Jos mietitään traditionaalista miekanvalmistusta, on siinä täytynyt lähteä aivan pohjalta. Raaka-aineesta asti. Tässä mielessä on kenties hyvä katsoa elokuvia. Sillä elokuvissa teräksisiä miekkoja valetaan muotoon. Nestemäinen teräs kaadetaan muottiin ja sitten sitä taotaan niin että kipinät sinkoilevat.
Tämä sinänsä ikoninen kuva on siitä kiinnostava, että taottavan terän kipinöinti viittaisi siihen että raakametallissa on paljon epäpuhtauksia. Toisaalta taas metallia sulatetaan juuri siksi että sitä kautta päästään irti epäpuhtauksista.
Itse asiassa jos haluaa tuottaa raudasta terästä on kaikista helpoin tapa tehdä tämä se, että metalli sulatetaan. Kun aine on nestemäistä, siihen muodostuu kerroksia. Kerrokset johtuvat siitä, että eri aineilla on eri tiheys. Näin epäpuhtaudet kerrostuvat pintaan ja ne voidaan joko kaapia pois tai sitten leikata irti siinä vaiheessa kun koko klimppi on jähmettynyt. Tämänlaiset menetelmien on ajateltu olleen käytössä nykyisen intian alueella ja näitä on sitten myyty myös muihin maihin. Ja kenties tämä on voinut olla yksi syy tai osasyy sille miksi ULFBERHT -miekat ovat olleet hyvin laadukkaita verrattuna muihin sen ajan saman alueen miekkoihin.
Kuitenkin näin kuumaksi saaminen on itse asiassa vaikeaa. Hyvin vaikeaa. Jos mietitään esimerkiksi sitä miten japanilaiset miekanvalmistajat ovat tehneet miekkoja, ei prosessissa mennä missään vaiheessa niin kuumaksi että metalli tekisi muuta kuin pehmenisi. Tämä on hyvin merkittävää. Sillä japanilaiset miekanvalmistajat joutuivat käyttämään rautahiekkaa. (Suomessa ainakin tarinaperinteessä taas puhutaan suomalmista.) Modernina sähkömagneettien aikana tämänlaisen puhdistaminen varsin hyväksi raakaraudaksi onnistuu. Mutta siihen aikaan tälläisiä keinoja ei ollut.
Sen vuoksi katananvalmistuksessa onkin käytetty taivuttelumenetelmää. (Ja samasta syystä myös euroopassa on erilaisia kuvioteräksentuottamisprojekteja.) Prosessi on hyvin kiinnostava. Sillä kun japanilaiset ovat ryhtyneet takomaan miekkoja he ovat käyttäneet siihen samanaikaisesti erilaisia teräksiä. Tämä on ollut varsin nokkelaa. ; Kaiken takana on tavallaan hiili. Tavallaan kyse on myös nanoteknologiasta. Tavallaan.
Sillä kun mietitään rautaa, se on melko pehmeää. Kun siihen lisätään epäpuhtauksia, sen ominaisuudet muuttuvat. Yleensä malmista halutaan saada pois epäpuhtauksia. Esimerkiksi pii ja rikkiyhdisteet huonontavat lopputulosta. Mutta hiili on siitä erikoinen aine, että hiiliatomi tavallaan mahtuu "rauta-atomien sekaan". Kun sekaan saadaan hiiliatomeita, rauta-atomit voivat liikkua vähemmän. Ja näin kokonaisuudesta tulee kestävämpi. Puhutaan teräksestä. (Olette kenties kuulleet tästä aineesta.) Miekanteossa teräksisyyden saaminen miekkaan on noin karkeasti ottaen oikein toivottava asia.
Taivuttelua tarvitaan koska monet aineet yhtyvät happeen ja palavat pois. Kun teräs on kuumaa, tämä hapettuminen pääsee tapahtumaan syvemmällä. Kun metallia taivutetaan ja litistetään, eri kohdat tulevat tarpeeksi lähelle pintaa. Tätä kautta monet yhdisteet kaasuuntuvat ja poistuvat teräksestä. Siitä tulee puhtaampaa. Tämä on erityisen hyödyllistä juuri jotta kestävyyttä haittaavat epäpuhtaudet saadaan pois. Ja tätä kautta katananvalmistusprosessissa suurin osa onkin nokkela keino kiertää sitä että metallia ei osattu sulattaa ja epäpuhtauksia erottaa tätä kautta.
