Tamahagane-Zähigkeitsschmieden: Techniken zur Vermittlung von Zähigkeit im Urteil des Schwertschmieds

Was ist Zähigkeit — Das Wesen der von japanischen Schwertern geforderten „Widerstandsfähigkeit"

Bei der Diskussion der Leistung japanischer Schwerter wird „Zähigkeit (jinsei)" gleichermaßen neben Schärfe geschätzt. Zähigkeit bezieht sich auf die Energiemenge, die ein Material vor dem Bruch aufnehmen kann, oder in einfachen Worten: Sie entspricht der Widerstandsfähigkeit gegen Bruch und Verformung. Um scharfe Schneidkanten an einer Klinge zu erreichen, ist Härten wesentlich, aber je härter das Material ist, desto spröder wird es und wird anfälliger für Bruch bei Aufprall. Der Kern der japanischen Schwertschmietechnik liegt darin, ein hohes Gleichgewicht zwischen diesen beiden widersprüchlichen Eigenschaften zu erreichen: Härte und Zähigkeit.

Tamahagane ist Kohlenstoffstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,6–1,5%, und in seinem Zustand vor dem Schmieden ist die Kohlenstoffverteilung ungleichmäßig, was die Zähigkeitskontrolle schwierig macht. Der Falz- und Umschmiede-Prozess, den Schwertschmiede durchführen, ist nicht nur ein Schritt zur Entfernung von Verunreinigungen, sondern auch ein Prozess, der Zähigkeit selbst durch die Homogenisierung von Kohlenstoff und die Verfeinerung der Stahlstruktur vermittelt.

Der Satz „bricht nicht, biegt sich nicht, schneidet gut" wird seit der Antike verwendet, um das ideale Schwert zu beschreiben. Diese drei Bedingungen enthalten inhärente Widersprüche: Das Verfolgen von Schärfe erhöht die Härte und macht einen Bruch wahrscheinlicher, während das Verfolgen von Biegungswiderstand es schwieriger macht, eine scharfe Kante zu erreichen. Die Beachtung von Zähigkeit ist selbst die ewige Herausforderung für Schwertschmiede: wie man diese widersprüchlichen Anforderungen innerhalb einer einzigen Klinge vereinbart.

Faktoren, die die Zähigkeit in der Materialphase von Tamahagane bestimmen

Es gibt mehrere Faktoren, die die Zähigkeit von Tamahagane bestimmen. Zunächst der Kohlenstoffgehalt. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto leichter erhärtet er, aber die Zähigkeit nimmt proportional ab. Schwertschmiede wählen Hochkohlenstoff-Abschnitte für das kawagane (Außenstahl) und Niedrigkohlenstoff-Abschnitte für das shin-tetsu (Kernstahl), und dieses Auswahlurteil wird zum ersten Kontrollpunkt für Zähigkeit.

Als nächstes beeinflusst der Gehalt an Verunreinigungen wie Phosphor, Schwefel und Silizium die Zähigkeit. Diese Verunreinigungen fallen in der Stahlstruktur aus und schwächen Korngrenzen, was zu einer Abnahme der Zähigkeit führt. Die Entfernung von Verunreinigungen durch Falten und Umschmiede ist nicht nur zur Verbesserung des Erscheinungsbildes des jihada erforderlich, sondern auch aus der Perspektive der Verbesserung der Zähigkeit.

Darüber hinaus ist die Verwaltung der Schmiedetemperatur auch ein wichtiger Faktor. Wenn die Temperatur zu hoch ist, vergröbern sich die Kristallkörner und die Zähigkeit nimmt ab; wenn zu niedrig, schreitet die Kaltverfestigung zu sehr voran und Risse entstehen. Wenn ein Schmied die Farbe des Schmiedefeuers beobachtet und den „rechten Moment zum Schlag" erkennt, verkörpert er diese Temperaturverwaltung durch seinen Körper.

Die Faktoren, die die Zähigkeit in der Materialphase von Tamahagane bestimmen, können wie folgt organisiert werden.

