Klingenstahl für Messer nach AISI Norm

Klingenstahl für Messer nach AISI Norm

Klingenstahl für Messer muss hart, schnitthaltig und gleichzeitig so zäh sein, dass die Messerklinge im Gebrauch nicht bricht. Doch kaum ein Hersteller entwickelt gezielt einen Klingenstahl für Messer, da der weltweite Bedarf an Klingenstahl zu gering ist, um die Entwicklungskosten zu rechtfertigen. Stattdessen werden viele Messerklingen aus Werkzeugstahl gefertigt, der als Klingenstahl für Schneiden und Sägen in Industriemaschinen konzipiert ist. Bezeichnet werden diese Stähle auf dem Weltmarkt nach der AISI Norm und die bekanntesten Klingenstähle von D2 über M4 bis zu O1 gehören in diese Gruppe.

Inhalt und Übersicht

Bezeichnungen für Messerstähle sind das A und O im Vokabular des Messerfreundes. Kaum eine Diskussion, in der nicht Begriffe wie D2, 1.1248 oder Aogami Super Blue durch die Gegend fliegen. Die deutschen Stähle, die mit ihrer DIN-Nummer bezeichnet werden, sind im Sprachgebrauch der Messerwelt weniger verbreitet als die amerikanischen Bezeichnungen für Klingenstahl für Messer nach der AISI Norm. Da neben deutschen und amerikanischen Bezeichnungen für Stahlsorten auch noch japanische, chinesische, umgangssprachliche und herstellerspezifische Bezeichnungen wild vermischt sind, ergibt sich ein nahezu babylonischer Wirrwarr aus Sprachen, Normen, Standards und Handelsmarken.

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Spezielle Messerstähle kennen wir erst seit kurzer Zeit, bis vor wenigen Jahren wurden nahezu alle Stähle zur Anwendung in Industriemaschinen entwickelt.

Messerstahl ist gesamtwirtschaftlich nur ein unbedeutender Nebenzweig der Stahlindustrie, daher investierte kein Unternehmen größere Summen in die Entwicklung oder Optimierung von Messerstählen.

Die Abkürzung AISI (AISI-SAE tool steel grades) geht auf den amerikanischen Branchenverband der Stahlerzeuger, das American Iron and Steel Institute zurück. Das „AISI“ ist nicht nur Branchenverband und Lobbyist, sondern legt auch Standards und Bezeichnungen fest. Diese Aufgabe obliegt in Deutschland dem herstellerunabhängigen „Deutschen Institut für Normung“ (DIN) in Berlin.

In der Industrie werden Stähle zum Schneiden oder Zerspanen von Werkstoffen eingesetzt, dies hat zu zwei Hauptgruppen geführt: Hochgeschwindigkeitsststahl (High Speed Steel oder HSS) und Werkzeugstahl (Tool Steel). Ausführliche Informationen zu Messerstahl, die gebräuchlichen Legierungselemente und ihre Auswirkungen auf die Eigenschaften des Stahls sind im Artikel „Messerstahl – ein kleines Kompendium“ ausführlich erklärt.

Klingenstahl für Messer

Auf der Suche nach brauchbaren Messerstählen lag es für die ersten Messermacher der Neuzeit nahe, die Werkzeugstähle zu erproben, die im industriellen Bereich eingesetzt wurden. Der Name Werkzeugstahl leitet sich tatsächlich aus seiner Nutzung für Bohrer, Fräsköpfe und für Klingen in industriellen Schneidemaschinen ab.

High Speed Steel findet man klassischerweise bei Bohrern, Fräsen und Sägeblättern, selbst heute steht auf den Stahlbohrern im Baumarkt die Abkürzung „HSS“. Werkzeugstahl umfasst ein noch größeres Anwendungsgebiet und beinhaltet hauptsächlich Stähle, die zum Schneiden, Sägen oder Spalten von Holz, Papier, Metallen, Kunststoffen und weiteren Werkstoffen eingesetzt werden.

Klingenstahl für Messer nach AISI Norm stammt aus dem Bereich der Werkzeugstähle.

Aus dem Werkzeugstahl M4 lässt sich zäher und widerstandsfähiger Klingenstahl herstellen.

Der alte Werkzeugstahl M4 gehört in seiner modernen, pulvermetallurgischen Version CPM-M4 immer noch zu den besten Stählen für große Messer mit feststehenden Klingen.

Bereits ab den 1940er Jahren wurden Stähle zur industriellen Anwendung optimiert, trotzdem gehen auch heute noch die Rezepturen vieler Werkzeugstähle auf diese Zeit zurück. Klassische Werkzeugstähle, die sich hervorragend für Messer eignen sind A2, A10 oder O-1. Bei Stählen nach der AISI-Norm steht der Buchstabe für Herstellungstechniken oder Verwendungseigenschaften: Stähle der „A“ Gruppe werden an der Luft gehärtet (Air Hardening), Werkzeugstahl der Kategorie „O“ wird mittels Öl (Oil) gehärtet.