Valitettavasti myös hiili muuttuu hiilidioksidiksi. Siksipä nokkelat japanilaiset käyttivät miekantekoprosessissa yhtenä osana sitä mitä pohjanmaalla kutsutaan pajansitaksi. Muut käyttävät siitä sellaisia nimiä kuin takkirauta. (Or pig iron, if they speak english.) Tämä on jossain määrin kuonaa. Mutta se on siitä kiinnostavaa että takkirauta on tehtävä ihmisen toimesta. Ja kun sitä syntyy prosessissa, on oikeastaan aika nokkelaa pistää sitä mukaan kokonaisuuteen. Sillä takkiraudassa on liikaa hiiltä. Sen hiilipitoisuus on niin suuri että siitä ei voi sellaisenaan tehdä esineitä. Mutta kun sitä sekoitetaan mukaan prosessiin jonka sivutuotteena hiiltä katoaa hiilidioksidiksi ja lopputuloksessa halutaan olevan hiiltä, on hyvä laittaa sellaista lähtötilanteeseen. Koska valmista tuotetta ei kuitenkaan ole tehty takkiraudasta kun sen hiilipitoisuus on pienentynyt.
Toki on syytä huomata että jos hiili on epäpuhtaus joka ei katoa niin täsmälleen sama koskee muitakin aineksia. Itse asiassa japanilaisia katanoita ja niiden koostumuksia on tutkittu. Oikein kuuluisan katanan tutkimuksessa on havaittu että siinä on epäpuhtauksia. Ja niistä suurin osa on oksideja. Mikä on siitä ovela huomio että palaminen on aineen yhtymistä happeen. Ja jos jokin on jo oksidi, se sanoo että se on jo palanut. Eikä sellaista enää voi polttaa uusiksi. Tätä kautta lopputulos olisi parempi jos teräkselle olisi annettavissa "sulatuskäsittely". Mutta kun sellaista ei ole, on tämä oikein hyvä tapa käsitellä ongelmaa.
Toki näiden epäpuhtauksienkin kohdalla on syytä huomata että leipominen tekee niille hyvin tärkeän asian. Se sekoittaa ne tasaisemmin muun teräksen sekaan. Ja tästä on hyötyä. Sillä miekan terässä heikoin kohta on se josta se helpoiten katkeaa. Ja katkeamisen kohdalla oleva herneen kokoinen piisiru johtaisi aivan helposti siihen että se olisi hyvä lähtökohta murtumiselle. Kun teräs on tasalaatuinen tämänlaisia - eikä pienempiäkään - murtumista helpottavia kohtia ole. Eli jäljelle jäävä epäpuhtaus haittaa mahdollisimman vähän.
Toki karkaisullakin on oma osansa. Ja kun olen puhunut hiilestä, on syytä jatkopuhua hiilestä. Sillä kun miekanterä on kuumana, sillä on tietynlainen kiderakenne. Se on austeniittia. (Austeniitti ei ole magneettista joten on helppoa havaita milloin rauta on tarpeeksi kuumaa ollakseen austeniittia. Jos se tarttuu magneettiin se on liian viileä. Magneettia tuntemattomat joutuvat arvioimaan lämpötiloja silmämääräisesti ja silloin puhutaan vivahduksista siniseen ja vastaavista.) Kun metalli jäähtyy, se ei enää kykene sitomaan itseensä yhtä paljon hiiltä kuin austeniitti.
Ja tämä on ongelma. Sillä kun kuuma teräs on imenyt itseensä runsaasti hiiltä, se tunkee sitä kideväleistään pois. Ja tämä hiili joutuu menemään jonnekin. Ja tämä "jonnekin" ei ole miekan ulkopuolelle ilmaan tai maahan. Siksi jos miekanterän annetaan jäähtyä, syntyy perliittiä. Siinä on kysymys paitsi kiderakenteista niin myös kiderakenteiden kombinaatioista. Siinä vuorottelee ferriitti ja sementiitti erilaisina mikrokuvioina. Ferriitissä on kysymys hyvin normaalitilaisesta raudasta normaalilämpötilassa. Sementiitti taas on sitä osiota johon hiiltä on "tungettu".
Tämä on se syy miksi miekkoja karkaistaan. Kun miekan terä jäähtyy oikein nopeasti, ei hiiltä "ehditä tunkea" yhtään mihinkään. Tämän vuoksi hiili jää tasaisemmin raudan sekaan ja tuottaa martensiittiä. Joka taas on hyvin kovaa ja kelpaa esimerkiksi työkaluihin kuten viiloihin. (On erikoista että teräksinen viila toimii raudan viilaamiseen. Syy on siinä että martensiitti on hyvin kovaa.)
