Schmiedrisse in Nihonto: Ursachen, Prävention und Gegenmaßnahmen des Schwertschmieds gegen Stahlrisse während des Tanren

Was sind Schmiedrisse – Der größte Mangel, der die Klingenintegrität bedroht

„Schmiedrisse" (kitae-ware) sind ein Sammelbegriff für Risse, Bruchstellen und Schichtablösungen, die während des Schmiedeprozesses eines japanischen Schwertes im Inneren oder auf der Oberfläche der Klinge auftreten. Im Englischen werden sie als „forge crack" oder „delamination" bezeichnet. Schmiedrisse sind nicht nur ein kosmetischer Fehler; sie haben das Potenzial, die Festigkeit der Klinge grundlegend zu beeinträchtigen, weshalb sie zu den Fehlern gehören, vor denen Schwertschmiede am meisten warnen.

Schmiedrisse können grob in zwei Arten eingeteilt werden. Die erste sind „Oberflächenrisse", feine Risse, die während oder nach dem Schmieden auf der Klingenfläche entstehen. Kleinere können durch Polieren entfernt werden, aber tiefe erfordern möglicherweise das Verwerfen der Klinge. Die zweite ist „innere Schichtablösung" (Zwischenschichrisse), bei der sich die Stahlschichten, die durch Falten und Schmieden überlagert wurden, voneinander trennen. Obwohl visuell schwer zu erkennen, ist dies die gefährlichste Art von Mangel, da sie bei Gebrauch (Biegespannung und Schlag) deutlich wird. Sie wird oft von Polierern während ihrer Arbeit entdeckt und ist einer der Hauptmängel in offiziellen Bewertungen.

Chemische Ursachen – Ungleichmäßige Kohlenstoffverteilung und Oxidation

Das Auftreten von Schmiedrissen wird durch mehrere chemische und physikalische Faktoren verursacht, die zusammenwirken. Aus chemischer Perspektive entstehen, wenn die Verteilung des im tamahagane enthaltenen Kohlenstoffs (C) ungleichmäßig ist, lokal nebeneinander liegende hochkohlenstoff- und niedrigkohlenstoffreiche Bereiche. Hochkohlenstoffstahl hat niedrige Zähigkeit und hohe Sprödigkeit, weshalb er während des Schmiedens unter wiederholten Schlägen zum Reißen neigt.

Die Oxidation ist auch eine erhebliche Sorge. Wenn Stahl während des Schmiedens Luft (Sauerstoff) ausgesetzt ist, bildet sich Eisenoxid (Zunderbelag) auf der Oberfläche. Wenn dieser Belag nicht ordnungsgemäß entfernt wird, wird er ins Innere des Stahls gezwungen und bleibt als nichtmetallische Einschluss. Einschlüsse werden zu Stellen der Spannungskonzentration, wo Risse leicht ausbreiten. Wenn der aus dem Ofen entnommene Stahl während der Schmiedfolge geschlagen wird, werden Eisenfunken verstreut. Es ist wichtig, den Oxidationsbelag an diesem Punkt ausreichend zu dispergieren, und Schwertschmiede verwenden die Technik, den Belag beim ersten Hammerschlag absichtlich wegzublasen.

Physikalische Ursachen – Temperaturregelversagen und Überanschlag

Aus physikalischer Perspektive ist das Versagen bei der Verwaltung der Schmiedetemperatur die Hauptursache für Risse. Wenn Stahl bei übermäßig hohen Temperaturen geschmiedet wird (Überheizungsbereich: 1300°C und darüber), tritt „Überverbrennung" auf, die Kristallkörner werden grob und Korngrenzen werden schwach. Überverbrannter Stahl hat deutlich verringerte Zähigkeit und reißt leicht beim Falten und Ausziehen. Umgekehrt führt das Schmieden bei zu niedrigen Temperaturen zu „Kaltanschlag", was „Niedertemperatur-Risse" in Stahl mit verringerter plastischer Verformbarkeit verursacht.

„Überanschlag" ist auch ein Einflussfaktor beim Reißen. Wenn Falten und Schmieden übermäßig wiederholt werden (im Allgemeinen über 15–20 Mal), nimmt der Kohlenstoffgehalt zu stark ab, und die innere Struktur des Stahls wird übermäßig verfeinert, manchmal paradoxerweise die Sprödigkeit erhöhend. Die angemessene Anzahl von Falten variiert je nach Qualität des tamahagane und dem beabsichtigten Zweck des Schwertes, aber der „Schmiedesinn", der von einzelnen Schmieden angesammelt wurde, beinhaltet die Fähigkeit, diese angemessene Zahl zu erkennen, und dies wird oft durch mündliche Überlieferung an Lehrlinge übertragen.

Praktische Präventionsmaßnahmen – Von der Materialauswahl bis zur Prozesssteuerung

Praktische Maßnahmen zur Verhinderung von Schmiedrissen beginnen in der Materialauswahlphase. Der angemessene Kohlenstoffgehalt von tamahagane liegt ungefähr bei 0,6–0,9% in der äußeren Schicht (kawagane) und 0,2–0,4% im Kern (shingane), und Schwertschmiede beurteilen den Kohlenstoffgehalt ungefähr durch Antippen des Materials und Beobachten des Klangs, der Haptik und der Farbe der Bruchfläche. Da tamahagane mit niedriger Homogenität (ungleichmäßige Kohlenstoffverteilung) ein hohes Risiko für Schmiedrisse trägt, ist die Beseitigung riskanter Materialien in der Materialauswahlphase die erste Präventionsmaßnahme.

Im Schmiedeprozess ist die strikte Einhaltung des angemessenen Temperaturbereichs (900–1200°C) essentiell. Moderne Schwertschmiede verwalten die Temperatur durch die Kombination von Infrarotthermometern mit visuellen Urteilen basierend auf Farbe (gelblich-orange Farbe ist ungefähr ein Richtlinie für 1000–1100°C). Beim Schmieden verwalten einige Schwertschmiede sorgfältig die Anzahl und Richtung der Falten und falten konsistent von der gleichen Richtung, um der Schichtstruktur Richtungsgebundenheit zu geben und die Richtung der inneren Schichtablösung zu kontrollieren.

Die wichtigste praktische Präventionsmaßnahme ist die Aufrechterhaltung des „Schmiederhythmus". Da sich aus dem Ofen entnommener Stahl mit der Zeit abkühlt, ist das Schlagen in einem konstanten Rhythmus in Bezug auf Geschwindigkeit, Kraft und Häufigkeit notwendig. Wenn der Rhythmus zusammenbricht, werden bestimmte Bereiche über-gekühlt oder über-geheizt, und ungleichmäßige Spannungsverteilung führt zu Rissen. Erfahrenere Schwertschmiede beobachten den Schlag-Rhythmus ihrer Lehrlinge sorgfältig und halten den richtigen Rhythmus durch verbale Anleitung und Demonstration aufrecht.

Entdeckung und Verwaltung – Entscheidungsfindung bei Auftreten von Rissen

Wenn Schmiedrisse entdeckt werden, hängt die Entscheidung des Schwertschmieds von der „Tiefe, Lage und Phase" des Risses ab. Wenn er während der frühen bis mittleren Schmiedestadien entdeckt wird, kann der Swordsmith versuchen, ihn durch Wiederaufheizung des gerissenen Bereichs auf hohe Temperatur und Schmiedeschweißung durch Hammerschläge zu reparieren. Wenn jedoch Einschlüsse in den gerissenen Bereich eingedrungen sind, wird die Schmiedeschweißung schwierig, und der Swordsmith muss entscheiden, ob er diesen Abschnitt ausschneiden und das Schmieden fortsetzen oder das gesamte Material verwerfen soll.

Wenn Risse nach dem Härten entdeckt werden, ist eine Reparatur unmöglich, und die Klinge muss verworfen werden. Wenn ein Polierer Risse während der Polierphase entdeckt, besteht eine Verpflichtung, die beauftragende Partei (Swordsmith oder Käufer) unverzüglich zu benachrichtigen, und bei offiziellen Bewertungen ist es nach Branchenethik erforderlich, ihn ehrlich als Mangel zu erklären. Klingen mit Schmiedrissen werden im Wert als „fehlerhaft" erheblich herabgestuft, was dem Swordsmith erhebliche psychologische und wirtschaftliche Schäden verursacht, weshalb die Verhinderung solcher Mängel so ernst genommen wird.