Big Red hier mit einer Frage von „Blondie“ ...
Also, nimm fünf!
Blondie fragt,
„Big Red, warum sind M-1-Helme kaputt gegangen?“
Nun, Blondie, das ist eine einfache Frage mit einer komplexen Antwort.
Der Grund dafür sind „Restspannungen“ im Helm, die auf eine Kombination aus minderwertigem Stahl, schlechten Herstellungsgewohnheiten und dem Design des Helms zurückzuführen sind, das mehrere Kaltbearbeitungsvorgänge erforderte, um ihn zu formen.
Ein kurzer Überblick, um dies ins rechte Licht zu rücken: Kein Unternehmen der amerikanischen Industrie hatte wirklich viel Erfahrung mit Hadfields Mangan, da es im Ersten Weltkrieg für Rüstungen und Helme verwendet wurde. Mangan wird für Helmstahl verwendet, da es außergewöhnlich stark ist und bei der Kaltumformung, also beim Hämmern in Formen ohne vorheriges Erhitzen, stärker wird.
Das Problem besteht darin, dass, wenn die Stahlbleche, aus denen Sie etwas herstellen möchten, in diesem Fall einen Helm, während der Block- und Blechwalzphase nicht perfekt erhitzt würden, der Stahl spröde Taschen hätte, die unter der Belastung beim Formen brechen würden . Dieses Problem bestand während des Ersten Weltkriegs für die Hersteller des M1917-Helms und bestand noch immer bei McCord, als sie 1940 den M1917A-1-Helm herstellten.
Beginnen wir mit der Definition der stahlbezogenen Probleme, gefolgt von Herstellungsgewohnheiten und schließlich dem Design des Helms in Bezug auf Risse.
Hadfields Manganstahl ist austenitischer Stahl, was eine schicke Art zu sagen ist, dass er genau richtig wärmebehandelt werden muss, um ihn superfest zu machen. Grundsätzlich handelt es sich bei Hadfield-Mangan um eine Mischung aus Karbiden und Mangan , die bei richtiger Wärmebehandlung beim Mischen im Stahl eine schöne, gleichmäßige Kristallstruktur namens Austenit bildet. Wenn der Stahl beim Mischen und anschließenden Walzen zu Blechen nicht richtig wärmebehandelt wird, weist der resultierende Stahl kleine Taschen mit ungelösten Karbiden auf, die spröde sind und bei der Kaltumformung in Formen reißen.
„Hadfield Manganese“ (Helmstahl). Dieser Stahl wird nach einer von Sir Robert Hadfield erfundenen Formel hergestellt, bei der Kohlenstoff und Mangan mit Hitze vermischt werden, um einen superfesten Stahl zu bilden.
Sir Robert Hadfield
„Austenit“ bezieht sich auf mikroskopisch kleine kristalline Strukturen, die in Stahl entstehen, wenn Kohlenstoff und Mangan durch Hitze richtig vermischt werden.
„Vollständig austenitisch“ bedeutet, dass der Stahl superfest und fehlerfrei ist, da er sowohl bei der Herstellung des Stahls als auch beim Walzen zu Blechen perfekt gemischt und erhitzt wurde.
„Ungelöste Karbide“ Bezieht sich auf Helmstahl, der nicht auf die richtige Temperatur oder nicht lange genug erhitzt wurde. Dies bedeutet, dass sich ein Teil des Kohlenstoffs nicht auflöste und sich nicht mit dem Mangan vermischte, um Austenit zu bilden.
„Kaltverformung“ bezieht sich auf das Hämmern oder Bearbeiten des Stahls in die Form eines Helms ohne Hitzeeinwirkung.
„Restspannung“ bezieht sich auf die Spannung, die im Stahl verbleibt und durch die Press- und Schlagvorgänge entsteht, mit denen die Stahlscheibe gebogen und zu einem Helm geformt wird.
Nachdem die Stahlscheibe auf der Formpresse in die Form des Helms gepresst und zugeschnitten wurde, wurde der Helm einem Spanking-Vorgang unterzogen, bei dem die Vorderseite des Helms in die entgegengesetzte Richtung der ursprünglichen Form zurückgebogen wurde, um das Visier des Helms zu formen. Alle drei dieser Vorgänge führten zu einer erheblichen Belastung des Stahls, und wenn der Stahl von schlechter Qualität war, traten in den Bereichen mit hoher Belastung Risse auf.
Schlechte Herstellungsgewohnheiten verschärften dieses Problem. McCord hatte Erfahrung darin, Autokühler aus weicheren Stählen zu pressen, die bei weitem nicht die gleiche Belastung aufwiesen wie Helmstahl. Da zunächst nicht klar war, dass die Wartung der Besäumwerkzeuge von entscheidender Bedeutung sein würde, erlaubte man kleine Gebrauchsspuren in den Messern der Besäumwerkzeuge. Eingekerbte Messer hinterließen kleine Kerben am Rand des Helms und diese Kerben schufen eine Schwachstelle, an der es keine Rolle spielte, ob der Stahl gut oder schlecht war, da allein die Belastung dazu führen konnte, dass sich an einer Kerbe ein Kantenriss bildete.
Schließlich behielt die Form des M-1-Helmdesigns von der anfänglichen Zeichnung in eine Topfform in Kombination mit den Spanking-Vorgängen eine unglaubliche Menge an Restspannung bei. Die Kaltumformung des Stahls würde seine Härte von der Blechform zur des Helms mehr als verdoppeln. Arsenal-Tests ergaben jedoch, dass M-1-Helme in den kaltumgeformten Bereichen auch einer Spannung von 80.000 bis 90.000 psi standhalten würden. Letztendlich verursachte die Gestaltung der Helmform eine Belastung durch den Herstellungsprozess, die nahe daran lag, die Belastungsgrenze der Stahlformel zu überschreiten, selbst wenn alle Bedingungen perfekt waren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Restspannung, die im Stahl zurückbleibt, wenn man ihn in einen Topf zieht und ihn in Form bringt, den Helm an jeder Stelle zerbrechen lässt, an der der Stahl schwach ist oder die Stanzformen eine kleine Kerbe hinterlassen haben.
Danke, Blondie!
und merke dir,
Big Red sagt!
FÜNF IST ENDE – AUSZIEHEN!
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