Klingenstahl nach AISI Norm – Buchstabencode

  • W – Wasser gehärtet
  • A – Luft gehärtet
  • O – Öl gehärtet
  • S – Stähle mit hoher Zähigkeit (Shock resistant)
  • D – Stähle mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt (Durable)
  • T – High Speed Steel auf Wolfram Basis (Tungsten)
  • M – High Speed Steel auf Molybdän Basis
  • H – Stähle, die bei hoher Hitze eingesetzt werden können (Heat resistant)
  • F – Wasser gehärtete Stähle hoher Härte auf Wolfram Basis
  • L – Nicht rostträge Stähle (Carbon Steel)

Werkzeugstahl als Klingenstahl

Übersicht alle Werkzeugstähle die als Klingenstahl für Messer zum Einsatz kommen.

  • A2 ist ein Stahl, der auf Verschleißfestigkeit optimiert ist, seine Zähigkeit ist daher für einen Messerstahl zu gering. Er eignet sich für kurze, hochbeanspruchte Klingen, auf die keine Scher- oder Torsionskräfte wirken.
  • A6 wird bei einer relativ niedrigen Temperatur (ungefähr der gleichen Temperatur wie ölhärtende Typen) luftgehärtet und ist formstabil. Daher wird dieser Stahl üblicherweise für Matrizen, Umformwerkzeuge oder Messgeräte verwendet, die wenig Verschleißfestigkeit aber eine hohe Stabilität erfordern. Als Klingenstahl für Messer spielt A6 nur eine untergeordnete Rolle.
  • A10 zeichnet sich durch eine besonders gleichmäßige Verteilung der Graphitpartikel aus. Das homogene Gefüge dieses Stahls sorgt für sehr scharfe Schneidkanten bei hoher Zähigkeit. A10 wird üblicherweise für Messgeräte, Dorne, Scheren und Stempel , aber nur selten als Klingenstahl für Messer verwendet.
  • D2 ist ein Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt (ca. 12 Prozent). Der Stahl ist korrosionsträge und besitzt gute Allround-Eigenschaften. D2 ist der am meistens verwendete Werkzeugstahl, wenn es um die Herstellung von Messerklingen geht. als Klingenstahl wärmebehandelt kann D2 bis auf 65 HRC (Rockwell C) gehärtet werden, was zu sehr scharfen und schnitthaltigen Messerklingen führt.
  • O1 kann man als Gegenentwurf zu A2 betrachten, denn dieser Werkzeugstahl wurde auf Zähigkeit optimiert. O1 eignet sich daher besonders gut für lange Messerklingen, etwa bei großen Outdoor-Messern und bei Schwertern oder Macheten. Abstriche muss man bei der Schnitthaltigkeit und der Korrosionsträgheit machen, Messerklingen aus O1 neigen zu punktförmigen Roststellen. Dafür sind Klingen aus O1 auch bei härtester Beanspruchung nahezu unverwüstlich.
  • M2 ist etwas härter als D2 und dient als Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl (Bohrer, Fräsköpfe). M2 kann beim Einsatz in Industriemaschinen eine scharfe Schneidkante auch bei hohen Temperaturen halten. Als Klingenstahl für Messer spielt M2 keine Rolle.
  • M4 wird heute zumeist in einem pulvermetallurgischem Verfahren hergestellt und trägt dann als Produkt von Crucible Steel die Bezeichnung CPM REX M4 HC. CPM-M4 ist sehr zäh und hochbelastbar mit immer noch akzeptablen Werten bei Korrosionsträgheit und Schnitthaltigkeit. Die hohe Widerstandskraft gegen mechanische Beanspruchung hat dazu geführt, dass CPM-M4 bei großen Outdoor- und Survival-Messern und im Bereich des Timbersport eingesetzt wird.
  • S1 ist auf Kerbschlagfestigkeit optimiert und wird heute nicht mehr als Klingenstahl für Messer eingesetzt.
  • S7 spielt als Klingenstahl ebenfalls keine große Rolle, obwohl seine Eigenschaften den Anforderungen für Messer entsprechen. S7 zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit aus, wobei er sich gute Zähigkeit bewahrt. Als niedrig legierter Stahl weist S7 nur eine geringe Korrosionsfestigkeit auf.
  • W2 lässt sich bis auf 67 HRC härten und überzeugt durch gute Schnitthaltigkeit. Die Zähigkeit von W2 ist nur für kurze, kräftige Klingen ausreichend, auf die keine Scher- oder Torsionskräfte wirken.

Werkzeugstahl heute

Nicht alle Stahltypen der AISI Norm haben sich in der Messerszene durchgesetzt, einige sind seit über sechzig Jahren im Gebrauch und werden bis heute für hochwertige Messer eingesetzt. Einer der bekanntesten Werkzeugstähle ist D2, kaum ein anderer Messerstahl wird von so vielen Herstellern verwendet. D2 Stahl liegt weder hinsichtlich Härte, Zähigkeit oder Schnitthaltigkeit in der jeweiligen Spitzengruppe, dafür hat dieser Stahl keine Schwächen. Es sind die hervorragenden Allround-Eigenschaften, die D2 zu einem der populärsten Messerstähle gemacht haben.

Trotzdem ist D2 ist bei einigen Messerfans als Stahl zweiter Klasse in Verruf geraten. Schlechte Erfahrungen beziehen sich zumeist auf eine nicht zufriedenstellende Schnitthaltigkeit oder feine Ausbrüche an der Schneidkante.

Der Grund liegt weniger am Stahl selbst als in der Tatsache, dass D2 von vielen verschiedenen Herstellern angeboten wird. Deshalb gibt es bei diesem Klingenstahl ein größeres Qualitätsgefälle, als bei Messerstahl, der nur von einem Produzenten gefertigt wird.

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Pulvermetallurgischer Klingenstahl

Etwa um die Jahrtausendwende begann der Siegeszug der pulvermetallurgischen Stähle. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen nicht um neue Rezepturen, sondern klassische Werkzeugstähle wie M4 oder D2 werden nur einem neuen Herstellungsprozess unterzogen. Sehr viele pulvermetallurgisch hergestellte Stähle werden von dem amerikanischen Hersteller Crucible Industries produziert und unter der Handelsmarke CPM (Crucible Particle Metallurgy) angeboten.

Der pulvermetallurgische D2 Stahl trägt dann den Namen CPM-D2 und unterscheidet sich hinsichtlich des Kohlenstoffgehalts oder dem Anteil der Legierungselemente nicht oder nur in Nuance von einem traditionellen D2 Werkzeugstahl. Bei M4 und anderen pulvermetallurgischen Messerstählen funktioniert die Namensgebung ähnlich.

An manchen Stellen verschmelzen Bezeichnungen auf der Grundlage der AISI-Norm mit Markennamen bzw. Handelsmarken eines Herstellers und erschweren den Überblick. Ein Beispiel ist der Klingenstahl K110 von Böhler. Dabei handelt es sich eine Eigenmarke der Firma, deren Zusammensetzung sich von klassischen D2 Stahl nur minimal unterscheidet.

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Werkzeugstahl ist auch heute noch für Messerklingen populär, wenn auch bei hochwertigen Taschenmessern inzwischen moderne Hightech Produkte als Klingenstahl zum Einsatz kommen.

Viele andere Messerstähle sind nur unter einem Markennamen bekannt, dazu gehören die zur Zeit populären Stähle CPM-S30V und CPM-S35VN von Crucible Steel sowie Elmax und M390 von Böhler-Uddeholm. Elmax, im Industriebereich wird er meistens unter der Bezeichnung „Elmax Superclean“ angeboten, ist ein pulvermetallurgischer Stahl, der ursprünglich für Industrieanwendungen und Medizintechnik entwickelt wurde. Erst später zeigte sich seine Qualität als Messerstahl.

Die heute am häufigsten verwendeten Werkzeugstähle nach AISI Norm sind der bereits erwähnte D2 und der M4 Stahl. Während D2 ein Allrounder ist, der vom Karambit über Outdoor-Messer bis zu Kampfmessern eingesetzt wird, ist M4 ein hoch belastbarer Stahl (high impact steel). Diese Messerstähle wurden ursprünglich für Werkzeugmaschinen mit hoher Schnittleistung und hohem Krafteinsatz entwickelt. Diese Eigenschaften prädestinieren M4 als Klingenstahl für Timbersport, Äxte, Tomahawks sowie Outdoor-und Survival-Messer.

Andere Messerstähle, die vor oder während des 2. Weltkriegs als Werkzeugstahl entwickelt wurden, spielen heute nur noch untergeordnete Rolle. Neben D2 und M4 hat nur der Werkzeugstahl O-1 als Messerstahl für spezielle Klingen bis in die heutige Zeit überlebt. Seine geringe Korrosionsfestigkeit ist allerdings ein Manko, dass viele Kunden als Nachteil ansehen, dennoch gehört O-1 noch lange nicht zum alten Eisen. Aufgrund seiner hohen Zähigkeit ist der alte Werkzeugstahl vielen modernen Stählen überlegen, wenn es um Klingen für große Outdoor-Messer, Macheten oder sogar Schwerter geht.

Viele Messerfans legen großen Wert auf die Stahlsorte und lassen außer Acht, dass weniger die Legierung über die Qualität eines Klingenstahls entscheidet, als vielmehr die Qualität seiner Wärmebehandlung. Ein paar Zehntel mehr oder weniger Vanadium oder ein Prozent mehr Chrom wirken sich natürlich auf die Eigenschaften der fertigen Messerklinge aus. Ein kleiner Fehler bei der Wärmebehandlung hingegen lässt jeden Messerstahl minderwertig oder sogar völlig unbrauchbar werden.

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