Yakinamashi (Glühen) bei der japanischen Schwertherstellung: Abbau von Stahlspannung vor dem Schmieden

Was ist Glühen (Yakinamashi)?

Der berühmteste Wärmbehandlungsprozess in der japanischen Schwertherstellung ist "yaki-ire (Härten)." Dieser Prozess, der den hamon erzeugt und die Schwertklinge härtet, wird als dramatischer Moment beschrieben, der direkt mit der Vollendung des Schwertes verbunden ist.

However, "yakinamashi (Glühen/shōdonshi)", das mehrere Schritte zuvor durchgeführt wird, ist ein wichtiger Vorbereitungsschritt in der japanischen Schwertherstellung, wird aber von der Allgemeinheit kaum bekannt.

Yakinamashi ist ein Wärmbehandlungsprozess, bei dem Stahl (oder Eisen) auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann allmählich und langsam abgekühlt wird, um innere Spannungen aus dem Stahl zu entfernen und seine Mikrostruktur zu homogenisieren und zu erweichen. Im Englischen wird dies "Annealing" genannt.

Während das Glühen in mehreren Stadien der japanischen Schwertherstellung durchgeführt wird, ist das wichtigste das Glühen während der Materialvorbereitung vor dem Schmieden.

Warum Glühen notwendig ist – Das Problem innerer Spannungen

Tamahagane (Kugelstahl), das durch tatara-Eisenschmelzen hergestellt wird, trägt komplexe Restspannungen und eine ungleichmäßige Mikrostruktur aufgrund der schnellen Abkühlung und Wärmeverarbeitung während des Eisenschmelzprozesses. Der Versuch zu schmieden (das Erhitzen und Schlagen) in diesem Zustand führt leicht zu Rissen, Spalten und tsuriage-hazure (ein Phänomen, bei dem zwei Stahlstücke nicht richtig verschweißen).

Spezifische Probleme sind:

① Ungleichmäßige Härte Tamahagane variiert in seinem Kohlenstoffgehalt je nach Standort (etwa 0,6–1,5%), und diese Schwankung führt zu ungleichmäßiger Härte. Kohlenstoffreichere Abschnitte sind hart und spröde, während kohlenstoffarme Abschnitte weich sind. Das Schmieden in diesem ungleichmäßigen Zustand führt leicht zu Rissen in den harten Abschnitten.

② Innere Restspannungen Schnell abgekühlter Stahl kühlt an der Oberfläche und im Inneren mit unterschiedlichen Raten ab, was zu inneren Spannungen aufgrund der Unterschiede in der Schrumpfung führt. Diese Spannung wird zu einer Quelle unerwarteter Risse oder Verformungen während Erhitzungs- und Schmiedeoperation.

③ Martensit-Mikrostrukturprobleme Schnell abgekühlter hochkohlenstoffhaltiger Stahl bildet manchmal Martensit (eine sehr harte und spröde Eisenmikrostruktur). Martensit hat extrem schlechte Verformbarkeit, daher muss er vor dem Schmieden entfernt werden.

Yakinamashi löst diese Probleme und bereitet den Stahl vor, um "in einem Zustand bereit zum Schlagen" zu sein.

Der eigentliche Glühprozess

Heiztemperatur und Atmosphäre

Beim Glühen von tamahagane wird der Stahl auf etwa 700–900°C erhitzt (variiert je nach Stahlart und Kohlenstoffgehalt). Dieser Temperaturbereich liegt nahe dem Ac1-Umwandlungspunkt (die Temperatur, bei der die Mikrostruktur des Stahls beginnt, sich in Austenit umzuwandeln), eine Region, in der die Mikrostrukturs-Homogenisierung auftritt.

Der Schwertschmied beurteilt die Ofenfarbe mit dem bloßen Auge. Der Zustand, in dem der Stahl in einer orange-roten bis gelb-orangen Farbe glüht (etwa 700–900°C), gilt als die richtige Temperatur zum Glühen. Dieses Urteil basiert auf Erfahrung und Intuition – das Handwerksvermögen, das aus Zeiten überliefert wurde, als genaue Thermometer nicht vorhanden waren.

Die Atmosphäre (gasförmige Umgebung) während des Erhitzens ist ebenfalls wichtig, und verschiedene Maßnahmen werden ergriffen, um die Oxidation zu minimieren, wie beispielsweise das Vergraben des Stahls in Holzkohleasche oder das Erhitzen in einem ofenreichen Kohlenstoff.

Der Slow-Cooling-Prozess (Jokei)

Der kritischste Schritt beim Glühen ist "jokei (langsame Abkühlung)" – langsame Abkühlung über die Zeit.