Martensiitti on kovaa mutta haurasta. Ja tämän vuoksi ei voida tehdä kokonaista miekkaa martensiitista. Se kun murtuisi sirpaleiksi hyvin helposti. Itse asiassa jos teräksen jäähdyttää liian nopeasti, niin karkaisun yhteydessä teräs voi sirpaloitua. Joka johtuu juuri siitä että kova ja hauras ovat tässä tavallaan yksi ja sama. Martensiitti on jämäkkä eikä anna periksi helpolla. Mutta kun martensiitti antaa periksi, se ei jousta vaan menee pirstoiksi. (Tässä suhteessa se muistuttaa kovasti lasia. Etenkin niitä turvalaseja jotka on suunniteltu hajoamaan pieniksi murusiksi. Niiden sisällä on hirveästi jännitteitä ja painetta. Ja se on kovaa. Mutta kun siihen tulee särö, se lähtee leviämään koska lasi on täynnä erilaisia jännitteitä.)
Siksi asiaan on pari eri reagointitapaa. Jos nykyään tehdään eurooppalaisia miekkoja harrastetaan yhden teräslaadun ajatusta. Silloin preferoidaan sitä, että tehdään miekka jousiteräksestä. Tämä tehdään siten että on karkaistu teräs joka lämpökäsitellään. Lämpökäsittelyssä terää kuumennetaan mutta ei niin kuumaksi että se muuttuisi austeniitiksi. (Eli jos magneetti lakkaa tehoamasta terään on lämpökäsittely pilattu ja pitää palata takaisin karkaisuun.) Kun terän annetaan tästä jäähtyä tasaiseksi, martensiitissa olevia jännitteitä purkautuu. Ja lopputuloksena on jousiteräs joka ei ole yhtä kovaa kuin martensiitti mutta joka taipuu ja palautuu takaisin muotoonsa. (Toki jousiterästä on "haasteellista" etsiä keskiajalta. Mutta jousiteräs on todella erinomaista materiaalia miekoille.)
Japanilainen katana taas tavoittelee sekarakennetta. Jota haettiin laittamalla terään etenkin taakse savea ennen karkaisua. Tämä hidasti karkaistumista niin että koko terä ei muutu martensiitiksi. Niissä vain aivan terävimmässä kohden on martensiittiosio. Ikään kuin "kova kuori". Sen takana on sitten perliittiä ja takana ja ytimessä jopa aivan pehmeää rautaa. Tämä rakenne on siitä nokkela, että ilman sitä katana menisi sirpaleiksi. Nyt taas käy niin että katanaan tulee helposti säröjä. Mutta nämä säröt eivät leviä. Näin ollen katanamiekka säröytyy mutta ei sirpaloidu. Ja toisaalta kun katanamiekka taipuu, se taipuu eikä palaa muotoonsa.
Onkin hyvä huomata että aidossa katanassa sanotaan olevan terässä raita. Tämä viittaa siihen että on koettu tärkeäksi että siinä on yksi kova ja leikkaava terä. Kun martensiitti loppuu, muutoksen raja näkyy paljaalla silmällä kiilotetusta terästä. Tällekin on olemassa syy. Joka on hyvin omituinen siinä mielessä että taustalla olevia asioita ei näe paljaalla silmällä. Ja ihmiset jotka eivät osanneet sulattaa rautaa ovat silti voineet käsitellä näitä nanotasoisia asioita. Niinkin yksinkertaisilla asioilla kuin veteen dippaamisilla.
Itse koen martensiittikuorrutteen olevan erinomainen koska miekan halutaan olevan kova. Toisaalta jos sitä vertaa jousiteräkseen, se on jossain määrin "overkill". Jousiteräkselläkin voi leikata raajoja irti, joten on vaikeaa nähdä mihin näitä lisätehoja tarvitaan. Etenkin kun jousiteräksellä saadaan aikaan joustoa ja sitä kautta miekka saa aivan uudenlaisia todella hyödyllisiä ominiaisuuksia menettämättä "sitä että se on ihan riittävän kova silpomaan ihmisiä). On tietenkin jotain erityistä tehdä niin kova ja leikkuuvoimainen terä että sillä voi leikata usean ihmisen halki yhdellä iskulla. Ja katana on spesialisoitunut ase muutenkin, kun taas pitkämiekka on enemmänkin "jack of all trades". Ja toisaalta jousiteräsvertailu on vähän epäreilu siinä mielessä että jousiteräs on modernin teknologian tulos kun taas katananvalmistuken hienoudet johtuvat juuri siitä että tätä modernia teknologiaa ei ollut ratkomassa niitä ongelmia mitkä piti hanskata muutoin. Joten ehkä katanan moittiminen ei ole tarpeellista. Paitsi tietysti siinä mielessä että monet pitävät sitä kyseenalaistamattomasti maailman parhaana miekkana joka kykenee lähes taikavoimaisiin asioihin.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti