Die Härte von Messern wird üblicherweise auf der Rockwell-Skala gemessen und beeinflusst Schnitthaltigkeit, Schärfbarkeit, Zähigkeit und Klingengeometrie. Weichere Stähle sind nachsichtiger, werden aber schneller stumpf, während härtere Stähle eine feine Schneide länger halten können, bei unsachgemäßer Verwendung jedoch ausbrechen können. Dieser Leitfaden erklärt die HRC-Prüfung, typische Härtebereiche westlicher und japanischer Messer, den Stahl ZDP-189 und warum die Härte allein nicht die Qualität eines Messers bestimmt.
Bei der Wahl der Stahlsorte berücksichtigen Schmiede Eigenschaften wie Schnitthaltigkeit, Pflege- und Schärfbarkeit und nicht zuletzt den Preis und die Verfügbarkeit des Stahls. All diese praktischen Eigenschaften sind untrennbar mit der Härte des Stahls verbunden - der wichtigsten Eigenschaft, nach der Werkzeug- und Besteckstähle eingestuft werden.
Härte ist per Definition der Widerstand eines Materials gegen Eindrücken oder lokale plastische (dauerhafte) Verformung. Folglich bedeutet sie auch Verschleißfestigkeit. Die Härte eines metallischen Werkstoffs hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und der thermomechanischen Behandlung ab. Kohlenstoff ist das chemische Element, das den größten Einfluss auf die Härte von Stahl hat; außerdem wird sie durch Chrom, Mangan, Vanadium und Molybdän positiv beeinflusst. Zusammen mit Kohlenstoff bilden diese Elemente neue, extrem harte Verbindungen, die als Karbide bezeichnet werden.
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Der Zusammenhang zwischen Härte und Kohlenstoffgehalt wird im folgenden Beispiel deutlich sichtbar: Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto höher ist auch der HRC-Wert der verschiedenen Weißstahlsorten:
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Härtemessung
Es gibt mehrere Methoden zur Messung der Härte, die jeweils eigene Härteskalen verwenden. Die relative Härte von Stahl wird anhand dieser Skalen bestimmt, indem die Eindringtiefe eines Eindringkörpers gemessen wird. Meist wird ein Diamantkegel verwendet, der in das Material gedrückt wird. Anschließend wird die Eindringtiefe bei einer Standardkraft gemessen. Die verschiedenen Härteskalen verwenden jeweils eigene Kombinationen aus Prüfkräften und Prüfeindrücken (Kegel, Kugel usw.) und sind an die Art des geprüften Materials angepasst. In der Besteckindustrie wird am häufigsten die Rockwell-Skala (HRC) verwendet.
→ Die Härte massiver Küchenmesser beginnt bei 56 HRC, aber solche Klingen verlieren schnell ihre Schärfe und lassen sich schwerer nachschärfen. Allerdings sind sie zäher und duktiler.
→ Die Härte der meisten japanischen Messer liegt zwischen 60 und 62 HRC. Sie behalten ihre Schärfe lange und lassen sich aufgrund der Stahlstruktur leicht nachschärfen. Sie sind jedoch bruchanfällig und können bei unsachgemäßer Verwendung beschädigt werden.
→ Moderne pulvermetallurgische Stähle erreichen auf der Rockwell-Skala die höchsten Werte und weisen eine Härte von etwa 64 bis 68 HRC auf. Diese Stähle sind selten (und daher teurer) und schwieriger zu verarbeiten, sorgen bei richtiger Verwendung jedoch für eine unglaubliche und lang anhaltende Schärfe. Außerdem reagieren sie etwas empfindlicher und stellen höhere Anforderungen an das Schärfen.
Wie hart ist ZDP-189-Stahl?ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 % ZDP-189-Stahl hat eine interessante chemische Zusammensetzung, da er bis zu 3 % Kohlenstoff und 20 % Chrom (sowie weitere Legierungselemente) enthält. Es handelt sich um einen Pulverstahl, der bei korrekter Wärmebehandlung eine Härte von bis zu 70 HRC erreichen kann, während die Härte bei Küchenmessern normalerweise bei etwa 66 und 67 HRC liegt. ZDP-189-Stahl hat einen extrem hohen Kohlenstoffgehalt, der für Werkzeugstähle ungewöhnlich ist (Gusseisen weist normalerweise einen hohen Kohlenstoffgehalt auf). Aufgrund des hohen Chromgehalts muss ZDP-189-Stahl einen so hohen Kohlenstoffanteil enthalten, dass sich die Elemente in Karbide umwandeln können. Karbide beeinflussen die Härte und die Dauer der Schärfe. Der Hauptvorteil dieses Stahltyps besteht darin, dass er eine Schneide extrem lange hält. Da er sehr hart ist, ist er nicht so zäh und bricht leichter. Daher erfordert er eine schonende Handhabung auf einer geeigneten Schneidunterlage. |
Härteskalen
Härte nach Rockwell (HRc - Kegel und HRb - Kugel)
Die Eindringtiefe eines Eindringkörpers wird durch Aufbringen einer bestimmten Kraft gemessen. Dabei kann entweder eine Kugel (HRb) oder ein Kegel (HRc) verwendet werden. Die Messung ist schnell und einfach und eignet sich besonders für Besteckstähle.
