messer schmieden

D2 Messerstahl – wie gut ist er und was kann er?

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!

Frühe Chromstähle

Die Entwicklung des D2 Messerstahls fällt zum Teil mit der Erfindung von Edelstahl und des Schnellarbeitsstahls zusammen. D2 ist Teil einer Werkzeugstahlkategorie von Stähle mit hohem Kohlenstoff- UND hohem Chromgehalt. Die Herstellung von chrom-legiertem Stahl war erst nach der Entwicklung von Ferrochrom im Jahr 1821, aber effektiv erst im Jahr 1895 mit der Entwicklung von KOHLENSTOFFARMEM Ferrochrom möglich.

Der erste kommerziell hergestellte Stahl mit Beigabe von Chrom wurde 1861 von Robert Mushet hergestellt Er ist auch der dem Erfinder des ersten Werkzeugstahls. Ein Patent auf Chromstahl wurde 1865 in New York an Julius Baur erteilt. 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 oben bereits erwähnten Entdeckung von Schnellarbeitsstählen zusammen. Ebenfalls früh in dieser Zeit entwickelte man Schnellarbeitsstähle, die eine etwa 4%ige Chrom-Legierung statt einer Mangan-Legierung für die Härtbarkeit verwendeten. Man fügte auch größere Mengen an Wolfram für die Warmhärte hinzu. Diese Periode der rasanten Entwicklung die damals stattfand ist sehr schwierig akkurat zu beschreiben.

Viele Unternehmen als auch Individuen entwickelten Stahl, wobei 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 für eine Reihe von Anwendungen verwendet, darunter Stanz- und Schneidwerkzeuge. Schneidwerkzeuge wurden damals eher mit wolframreichem Hochleistungsschnellarbeitsstahl hergestellt, da er eine höhere Warmhärte mit 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 wurde in England von Paul Kühnrich ein Patent für einen kohlenstoffreichen, mit etwa 3,5% Kobalt modifizierten, Hochchrom-Stahl angemeldet. Die Kobaltzugabe sollte die Warmhärte des Stahls verbessern, so dass er näher an Schnellarbeitsstahl kommt. Das Patent hat ein relativ breites chemisches Spektrum: 1,2 – 3,5% Kohlenstoff, 8-20% Chrom und 1 – 6% Kobalt. Interessanterweise enthilet 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 Gill 1929 nicht gemeldet[1], so dass man annehmen kann, dass sie wahrscheinlich nicht weit verbreitet war, selbst wenn sie zu diesem Zeitpunkt existierte.

D2 Messerstahl heute

D2 wird weiterhin in Messern verwendet; eine Suche auf BladeHQ führt zu 1.791 verfügbaren Messern. Messermacher wie Bob Dozier haben ihren Ruf darauf aufgebaut, mit D2 ein überlegenes Messer herzustellen. Mit dem Aufstieg der pulvermetallurgisch hergestellten vanadiumhaltigen Stähle gibt es nun auch andere Optionen mit höherer Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.

Oder pulvermetallurgische Edelstähle, die die gleiche Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erreichen oder übertreffen können, und zu dem eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Pulvermetallurgische Stähle sind allerdings viel teurer als D2, da D2 konventionell hergestellt wird und praktisch jedem Werkzeugstahlhersteller verwendet wird. Aus Kostengesichtspunkten hat D2 daher immer noch einen signifikanten Vorteil gegenüber vielen neueren Stählen. Die neueren Sprayform- und PM-Versionen von D2 tragen dazu bei, den Unterschiede zu anderen pulvermetallurgischen Stählen auszugleichen. Aufgrund seiner guten Eigenschaften und seines über Jahrzehnte aufgebauten Rufs wird D2 Messerstahl höchstwahrscheinlich noch lange Zeit in Messern zu finden sein.

Eigenschaften von D2 Stahl

Böhler Uddeholm 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, besser als 440C und S90V, aber schlechter als 3V, CruWear und A2, siehe hier, hier und hier.

Stahl / Eigenschaften Härte in Rc Zähingkeit in Nm
S7 57 165
3V 60 95
A2 60 53
M4 62 43
CruWear 62 40
10V 61 30
D2 60 28
M2 62 27
S90V 58 26
440C 58 22

Top-Messer aus D2: Wolfangs Cultro

Preis auf Amazon checken hier.

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.

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.