värmebehandling japanska svärd

Har börjat snegla lite på japanska svärd och läst lite böcker om dessa. Är sugen på att härda så man får en sån där härdlinje "hammon line".

Vad som förbryllar mig just nu är att efter att man smetat på lera på bladet och härdat det så framgår det inte att bladet anlöps ??? I en bok står det att tången anlöps men inget om klingan ( att särskilt skriva om tången men inte klingen indikerar ju att inget görs med den).

Är det teoretiskt möjligt att härdningen landar på rätt hårdhet direkt utan anlöpning. Får för mig att om man skyddar ryggen med lera så den kyls sakta så borde i alla fall eggen bli glashård och spröd för där har man ju ytterst lite lera!?

Kan det vara så att hammon line försvinner om man anlöper?

Tack för det svaret SCB. Hade på känn att du kunde detta

Stålval är inte klart men det är damask som är målet (1778 + 15N20 eller liknande). För de första testerna tänkte jag prova med enkla bitar av 1778 (plåtbit med slipad egg) bara för att se om leran sitter kvar mm.

Har en bok av bl a en Scott Slobidian. Han använder 1050 plåt helt utan smide. Märkligt nog beskriver han 1050 som "high carbon spring steel". Är väl mer "low carbon steel" inom segmentet eggstål? Enligt honom skall det vara bara järn och kol å så lite av allt annat som möjligt.

Det står även att han använder järnklorid (ferric chloride) för att etsa. Spelar valet av etsningsmedel roll för om hammon line syns. Kan citronsyra eller saltsyra funka lika bra ?

mr_president skrev: Tack för det svaret SCB. Hade på känn att du kunde detta

Stålval är inte klart men det är damask som är målet (1778 + 15N20 eller liknande). För de första testerna tänkte jag prova med enkla bitar av 1778 (plåtbit med slipad egg) bara för att se om leran sitter kvar mm.

Har en bok av bl a en Scott Slobidian. Han använder 1050 plåt helt utan smide. Märkligt nog beskriver han 1050 som "high carbon spring steel". Är väl mer "low carbon steel" inom segmentet eggstål? Enligt honom skall det vara bara järn och kol å så lite av allt annat som möjligt.

Det står även att han använder järnklorid (ferric chloride) för att etsa. Spelar valet av etsningsmedel roll för om hammon line syns. Kan citronsyra eller saltsyra funka lika bra ?

Men om du tillverkar bladet i damask då har du ju ett damaskmönster i stålet, låter konstigt att du då vill få fram en härdlinje? Lite som att rita ett blyertsstreck på en Zebra?
Eller missupfattade jag något?

Riktiga/ursprungliga japanska svärd har damaskmönster och härdlinje. Dock är damaskmönstret inte lika framträdande och de etsar inte så hårt som man som knivmakare kanske gör (riktiga "die hard" svärdmakare etsar inte alls utan slipar i det oändliga tills hammon line syns).

Härdlinjen är själva "signumet" för ett japanskt svärd. Som corpus för en silversmed....

I mitt fall är det i detta läge mest för att lära sig värmebehandling och se om jag får till detta med lera osv. Vad det sedan blir vete fåglarna...

Så här blev "hammonline" vid första försöket. Syns bättre så här efter etsning. Svårt att se när det blir blankt å ännu svårare att fotografera då.

Körde med lera men härdade i kallt vatten. Blev en massa sprickor. Den med bred hammon (större) tog jag upp efter ca. 2 sek i vatten och sänkte den igen efter 5 sek uppe. Den med liten hammon fick vara kvar i vattnet tills den var kall.

Slutsats denna gång är att det snarare blir för mycket härdat och att varm olja är att föredra ??

Stålet är 20C (1870) så lite väl hög kolhalt kanske.

Hej!

Jag är ingen expert på japanska svärd, men törs kanske ändå komma med några råd/idéer.