Vickers-Härteprüfung (HV)
Es wird ein pyramidenförmiger Diamant-Eindringkörper mit einem Winkel von 136° verwendet, und die Kraft sowie die Oberfläche der eingedrückten Pyramide werden gemessen.
Mohs-Skala der Mineralhärte
Die Mohs-Skala misst die Härte von Mineralien und synthetischen Materialien und beschreibt die Kratzfestigkeit verschiedener Mineralien anhand der Fähigkeit eines härteren Materials, ein weicheres zu zerkratzen. Auf der Mohs-Skala hat Talk eine Härte von 1 und ein Diamant eine Härte von 10 (nach der neuen Skala 15).
Wie wird die Härte nach dem HRC-Verfahren gemessen?
Zur Messung der Härte nach dem HRC-Verfahren wird ein spezielles Gerät verwendet, das aus drei Hauptteilen besteht: einem Amboss, einem Diamantkegel und einer Messuhr. Eine Probe wird auf den Amboss gelegt und eine Vorlast aufgebracht. Die Messuhr wird auf null gestellt, anschließend wird eine Hauptlast aufgebracht. Die Eindringtiefe vom Nullbezugspunkt wird anhand der Messuhr gemessen.
HRc (Kegel)Ein Diamantkegel mit einem Winkel von 120° wird durch eine Kraft von 100 N in die Oberfläche gedrückt. Dies ist der Ausgangspunkt für die Messung. Eine zusätzliche Kraft von 1400 N bis 1500 N wird aufgebracht und für eine ausreichende „Verweilzeit“ beibehalten, bis die Eindringung zum Stillstand kommt. Anschließend wird diese Last entfernt und die Eindringtiefe des Kegels in Millimetern bei der Anfangslast von 100 N gemessen. HRc-Härte = 100-500h, wobei h der Eindringtiefe in mm entspricht. |
Was bedeutet ein höherer Härtewert bei Messern?
Warum das wichtig ist
Für die einfachsten Schneidwerkzeuge kann jeder Stahl verwendet werden, sofern er während der Wärmebehandlung eine ausreichende Härte in Verbindung mit Zähigkeit erreicht hat. Ein höherer Härtewert bedeutet eine längere Lebensdauer der Klinge, denn je länger ein Messer scharf bleibt (bei sachgemäßer Verwendung), desto seltener muss es geschärft werden.
Der größte Vorteil härterer Messer ist ihre lang anhaltende Schärfe und die dünne Klinge. Eine Härte von über 60 HRC ermöglicht einen kleineren Schleifwinkel, sodass zum Schneiden weniger Kraft erforderlich ist.
Der Kompromiss
Der Nachteil harter Messer besteht darin, dass sie bei unsachgemäßer Verwendung beschädigt werden können.
Leider ist es unmöglich, die höchsten Werte für Härte, Festigkeit und Zähigkeit miteinander zu verbinden. Daher versuchen Messerhersteller, das richtige Gleichgewicht zwischen diesen Eigenschaften zu finden, insbesondere den optimalen Punkt zwischen Schnitthaltigkeit und Sprödigkeit.
Bei der Auswahl eines Messers ist es daher wichtig, seinen Verwendungszweck und seine Eigenschaften, einschließlich der Härte, zu berücksichtigen. Obwohl HRC ein Hinweis auf die Qualität des Materials ist, sollte dieser Wert bei der Auswahl eines Küchenmessers nicht Ihr wichtigstes Kriterium sein. Verschiedene Stähle haben jeweils optimale Verhältnisse zwischen Eigenschaften und Einsatzbereichen. Daher sollten Sie neben der Schärfe auch die individuellen Eigenschaften des Stahls im Hinblick auf den Hauptverwendungszweck Ihres Messers betrachten.
Die folgende Tabelle zeigt alle Eigenschaften von Schneidwerkzeugen gemäß der HRC-Skala.
HRC: EIGENSCHAFTEN VON SCHNEIDWERKZEUGEN52-54 HRC 56-58 HRC |
