D2 daher immer noch einen deutlichen Vorsprung vor vielen neueren Stählen. Die neueren Sprayform- und PM-Versionen von D2 tragen dazu bei, Unterschiede zu anderen pulvermetallurgischen Stählen auszugleichen. Aufgrund seiner positiven Eigenschaften und seines über Jahrzehnte erworbenen guten Rufs wird D2 Messerstahl höchstwahrscheinlich noch lange Zeit in Messern zu finden sein.
Eigenschaften von D2 Stahl
Böhler Uddeholm (Wikipedia-Zusammenfassung hier) hat die Schnitthaltigkeit von D2 im Rahmen des CATRA-Tests gemessen und mit anderen Stählen verglichen. Sie fanden heraus, dass sie etwas besser war als N690, ATS-34/154CM und 440C, auf Augenhöhe mit 3V, aber schlechter als S35VN, Vanadis 4 Extra, ELMAX, S30V, M4 und M390.
Berechnung der Schnitthaltigkeit in Bezug auf 440C basierend auf einem von Crucible in der Vergangenheit veröffentlichten Wert:
| Stahl / Eigenschaften | Härte (Rc) | Schnitthaltigkeit | % von 440C |
|---|---|---|---|
| M390 | 61+ | 958,6 | 179 |
| ELMAX | 62 | 930,7 | 174 |
| M4 | 61 | 899,7 | 168 |
| S30V | 61 | 798,0 | 149 |
| Vanadis 4 Extra49 | 61 | 708,9 | 132 |
| S35VN | 61 | 706,6 | 132 |
| 3V | 61 | 674,4 | 126 |
| D2 | 61 | 665,8 | 124 |
| N690 | 61+ | 635,1 | 118 |
| ATS-34/154CM | 61+ | 546,9 | 102 |
| 440C | 59 | 536 | 100 |
Crucible veröffentlichte weiterhin, dass D2 eine Zähigkeit aufweist die ungefähr 10V entspricht, was zwar besser ist als die von 440C und S90V, aber schlechter als die von 3V, Cru-Wear und A2, siehe hier, hier und hier.
| Stahl | Härte (HRC) | Zähigkeit in Nm |
|---|---|---|
| S7 | 57 | 165 |
| 3V | 60 | 95 |
| A2 | 60 | 53 |
| M4 | 62 | 43 |
| CRU-WEAR | 62 | 40 |
| 10V | 61 | 30 |
| D2 | 60 | 28 |
| M2 | 62 | 27 |
| S90V | 58 | 26 |
| 440C | 58 | 22 |
Top-Messer aus D2: Wolfangs Cultro
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Fazit
Kohlenstoffreicher Hochchrom-Stahl wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in England als Alternative zum Schnellarbeitsstahl entwickelt. Stähle dieser Art waren vergleichbar mit dem modernen D3-Werkzeugstahl der über einen sehr hohe Kohlenstoffgehalt (2,2 %) verfügt. Der Kohlenstoffanteil in D2 wurde auf 1,5 % reduziert, und es wurden Molybdän und Vanadium hinzugefügt um die Zähigkeit und Härtbarkeit zu verbessern. Schließlich wurde er wurde zu dem, was wir heute als D2 kennen und der als Matrizenstahl beliebt ist. Mitte der 1960er wurde er dann erstmalig von D.E. Henry in Messern verwendet und erfreut sich seit dem bei Messern großer Beliebtheit. Um die Zähigkeit zu verbessern und das Gefüge von D2 zu verfeinern, wurden Variationen in Sprühform- und Pulvermetallurgie-Technologie hergestellt. D2 hat eine gute Verschleißfestigkeit, Härte und ausreichende Zähigkeit.
Mehr zu D2 Stahl:
D2 – Herstellerangaben
AIRDI 150/AISI D2 Datenblatt – hier.
Leitfaden Messerstahl
Welcher Messerstahl ist der richtige für mich? – hier.
Tabellarische Übersicht Messerstahl
Referenztabelle Messerstahl – hier.
Favoriten nach Stahlsorte
Untere Oberklasse – hier.
Vergleich S30V vs. D2
CPM S30V und D2 – welches ist der bessere Messerstahl? – hier.
Noch mehr zu D2
Outdoormesser.net „D2“ durchsuchen – hier.