Mönstrat stål: en bra ide´om du vill efterlikna orginalklingor. Försök få tag på låglegerat kolstål, dvs så rent kolstål som möjligt.
Härdlinjen får man bäst fram på stål med låg härdbarhet. Om det finns me än bara aningen mangan i stålet höjer detta härdbarheten och då är det svårt att få fram en fin aktivitet i härdlinjen. Jag vet inte exakt var gränsen går, men det är nog en bra idé att inte ha mer än 0,8 % mangan, helst mindre. Helst inget alls, men det kan ju vara svårt med modernt stål.

Om du kan få tag på plåt av stål med 0,5% och 0,8% C, eller motsvarande så att du i slutändan hamnar på en kolhalt på omkring 0,7 % har du ett lämpligt material. Amerikanska 1050 och 1080 skulle fungera bra.
SIS 1672 och SIS 1880 vore kanske ett alternativ.
Jag skulle sikta på ett "naturligt" kaotiskt mönster på omkring 800-1200 lager.
effekten av mönstringen blir subtil, vilket är precis vad man ser (eller knappt ser) på många japanska klingor.
Det är främst tjockleken (formen) på tvärsnittet, samt härdbarheten (kolhalt och kornstorlek) som avgör var härdlinjen hamnar (dvs hur fort stålet kyls och hur det reagerar på kylningen). Leran är mest ett sätt att skapa intressanta effekter i gränsområdet mellan härdat och ohärdat material.
Ju finare kornstorlek du har i stålet innan härdning, desto lägre härdbarhet får stålet (dvs det kräver snabbare kylning för att omvandlas till martensit). Det är ju en bra sak i detta fall. Finkornig struktur är också en förutsättning för en hållfast egg.
Det är altså mycket viktigt med en omsorgsfull normalisering.
Åtminstone tre gånger är att rekommendera.

Efter normalisering är det dags för leran:
Leran skall först strykas på i ett tunnt skickt över hela klingan. Det skall var i en konsistens av filmjölk ungefär. Det blir ungefär som att stryka på färg. En moddlare fungerar bra!
Det är bra om ytan på stålet inte är för slät. Dragfilad yta eller 80-120 korn, med slip-/filmärken *längs med* kilngans längd, *Inte* tvärs över eggen. En aning grov yta gör att leran lättare vidhäftar. Lämna 2 mm tjocklek i eggen. Bryt/runda eggens vassa kanter en aning.
När det första tunna skicktet lera torkat skall man lägga på ett tjockare lager i området där man inte vill ha härdlinje. Nu kan leran ha en konsitens som är aningen tjockare: som yoghurt ungefär, eller löst vispad grädde. Det kan var en god idé att låta ryggen förbli blottad, med enbart det första tunna lagret: det gör svärdet styvare, och motverkar en överdriven kurvatur.
Hur man lägger på leran varierar beroende på vilken effekt man är ute efter. Detta är vad en stor del av kosten går ut på.
Klingan kan vara i princip rak innan härdning. Krökningen får den under härdning.

Ta upp långsamt till härdtemperatur. Smyg upp till austenitisk temperarur. Överhetta inte. Avvakta omvandling till austenit. Det är en fördel att använda en gasolässja som tillverkats av ett oljefat. Ett lager 5 cm värmeisolerande vadd och en brännare. Tunnan är liggande och har två öppningar i var gavel strx under "taket". Man kan få en förvånansvärt jämn och exakt temperatur i en sådan ässja och man ser tydligt när fasomvandlingen från perlit till austenit sker. Det är lämpligt att ha ett par tunna rostfria stänger i vinkel som man kan hänga kilngan i under upphettningen: tre-fyra V i rad från ena öppningen till den andra.
Använd en pyrometer för att veta att temperaruren är den rätta. Om man nte har pyrometer, är det en god idé att först göra ett prov med ett klingformat ämne och se hur snabbt det kommer upp i temperartur, eller ev om det överhettas. Kolla med en magnet för att se var omvandlingen börjar. Tanken är att ässjan skall hålla den önskade temperaturen. Inte mycket mer, åtminstone.
Det finns naturligtvis andra sätt att få upp klingan i temperatur, men detta var en metod som impoerade på mig genom sin enkelhet och exakthet.