• Kohlenstoffgehalt – je höher er ist, desto leichter erhärtet er, aber die Zähigkeit nimmt ab
• Verunreinigungen (Phosphor, Schwefel, Silizium, etc.) – schwächen Korngrenzen ab und verringern die Zähigkeit
• Schmiedetemperatur – wenn zu hoch, vergröbern sich Kristallkörner; wenn zu niedrig, führt Kaltverfestigung zu Rissen

Die Schwierigkeit bei der Arbeit mit Tamahagane liegt darin, dass diese Faktoren nicht unabhängig existieren, sondern während des tatsächlichen Schmiedeprozesses parallel verwaltet werden müssen.

Der Prozess der Vermittlung von Zähigkeit beim Falten und Umschmiede

Die Beziehung zwischen der Anzahl der Faltzyklen und der Zähigkeit wurde in der modernen Metallurgie untersucht, und allgemein werden 8 bis 15 Faltungen aus der Perspektive der Zähigkeitssteigerung als optimal angesehen. Mit zunehmender Anzahl von Faltungen schreiten Kohlenstoffhomogenisierung und Strukturverfeinerung voran, aber gleichzeitig führt übermäßiges Schmieden zu Kohlenstoffvolatilisierung und Entkohlung, was das Risiko erhöht, die notwendige Härte zu verlieren.

Die Technik, die Handwerker „Zähigkeitsschmieden" nennen, bezieht sich oft auf eine Methode des sorgfältigen Faltens bei Aufrechterhaltung der Schmiedetemperatur auf einem etwas niedrigeren Niveau (etwa 800–900°C). Schmieden in diesem Temperaturbereich begünstigt Strukturverfeinerung, und feinere Struktur hat mehr Korngrenzen, die Rissausbreitung behindern und Zähigkeit erhöhen. Jedoch macht Niedrigtemperatur-Schmieden die Arbeit selbst schwieriger und erfordert sowohl fortgeschrittene Technik als auch physische Kraft.

Falten und Umschmiede mögen eine einfache Wiederholung von Strecken und Falten von Stahl erscheinen, aber es ist tatsächlich ein Prozess, in dem der Schmied jedes Mal die Heiztemperatur, Schlagkraft und Faltrichtung beurteilen muss. Auch wenn das gleiche Tamahagane verwendet wird, kann die Zähigkeit des fertiggestellten jihada je nachdem, wie diese Urteile gesammelt werden, variieren. Hier liegt der Wert der Handwerkskunst, ein Wert, den die Massenproduktion nicht nachahmen kann.

Strukturdesign von Shin-tetsu und Kawagane und Verteilung der Zähigkeit

Das traditionelle Strukturdesign japanischer Schwerter – das Umwickeln von weichem, hochzähigem, Niedrigkohlenstoff-shin-tetsu (Kernstahl) mit hartem, Hochkohlenstoff-kawagane (Außenstahl) – ist eine bahnbrechende Technik zur räumlichen Trennung von Zähigkeit und Härte. Die Außenfläche der Klinge bietet scharfe Schneidkanten und schönes jihada, während das innere shin-tetsu Widerstand gegen Bruch bietet – eine in der Struktur selbst eingebettete Rollenverteilung.

Die Wirksamkeit dieses Designs wurde experimentell bestätigt, und es ist bekannt, dass die Verbundstruktur von shin-tetsu und kawagane eine überlegene Stoßabsorptionskapazität im Vergleich zu Schwertern aus einheitlichem Stahl aufweist. Das Urteil des Schmieds bei der Auswahl von Stahl für das shin-tetsu beinhaltet eine ausgefeilte Berechnung, die nicht nur Flexibilität, sondern auch Kompatibilität mit dem kawagane umfasst (Management des Kohlenstofffarbverlaufs).

Mehrere Konstruktionsmethoden wurden übertragen, aber in allen Fällen bleibt das grundlegende Prinzip der „harten äußeren Schicht und widerstandsfähigen inneren Kern" gebräuchlich. Es gibt eine große Lücke zwischen intellektuellem Verständnis dieses Prinzips und Beherrschung der Technik, shin-tetsu und kawagane wie beabsichtigt tatsächlich zu integrieren, und letztere soll viele Jahre Praxis erfordern.

