日本刀と現代の金属加工【日本人の知恵ってすごい!?】

アルミホイールのところでも触れましたが、鍛造という技術についてですが、日本刀の製造過程でも鍛造されています。文字通り、鍛えて作ってます。
鉄の取り出し方
まず、鉄を作ります。鉄は、赤鉄鉱などによって異なりますが、だいたいFe(鉄)とO(酸素)の化合物、酸化鉄です。ここからO(酸素)をとってあげれば、Fe(鉄)が取り出せます。元素と元素を組み合わせるのが化合、引き離すのは還元ですね。なので、ここではOを還元してあげます。炭の中に入れて燃やしてあげると、炭から出る一酸化炭素COと、酸化鉄のOが化合して、二酸化炭素と鉄ができます。
この鉄から刀を作るのですが、刀の条件として、まず切れること、そして折れたりしないことということ挙げられます。これ実は相反するのです。ガラスのように硬度を上げ研げば切れる刀になりますが、鎧などにあたるだけで、折れてしまいます。折れない=粘り強さを出すには、硬度を下げなければなりません。
日本刀は、この相反する条件をクリアする為に、心鉄(しんがね)と、外側・皮鉄(かわがね)にわけて材料を最適化しました。この方法は日本刀独自のものです。
鍛造・焼き入れが現在の精錬技術に劣らない?
鍛造については、よく見る光景で、熱された赤い鉄を金づちで打ち付けるという方法です。これにより、当時純度が低かった鉄に混ざる不純物が火花として出るのと同時に分子同士の結びつきがより強固となり、硬いい鋼が出来上がります。
次に焼き入れをします。鉄の硬度は、その中にある炭素(C)の量で決まります。炭素の量が多い程硬くなります。
熱していき、最も硬くなる750~760度を見極め、その鉄を水につけ急冷します。これはオーステナイトという比較的安定した組織から、マルテンサイトという硬度がある刃物に適した材質に鉄を変化させるために行います。
しかし、刃以外の部分が急冷されてしまうと折れやすい刀になってしまうので、その冷却をコントロールする為に粘度のような焼き刃土を盛ります。ゆっくりと温度を下げていくことで、オーステナイトからトルースタイトという組織に変化します。これはマルテンサイト程硬度はないが強度があり折れにくいという材質です。
このようなことを実際の戦の中で学び、経験の中で工夫をしていった先人の知恵には恐れいります。鋼の特徴を刀の中でも最適化していく技術は今日の自動車の製造技術でも多いに活かされている部分です。
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