Kyl i ljummet vatten: sänk vågrätt och räkna till ett-, två- tre tusen, ta upp, räkna till ett-, två tusen. Sänk igen ca fem sek, ta upp ett par sek och avsluta i vatten. Men håll inte för länge: klingan bör vara ångande het då den tas upp ur kylbadet. Det gör ingenting om det fortfarande fräser om den. Har man väl kommit förbi "näsan" i kylkurvan, kommer stålet att omvandlas till martensit.
Man skall ite dröja med att lägga klingan i en anlöpningsugn. Stunta i om klingan slagit sig en aning. Det går att fixa senare. Kolla *snabbt* med en fil om härdningen tagit. De första tagen kommer att bita pga urkolning, men sedan skall man känna den typiska "pilsnerflaskan" under filen. Dröj *inte* för länge och avstå från att beundra klingans nya fina krökning. Klingan kan fortfarande vara varm då den läggs i anöpningsugnen. Inte stekhet, men varm. Annars är det stor risk att den spricker. Anlöp till omkring 200 grader till att börja med. Det är korrekt att gamla japanska klingor inte alltid var anöpta, men de tillverkades av stål med en ganska låg kolhalt. Med ett modernt stål är det en god idé att anlöpa. Man kan gå högre än 200 grader, men det är en br början. Anlöp två- tre gånger. 30-40 minuter / gång.

Dessa lärdomar fick jag med mig från en kurs i japanskinspirerad härdteknik som organiserades av Owen Bush i England. Lärare var Don Fogg. Vi använde W2 stål, som har en kolhalt omkring 1%. Ganska hög kolhalt för svärd med andra ord. Det blev rätt bra resultat ändå.
För att få dessa tekniker att fungera är det centralt att man håller så låg temperatur som möjligt i klingan, men fortfarnde erhåller omvandling till austenit. Det går bara att åstadkomma om kornstorleken är fin och temperaturen nås långsamt. Desto långsammare man når härdtemperatur, desto tidigare omvandlas perliten till austenit (till en gräns förstås). Genom att härda från en lägre temperatur, blir chocken i vattnet mindre = mindre risk för sprickor.
Det är alltså värt att notera att stål med ca 0,8 % kol (0,77%), ger den absolut lägsta möjliga omvandlingstemperaturen (750-760 grader?). Det är en bra kolhalt för en svärd av flera skäl!

Man får fram härdlinjen genom polering och eventuellt lätt etsning med svag syra. Vinäger eller citronsaft verkar populärt bland andra smeder.
Generellt gäller att lägre härdbarhet (större finkorninghet) och lägre kolhalt ger mer aktivitet i övergången från ohärdat till härdat.
Tjockleken på klingan avgör hur bred härdlnjen är: en tunnare klinga får en högre härdlinje: en tjockare får en smalare härdlinje.

Jag vill framhålla att detta är kunskaper jag fått från andra. Jag är stort tack skyldig Don Fogg, Howard Clark och Roman Landes.

Hej!

Det är roligt att själv få bidra med något för en gångs skull. Jag har fått lära mig så mycket genom sökande på internet och diskussionsforum. Det mesta av de riktigt värdefulla kunskaperna har jag fått lära mig direkt av andra smeder. Jag tror det är en bra sak att sprida det man fått lära sig av andras generösa givande. Det är också viktigt att famhålla dessa personer. Utan dem skulle vi vara mycket fattigare och okunnigare.

Jag sysslar ju normalt inte med härdlinjer egentligen, men det är en fascinerande teknik som nog har en del betydelse även för traditionellt europeiskt smide.
Det stål som användes i vår del av världen har större likheter än skillnader med det traditionella japanska stålet.
I europa började man faktiskt använda stål tidigare än japanerna. Våra mönstervällningsmetoder var också mer tekniskt avancerade i många fall. Eftersom rent kolstål med måttlig kolhalt har en låg härdbarhet (det blir hårt, men kräver snabbare kylning) så uppvisar det mer eller mindre tydliga härdlinjer naturligt. Jag tror att det var en effekt som inte var okänd eller främmande för järnålderns smeder. Sedan är frågan öppen huruvida de utnyttjade/utvecklade dess estetiska effekter på samma sätt som japanerna. Jag tror att det möjligen varierade och att konsten säkerligen inte var lika utvecklad somden blev i Japan. Det är värt att notera att den fullt utvecklade Hamon som man ser på riktigt fina svärd inte fanns från början i det japanska svärdets utvecklig. Det kom senare. I början var det frågan om enkla (men mycket vackra) raka härdlinjer som inte raffinerats i så stor utsträckning genom användande av lera.