Der Sinn der „Widerstandsfähigkeit", den Schwertschmiede durch erfahrungsorientiertes Wissen beurteilen

Was die moderne Metallurgie numerisch als Zähigkeit ausdrückt, erfassten Schwertschmiede vor der Edo-Zeit sensorisch. Wie der Stahl auf den Hammer während des Schmiedens antwortet – ob er ein „flexibles" Gefühl oder ein „hartes, federndes" Gefühl hat – war ein Hinweis, der den Zustand des Stahls anzeigt. Erfahrene Schwertschmiede sollen in der Lage gewesen sein, anhand der Bewegung und des Klangs des Stahls zu beurteilen, ob die Zähigkeit angemessen war.

„Stahl mit Widerstandsfähigkeit hat leichten Widerstand bei Schlag und fühlt sich an, als würde der Hammer hineinsinken. Umgekehrt, wenn die Zähigkeit unzureichend ist, gibt es starken Rückprall bei Aufprall und einen Rissgeräusch," nach mündlichen Aufzeichnungen zeitgenössischer Schwertschmiede. Dieses verkörperte Wissen war schwierig zu schreiben und wurde nur durch direkte Erfahrungsvermittlung zwischen Meister und Lehrling übertragen.

Solche sensorische Urteile werden weitgehend durch Fehlererfahrung verfeinert. Nur durch zahlreiche Erfahrungen von Fehlern wie Bruch und Risse wird die Entsprechung zwischen dem Gefühl, das durch den Hammer übertragen wird, und dem inneren Zustand des Stahls in den Körper eingeprägt. Der Grund, warum Schwertschmied-Lehrlinge als lang angesehen werden, ist, dass der Erwerb dieser Art von implizitem Wissen Zeit braucht.

Zusammenarbeit zwischen zeitgenössischen Schwertschmieden und Zähigkeitsforschung

In der modernen Zeit sind Bemühungen im Gange für Schwertschmiede und Materialwissenschaftler zur Zusammenarbeit bei der numerischen Bewertung von Zähigkeit. Forschung, die Charpy-Stoßtests und Vickers-Härtemessungen kombiniert, um zu quantifizieren, wie verschiedene Schmiedeprozesse die Zähigkeit beeinflussen, wurde auch berichtet.

Von den Ergebnissen dieser Forschung wird erwartet, dass sie nicht nur wissenschaftliche Unterstützung für traditionelles Handwerk bieten, sondern auch auf Trainingsprogramme der nächsten Generation von Schwertschmieden angewendet werden. Durch das Hinzufügen des numerischen Maßstabs zu den Worten des Meisters „lernen mit Augen, Händen und Ohren" kann die Wissensvermittlung zuverlässiger werden. Der Aufwand zur Visualisierung der unsichtbaren Eigenschaft der Zähigkeit hat weiterhin große Bedeutung für die Übertragung der japanischen Schwertschmietechnik.

Überlegungen zum Würdigen und Bewahren von Schwertern aus der Perspektive der Zähigkeit

Zähigkeit selbst ist keine Eigenschaft, die ohne Zerstörung eines fertigen Schwertes gemessen werden kann. Daher ist der praktische Ansatz aus der Perspektive der Würdigung und des Sammelns von bestehenden Schwertern nicht, die Zähigkeit direkt zu überprüfen, sondern die Spuren der Bemühungen zur Verbesserung der Zähigkeit aus dem jihada und hamon zu lesen. Die Dichtheit des jihada und die Feinheit des hamon sollen Hinweise sein, die die Sorgfalt widerspiegeln, die beim Falten, Umschmiede und Konstruktion aufgebracht wurde.

Aus Bewahrungssicht gibt es zwar keine direkte Beziehung zur Zähigkeit, aber schnelle Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen können Stress auf den Stahl ausüben, daher trägt die Aufrechterhaltung einer stabilen Lagerungsumgebung letztendlich zur Erhaltung des Zustandes des Schwertes im Laufe der Zeit bei. Das Ausüben von Grundsorgfalt wie das Nicht-Ausüben von übermäßiger Kraft beim Würdigen eines Schwertes und das Umgehen damit nach richtigem Protokoll sind grundlegende Einstellungen, die helfen, die inhärente Zähigkeit des Materials im Laufe der Zeit zu bewahren und zu nutzen.