Legende Wotan Stahl ?

[Spee]

@Ralf,

die haben noch 'nen selbstgebrannten 70% Grappa reingeschüttet. Da hat's den Stahl so zusammengezogen, forever hard    !!
Mit meiner Äußerung wollte ich nur klarstellen, daß es zur Legende "Wotan" egal ist, wie die Deutschen den Stahl bearbeitet haben, daß Endergebnis zählt.
Natürlich ist es insgesamt eine Frage, wie man den Stahl bearbeitet. Die Mischungsverhältnisse kann man per chenmischer Analyse bestimmen, nur die nachfolgende Bearbeitung wesentlich schlechter bzw. nicht.
Aber jetzt bitte nicht fragen, ob der "Wotan"-Stahl da besser oder schlechter war, es ist egal, da die Tests am fertigen Produkt gemacht wurden.

[Ralf]

Ach weißt Du, Spee, ich gehe nun einen anderen Weg. Ich werde mal eine offizielle Anfrage stellen. Ich habe da eine Quelle, die ich noch nicht angzapft habe...
Spannend nicht?

Aber ich denke der Grappa wars. Oder das Olivenoel. Die Granaten sie so zu sagen abgeglitscht... lol

[Spee]

@Ralf,

irgendwie entzieht sich mir die Logik nach einer Anfrage. Was ist der Sinn?

[VoBo]

Hallo Ralf,

Stahl gleicher Zusammensetzung kann in der Tag völlig unterschiedliche Qualitäten haben. Das hängt im Wesentlichen mit der Einhaltung von Temperaturen, gleichmäßigem Abkühlen nach der Verarbeitung, Reinheit von Einschlüssen etc. ab. Das nur für Dich zur Information, da es für das Thema, wie Spee sagte, irrelevant ist, da ja fertige Platten, die aus den jeweiligen Herstellerländern kamen, verwendet wurden und somit die Qualität der Bearbeitung dadurch berücksichtigt war.

Stahl wird (auch heute noch) teilweise wirklich geölt (nicht mit Olivenöl, dann könnte man wohl auch Blattgold auflegen ). Das soll den Stahl während des Transports, bzw. während des Lagerns vor Rostanflug schützen.

Schönen Abend noch

Volker

[Ralf]

@Volker: Nun kommen wir meinem Begehren aber etwas näher... Vielleicht sollten wir dann erst einmal auf den Test etwas genauer eingehen.
Wenn die verschiedenen Stahlpallten alle gleicher Beschaffenheit waren, warum waren (ausgerechnet) die Italiener die Besten? Welche Tolleranzen waren bei dem Test gegeben? Das Stahkstücke 100% gleich waren, kann ich nicht glauben, da muss es Tolleranzen gegeben haben...

[VoBo]

Hallo Ralf,

ich denke, Unterschiede könnten sich nur dann ergeben, wenn die verwendeten Muster nicht repräsentativ waren (so etwas wie Montagsstahl).

Diese sollten sich aber, zumindest wenn mehrere repräsentativ gewählte Proben für die Tests verwendet wurden, auch relativieren.

Volker

[Ralf]

Hm, ich habe das Gefühl, als wenn man glaubt, dass ich hier Ww und Wh verteidige und eben Beweisen möchte, dass es doch der unglaublichste der unglaublichen Panzerstahls - wie ist die Mehrzahl von Stahl? - ist oder nicht ist...

Aber wenn ich an die Sache als oller Buchhalter ran gehe, dann muss ich mir Gedanken machen, wie ich das anstelle.
Da gab es mal einen, der behauptete das ist so, weil er mit Zeitzeugen kannte und mal gehörte hatte, dass und überhaupt alle in der Welt so denken würden... Aber das wollen wir hier nicht... Oder?

Nu gehe ich daran und versuche mir die Argumente und vor allem Quellen zu ergattern, die etwas über diese Legende aussagen. Und mit Euch zusammen möchte ich dann später zu einem Resümee kommen.

Nicht so ganz stehen lasen kann ich, Panzerstahl ist Panzerstahl. Der ist genormt, nur die Italiener hatten besseren. Und Ww und Wh waren nichts Besonderes. Machen wir das so, dann sind wir nicht besser als unser Kollege mit den Zeitzeugen.

Zum einen benötigen wir diese Ergebnisse dieses Probeschießen und der Metallkunde. Ich habe leider den Link verlegt, weiß aber dass Spee und Lutscha den haben... Postet den doch bitte. Wie hier er noch Nakun oder so? Sorry, aber ich habe es vergessen.
Aus diesem müsste ja eigentlich eine Menge vorgehen. Den gilt es zu übersetzen, damit alle ,,mitspielen" können...

Zum Zweiten interessiert mich, wie die Länder den Stahl hergestellt haben und wo die Unterschiede überhaupt liegen. Walzen die wirklich alle gleich?

Ich werde mal gucken, ich habe einen ehemaligen guten Freund, der von Beruf Schrotthändler ist und kurz nach der Wende eine Menge T72 hat verschrotten lassen. Vielleicht kennt er einen, der einen kennt, bei dem man etwas mehr heraus finden kann. Sorry, aber selbst wenn die Zusammensetzung des Stahls chemisch gleich oder ähnlich ist, der hier verglichen wurde, so ist für mich als Buchhalter die Frage, ob alle dann auch die gleiche Herstellung genossen haben, oder nicht... Denn die Ergebnisse waren ja unterschiedlich, oder?

Wir wissen ja schon, dass die Japaner etwas anders reingemischt haben. Dafür gab es sicher einen Grund. Und immer wieder die Frage warum die Italiener den besten Stahl hatten...

Es kann ja auch sein, dass ich alles zu verbissen sehe, aber ich vermisse so ein wenig diesen Willen, dies eventuell beweisen zu wollen. Oder ist alles schon fundiert genug beschrieben und unter ,,Ww war nicht besser" abgelegt??

Was meint Ihr?

[Lutscha]

Der Link ist auf der ersten Seite dieses Threads.

Fall auf die erste Seite zu gucken zu kompliziert ist   : http://www.navweaps.com/index_nathan/metalprp2002.htm

[Spee]

@Ralf,

so langsam verstehe ich den Grund deiner Fragen. Du kannst eigentlich mit den Angaben nichts anfangen bzw. diese nicht erklären. Ok, sag das doch gleich. Ich versuche mal eine Erklärung.

Erstmal eine Definition des Stoffes Stahl. Wir kennen ja die Bezeichnung Eisen, Roheisen, Stahl bzw. Edelstahl. Bei letzterem erwarten wir etwas anderes, aber der Rest wird gern in einen Topf geworfen. Dem ist aber nicht so, also mal ganz zum Anfang.

Eisen ist ein chemisches Element, das sehr häufig zu finden ist. Da es unedel ist, findet man es nur in Verbindung mit anderen Elementen bzw. Gesteinen, daher Eisenerz.

Dieses Erz wird im Hochofen geschmolzen um das Eisen von den anderen Verbindungen zu trennen. Das gewonnene Eisen ist spröde und nicht hitzebeständig, d.h. es wird bei Erwärmung sofort weicher. Spröde ist es deshalb, weil der Kohlenstoffanteil im Eisen über 4,3% liegt.
Senkt man bei der weiteren Verhüttung den Kohlenstoffgehalt auf zwischen 3,5-4,5% erhält man Roheisen.

Das war das Material, mit dem die ersten Schiffe gepanzert wurden. Kein besonders gutes Material, aber besser als Holz. Dazu eben in jede beliebige Form verformbar ohne einen strukturellen Nachteil zu erhalten.

Ab ca. 1870 gelang es durch neue Verfahren (z.B. Siemens-Martin-Verfahren) den Kohlenstoffgehalt im Roheisen weiter zu senken. Gleichzeitig konnten auch verunreinigende Stoffe (Phosphor, Schwefel, Silizium, Sauerstoff, Mangan) z.T. ausgeschieden werden. Das war die Geburtsstunde des Stahls. Stahl muss einen Kohlenstoffgehalt von unter 1% haben um als Stahl zu gelten. Stahl ist hitzebeständiger und weniger spröde als Roheisen bzw. Eisen. Bis hier sollte eins klar sein, Eisen, Roheisen und Stahl sind nicht ein und dasselbe.

Nach entsprechender Reinigung des Stahls erhält man unlegierten Stahl. Das heißt, dass im Stahl max. 1,64% Mangan und weitere Elemente unter ca. je 0,1% enthalten sein dürfen.
Damit haben wir den Grundstoff für Baustähle sowie homogene und nichthomogene Panzerstähle.

St52 ist ein unlegierter Baustahl (womit ich meine Behauptung ,,hochlegiert" auf Seite 1 zurückziehe) mit einem Kohlenstoffanteil von 0,2%. St34 z.B. hat einen Kohlenstoff-Gehalt von 0,17%. St52 ist damit härter und fester als St34. Aber kein Vor- ohne Nachteil. St52 ist geringer dehnfähig, schmied- und schweißbar und schlechter zu bearbeiten (bohren, fräsen usw.). Hier liegt das ganze Dilemma des Stahls. Kohlenstoff (C) ist das wichtigste Element für die Härte des Stahls. Je mehr Kohlenstoff im Stahl desto härter, aber je mehr Kohlenstoff desto schlechter zu bearbeiten. Ab einem Kohlenstoff-Äquivalent von 0,64% aufwärts ist der Stahl nicht mehr oder nur mit großem Aufwand schweißbar. Härte ist ebenfalls relativ. Mit mehr Kohlenstoff-Gehalt wird der Stahl härter aber eben auch spröder. Ab einer bestimmten Härte reagiert Stahl wie Glas.

Das Problem einer homogenen Panzerstahlsorte die schweißbar sein soll liegt damit auf der Hand. Man kann nur einen sehr begrenzten C-Anteil zur Härtung verwenden, da zuviel ein Schweißen unmöglich macht. Also nimmt man Zusätze in den Stahl, man legiert ihn.
Übliche Zusatzstoffe sind Chrom (für mehr Härte und Warmfestigkeit), Nickel und Vanadium (für mehr Zähigkeit), Molybdän (für mehr Warmfestigkeit) und Wolfram (für mehr Härte).
Dabei sind die Zusätze nicht in beliebigen Mengen zusetzbar, den ein zuviel eines Stoffes wie z.B. Chrom zwar die Härte verbessert, aber die Sprödigkeit ebenfalls zunimmt.
Außerdem sind diese Zusatzstoffe nicht in großen Mengen erhältlich und immer sparsam zu verwenden.
Um etwa zu sehen, in welchen Bereichen sich die Zusätze bewegten kann man als Beispiel den im Ersten Weltkrieg verwendeten  homogenen Krupp-Panzerstahl ,,Qualität 420 Stahl" heranziehen. Bei diesem Stahl betrug der Kohlenstoffanteil 0.35-0,4%, der Chrom-Anteil 1,75-2% und der Nickel-Anteil 3-3,5%. Klingt nicht viel, war aber ausreichend und ökonomisch realisierbar.
Damit ist die Frage nach dem Gewicht hoffentlich auch beantwortet. Weit über 90% einer homogenen Panzerstahlplatte sind Stahl. Gewichtstechnisch wird sich bei einer veränderten Zugabe der Zusatzstoffe kaum ein Gewichtsunterschied erzielen lassen. Ob die Panzerplatte gleicher Größe und einem Gewicht von mehreren Tonnen 1-2kg mehr oder weniger wiegt ist zu vernachlässigen, da es unwichtig ist, ob ich an einem 50.000t-Schiff 300kg Gewicht insgesamt gespart habe.
Der bei den Panzerschiffen verwendete homogene ,,Krupp nicht zementiert"-Panzerstahl hatte dann 0,4-0,5% Molybdän-Anteile, etwas weniger Chrom, nur die Hälfe des Nickel-Anteils und weniger Schwefel, Phosphor und Silizium-Anteile. Wie man sieht, ein Spiel mit mehreren Variablen und der Versuch, die optimale Konstellation dieser Variablen zu finden.

Die Frage warum die Japaner Kupfer als Zusatz verwendeten ist relativ einfach zu beantworten. Sie waren knapp an Nickel und nahmen Kupfer als Ersatz. Dabei bewegte sich die Zugabe  bei max. 0,15%. Mehr Kupfer hätte die Gesamteigenschaften des Stahls negativ beeinflusst. Ungewöhnlich war daran nur, dass alle anderen diesen Weg nicht versucht hatten, weil man der Annahme war, das würde nicht funktionieren bzw. sie hatten genug Nickel und mussten deshalb nicht nach Ersatz suchen.

Mit den ,,Wotan"-Stählen ging dieses Spiel weiter. ,,Wotan weich" war weniger hart, aber elastischer. Deshalb seine Verwendung  z.B. als Torpedoschott. Elastisch genug, um die Explosionsgase einer Torpedoexplosion durch eine Elastizität abfangen zu können.
Im Prinzip hätte man dafür auch einen St-Baustahl verwenden können, aber der hätte keine Granate abhalten können (es sei denn, man nimmt 500mm Baustahl, aber dass Gewicht...). Deshalb auch Panzerstahl, der hart genug ist, eine Granate zu stoppen bei einer vernünftigen Stärke und damit mit einem kalkulierbaren Gewicht.
,,Wotan hart" war weniger elastisch aber härter. Conclusio, er konnte besser Granaten abhalten als ,,Wotan weich" aber er konnte weniger gedehnt werden. Dehnfähigkeit/Flexibilität ist aber gerade bei einer Schiffkonstruktion ein wichtiger Punkt. Wie Harold schon erklärt hatte, treten Torsionskräfte im ganzen Schiff auf. Diese müssen ausgeglichen werden. Je elastischer der Stahl ist, umso besser ist der Verteilung der Kräfte. Habe ich diese Elastizität nicht, ,,wandert" der Kraft durch das Schiff und sucht sich einen ,,wunden" Punkt. An dieser Stelle konzentriert sich dann die Krafteinwirkung, was oft mit schweren Schäden endet.
Ein bekanntes Beispiel ist eben das Reißen der Schweißnähte bei Panzerkonstruktionen. Dort hat sich die einwirkende Kraft die ,,schwächste" Stelle gesucht und gefunden.

Warum waren die Italiener besser?
Das ist relativ. Vergleicht man die Daten dann kommt man zu dem Ergebnis, dass der italienische Stahl einen höhere Härte hatte, reißfester war, aber weniger gedehnt werden konnte. Die Italiener hatten eine etwas andere Variation der Zusatzstoffe und möglicherweise eine bessere Nachbehandlung des Stahls. Längeres, gleichmäßigeres Abkühlen lassen usw. Aber das ist auch eine Frage der Ökonomie. Kann ich es mir zeitlich leisten oder blockiere ich damit Produktionskapazitäten? Macht es Sinn, für eine geringfügige Verbesserung wesentlich mehr Aufwand zu betreiben bzw. mehr Zusatzstoffe einzusetzen oder ist das schon Verschwendung?
Besser in welchem Bereich? Bei gleicher Plattendicke unbedeutend. 1-2% die auf dem Papier vielleicht gut aussehen aber im Gefecht nicht wirklich zählen. Möglicherweise ist das ein Unterschied in der Gefechtsentfernung von 50m oder so. Wer kann das auf 20.000 Meter genau bestimmen?
Würde ein AO das Feuer erst auf 19.950 Meter eröffnen, weil seine Granate bei 20.000 Meter nicht den gegnerischen Panzer durchschlagen kann? Ich sage nein, er wird das Feuer schon auf 25.000 Meter oder mehr eröffnen, wenn er kann. Irgendwas geht bei einem Treffer immer zu Bruch.  Möglicherweise treffe ich ja in der Platte einen Lunker (Einschluß) und die Granate schlägt durch. Wer kann das wissen?
VoBo hat es schon einmal angesprochen und einen weiteren entscheidenden Punkt erwähnt, die Verarbeitungsqualität. Wie gut wurde gearbeitet, unter welchem Zeitdruck und wie war die Qualitätskontrolle am Ende.
Was bleibt am Ende?
Alle Staaten haben homogene Panzerstähle entwickelt die schweißbar waren. Alle hatten eine recht ähnliche Zusammensetzung, die ähnliche Werte ergaben, aber keiner hatte einen entscheidenden Vorteil erzielen können.

Normungen für Panzerstähle gab und gibt es. Da hast du etwas falsch interpretiert. Panzerstahl als Oberbegriff sagt nichts über die Norm für "Wotan hart" aus oder den amerikanischen Panzerstahl "a-class". Aber "Wotan hart" hat eine Norm die er erfüllen muß, um sich "Wotan hart" nennen zu dürfen.

PS: Kritik, Verbesserungen, Fragen... immer her damit.

[Lutscha]

Spee, die Unterschiede sind schon ein wenig grösser als 50m Unterschied.
Am besten ist, man sieht sich die tabellarischen Durchschlagswerte der verschiedenen Geschütze gegen die jeweiligen Stähle an, die mit Okuns Program erstellt worden sind.

http://www.geocities.com/kop_mic/

Kleine Anmerkung: Die Deckpenetration der 46cm Geschütze der Japaner und die der 40,6er der Amis sind höher als dort angegeben, weil die Granatenform dort nicht berücksichtigt worden ist.
Vorher die Erklärungen zu partial penetration etc. durchlesen, ist nicht kompliziert.

Da immer wieder bei solchen Gechichten unverständliche Wörter wie obliquity kommen, sollte man hier mal nachlesen, da ist (zwar wieder in Englisch) alles recht einfach rund um Geschütze erklärt. Ist auch ganz gut, um Okuns Bismarck-Paper besser zu verstehen, wo ein oft die Einfallswinkel-Geschichten verwirren.

http://www.navweaps.com/Weapons/Gun_Data_p3.htm

[Spee]

@Lutscha,

in der Tabelle werden nichthomogene Panzerstähle verglichen, nützt mir bei homogenen Panzerstählen recht wenig.
Die 50m bezogen sich speziell auf das "besser" zwischen italienischem und deutschem homogenen Panzerstahl. Es können auch 100m sein. Ich wollte damit nur klarstellen, daß die Unterschiede sich in einem Rahmen bewegen, der recht klein ist. 50m sind bei einem Gefecht Panzer gegen Panzer entscheidend, aber bei einem Gefecht zwischen Kampfschiffen über 15.000, 20.000 oder 25.000m sind sie nicht wirklich entscheidend.
Keiner würde das berechnen wollen, ob ich auf 200hm das Gefecht beginne oder auf 199,5hm.

[Huszar]

Auch wurden in Okuns Kalkulation die Richtung der Schiffe zu einander, Dünung, Wetter und einige weitere Sachen nicht berechnet.

Verstehe die Werte so:
zwei Schiffe liegen absolut parallel zu einander in ruhigem See, und kein Lüftchen regt sich.

Als Richtwerte sind sie aber gut.


mfg

alex

[Spee]

@Huszar,

guter Punkt. Temperaturschwankungen sind z.B. nicht von der Hand zu weissen. Stahl hat eine andere Verhaltensweise auf Schlag- und Druckbelastungen bei +30° oder -10°.
Nathan Okun hat eine sehr gute Arbeit abgeliefert, aber die Menge an unterschiedlichen Einflüssen die zusätzlich auf den Stahl einwirken können sind enorm.

[Ralf]

Jungens, so liebe ich Euch. Ein "Laie" schreibt eine Frage, die er nicht recht zu formulieren weiß, nörgelt noch ein wneig rum, und irgend wann kommt dabei das heraus, dass ich mich, der Laie, sich zurück lehnt und nur noch verständnisvoll nickt... Auch hierüber werde ich nie einen Test schreiben, aber mir leuchtet jetzt einiges ein und vor allem verstehe ich jetzt um so mher die "Wut" bei alten Diskussionen im SSF...

Ich danke Euch...

Eines ist auch für mich ganz klar. Das Glück bei Schußwechseln von Schlachtschiffen spielt auch bei den später sehr guten Zielinstrumenten eine nicht unerhebliche Rolle... So sehe ich die Versenkung der Hood für äußerst glücklich, wie auchd er Torpedotreffer auf BS. Ebenso glücklich der Verlauf des letzten Gefechtes der SH für die Briten...