Leran har fler effekter i härdningen.
Leran gör att ångfasen förkortas: ångan bryts upp till små bubblor vid en högre temperatur än annars möjligt. Det ger en effektivare kylning. Mycket bra om stålet har låg härdbarhet.
Leran hjälper också till att skydda stålet för urkolning. Också bra om stålet har en rätt låg kolhalt till att börja med. Leran användes alltså förmodligen i början av andra skäl än att få fram en härdlinje.

Det är inte helt otroligt att europeiska smeder skyddade sina klingor och verktyg med ett tunnt skickt av lerslam av precis samma skäl. Man använde ju "jord och sand" som flussmedel (det är belaggt i skift från åtminstone 1500 tal).
Vi kan alltså spekulera (OBS: spekulera) att man använde lera i tekniker för att få fram vackra härdlinjer tex på folkvandingstidens scramasaxer.
Jag har sett romerska svärd och folkvandringstida scramasaxer som har tydlig härdlinje. Man har idag polerat arkelogiska fynd med japanska slipmetoder för att få fram dessa effekter. Mycket vackert!
Det är oklart om härdlinjen är en naturlig effekt av stålets låga härdbarhet, eller om mer avancerade metoder också kommit till användning.

Tack för den informationen.

Har just gjort klart lite enkel damask som vi skall prova med. Räknar med att kolhalten sjunker en del under själva vällningen så vi hoppas hamna kring just 0,7-0,8. Minns jag rätt var det 26C och 1870 som vi slog ihop.

De jag hört om som använder 1050 (bl a Slobodian) smider inte stålet utan utgår från plåt som de skär/slipar fram svärdsklingan från. Om man väller damask själv lär man väl behöva starta med lite högre kolhalt än den man vill landa på för färdig klinga ??!!

Har även fått tips om att använda pannkitt istf lera. Bara är att spruta ur tuben. Vad tror du om det ???

Jag har en elugn som tar 90cm så den skall förhoppningsvis vara bra för härdning och anlöpning (får dock vänta på att temp'en sjunker efter härdning).

Hej Peter.
Du skriver i ett inlägg en bit upp "Man kan få en förvånansvärt jämn och exakt temperatur i en sådan ässja och man ser tydligt när fasomvandlingen från perlit till austenit sker.". Jag blir mycket nyfiken på hur du ser det, det är en kunskap som helt har gått mig förbi.
Robin

Pannkitt låter intressant.
Berätta hur det går!

Något förlorar man väl under vällningen. Jag har hört en siffra någon gång, men kan inte komma ihåg just nu. Det varierar säkert hursomhelst beroende på temperatur och atmosfär i ässjan.
1050 fungerar ju bra för härdlinjen: kolhalten ger intressant aktivitet. Risken är att den ohärdade delen av klingan kan bli aningen mjuk, har jag hört. OBS, detta är andrahandsinfo, inte egna erfarenheter. W2 stål, ger också mycket aktiv Hamon, men är istället krävande pga hög kolhalt.

Riskabelt att inte anlöpa direkt. Det kan ju gå...
-Berätta hur det går!

Ett möjligt sätt att göra en enkel första anlöpning vore ju att använda en gasollåga. Försiktigt förstås!
Det kan kanske förhindra att spänningar orsakar sprickor medan elugnen sjunker i temperatur.