Schnelle Abkühlung (Wasserschreck) würde innere Spannungen erhöhen, daher wird beim Glühen der Stahl in Holzkohleasche begraben oder mit geschlossener Ofentür natürlich abgekühlt, wobei die Temperatur langsam sinkt. Die Abkühlungsrate dauert typischerweise mehrere Stunden oder mehr als einen halben Tag, um Raumtemperatur zu erreichen.

Durch diese langsame Abkühlung:

• Die Martensit-Mikrostruktur wandelt sich in Ferrit + Perlit um (eine weichere, besser verformbare Mikrostruktur)
• Innere Restspannungen werden abgebaut
• Die Kohlenstoffverteilung wird gleichmäßiger
• Die Gesamthärte des Stahls nimmt ab, und die Verformbarkeit im nächsten Schmiedeprozess verbessert sich

Die Perspektive des Schwertschmieds auf "Namashi-agari"

Nach dem Glühen hat der Stahl ("namashi-agari") einen dünnen Oxidfilm auf seiner Oberfläche. Die Farbe dieses Films (blaugrau bis schwarz) dient als Indikator für Heiztemperatur, Atmosphäre und die Qualität der langsamen Abkühlung.

Erfahrene Schwertschmiede beobachten die Farbe, Härte (Gefühl beim Drücken mit einem Finger) und die Oberflächenbedingung des "namashi-agari", um zu bestimmen, ob sie zum nächsten Schmiedestadium übergehen können. Wenn das Glühen unzureichend ist, wird der Stahl erneut erhitzt und das Glühen wiederholt.

Die Rolle des Glühens in jedem Schmiedestadium

Die Hauptstadien, in denen das Glühen bei der japanischen Schwertherstellung durchgeführt wird, sind folgende:

① Nach Materialsortierung und Kleinschneiden Nachdem tatara-Stahl (tamahagane) nach Kohlenstoffgehalt sortiert wird (hochkohlenstoff für Außenstahl, niedrigkohlenstoff für Kernstahl) und in kleine Stücke geschnitten wird, wird Glühen durchgeführt. Dies homogenisiert die Verformbarkeit jedes Abschnitts.

② Vor dem Initialschmieden (Stapeln und Erhitzen) Als Schritt vor dem Durchführen von "tsumi-wakashi (Stapeln und Erhitzen)" mit mehreren gestapelten Stahlstücken wird Glühen verwendet, um die Oberflächenbedingung jedes Stücks auszugleichen. Die Homogenisierung des Oxidfilms auf Verbindungsflächen fördert die Verschweißung beim Schmiedeschweißen.

③ Während Falten und Schmieden Während langer Sitzungen des wiederholten Faltens und Schmiedens wird das Glühen durchgeführt, um den Stahl zu erweichen, wenn er durch Schläge verfestigt wurde (verfestigt durch Schläge), bevor das Schmieden fortgesetzt wird.

Der wesentliche Unterschied zwischen Glühen und Härten

Sowohl Glühen als auch Härten beinhalten "Erhitzen → Abkühlen", aber die Abkühlungsrate erzeugt gegensätzliche Eigenschaften.

Wie dieser Vergleich zeigt, basiert die japanische Schwertherstellung auf einer präzisen Abfolge von Wärmbehandlungsvorgängen, die absichtlich zwischen "Erweichung (Glühen)" und "Härtung (yaki-ire)" abwechseln.

Zusammenfassung: "Vorbereitungsprozesse" bestimmen die Schwertqualität

Glühen ist ein einfacher und unbeachteter Prozess. Im Vergleich zu den Prozessen, die die direkt sichtbaren Aspekte des fertigen Schwertes erzeugen – den hamon, jigane und sugata – wird es in den Medien selten diskutiert.

However, ein Schwert aus Material, das nicht ordnungsgemäß geglüht wurde, wird während des Schmiedens Risse, Inkonsistenzen und Schmiedeschweißdefekte entwickeln und die Qualität des endgültigen Schwertes grundlegend beeinträchtigen. Je geschickter der Schwertschmied ist, desto tiefer ist sein Verständnis für die Bedeutung dieses Vorbereitungsprozesses.

"Ein gutes Schwert beginnt mit gutem Material" – diese Maxime erstreckt sich nicht nur auf die Auswahl von tamahagane, sondern auch auf die Glühentechnik, die dieses Material ordnungsgemäß vorbereitet. Die außergewöhnliche Qualität japanischer Schwerter steht auf der Ansammlung solch unsichtbarer Vorbereitungsprozesse.