Beroende på längd, kan du ordna ett oljebad (rapsolja) på ett par elplattor? Eller gasolbrännare? Flammpunkten på rapsolja är hög, åtminstone 250 C. Du borde kunna få upp temperaturen till 200 grader med hygglig konvektion med en liggande tank och två plattor under, en i vardera ände. Ha i en termometer (frityr-?) för att kolla temperaturen.
Detta kan kanske tillockmed fungerar bättre än elugnen som anlöpningsbad? Kanske en omrörare skulle hjälpa, en propeller av något slag? Om du ka få en jämn temperatur i ett sådant bad är det en utmärkt lösning för anlöpning.

Glöm inte att normalisera ordentligt. Det kan inte underskattas.

Jag skaffade själv två Paragon elugnar för att kunnna härd och anlöpa i direkt följd. Det visade sig att dessa ugnar inte gav en tillräckligt jämn temperatur. Numera har jag ett rostfritt rör nedsänkt i en av ugnarna som jag ställt lodrätt. Inte så som de var avsedda att använded det fungerar OK, så länge jag är varsam. I röret har jag ett saltbad. Ger fin och jämn temperatur. Nackdelen är riskerna.
Jag har nu byggt en trumma med 50 cm diameter och 120 cm längd. Den hettas upp med en brännare och får (hoppas jag) en jämn och kontrollerbar temperatur. Nackdelen med denna lösning är att det tar tid för klingan att komma upp i temperatur, vilket ger urkolning. Detta måste förhindras med någon form av isolering. Det finns en produkt som tillverkas i USA som penslas på som en lervälling (ATP-64 anti scaling compound från Avanced Technical Products). Jag känner inte till något europeiskt alternativ. Det vore bra om någon hört talas om något sådant. Kanske pannkitt fungerar!

robin skrev: Hej Peter.
Du skriver i ett inlägg en bit upp "Man kan få en förvånansvärt jämn och exakt temperatur i en sådan ässja och man ser tydligt när fasomvandlingen från perlit till austenit sker.". Jag blir mycket nyfiken på hur du ser det, det är en kunskap som helt har gått mig förbi.
Robin

Hej! Det är en enkel lösning som det finns en del varianter på. Jag bifogar en länk med en variant på temat.

http://home.comcast.net/~jeshern/heattreatingforge.htm

Don Fogg har mer information på olika ställen på sin sida. Jag kunde bara inte hitta den nu. Sök på "Drum forge". Det finns många diskussioner på ämnet och en eller ett par artiklar.
dfoggknives.com
och
forums.dfoggknives.com

Många bygger en liknande ugn av ett liggande oljefat. Principen bygger på en förhållandevis liten värmekälla som åstadkommer en jämn temperatur i en stor volym. Tunnans runda form hjälper till med temperaturutjämningen.
En brännare nedtill i ena gaveln. Många använder det ursprungliga hålet i locket, som man tappar oljan ur.
Upptill i båda ändar är öppningar för klingan. Dessa öppningar är samtidigt ventilation för de varma gaserna. Hjälper till att jämna ut temperaturen, efterom värmen måste passera ut genom öppningarna och på så sätt passera klingan som hänger en bit under "taket" i ugnen.
Det är en god ide´att arrangera stöd för klingan inuti. Vid härdtemperatur kan den börja krokna annars. Arrangera V-formade rostfria stänger, 4 eller 6 mm. Sätt vinklarna i rad med ca 25 cm mellanrum. Eller en rad med krokar.
Isolera med keramisk vadd, 5 cm. Ugnen kommer upp i temperatur på ca 15 minuter eller mindre. Den håller temperaturen inom ±5-10 grader från mitten till ändarna. Denna temperaturvariation kan man kompensera för geom att placera klingan mer eller mindre långt in i ugnen. Tången vill man ändå inte ha upp i samma temperatur som bladet.
Som helhet varierar ugnen inom 4-6 grader C, kanske inom 10C. Det beror lite på hur man placerar öppningarna och hur stora de är, och vilken brännare man har. Det behövs ingen jättebrännare. Ungefär samma som till en medelstor gasolässja. Temperaturen skall ju aldrig bli mycket högre än 850 grader C.
Vissa använder trumman för att anlöpa med. Upphettningen sker då med en mindre brännare. Owen Bush har fått mycket bra resultat, säger han. Variation inom 10 grader C från avsedd temperatur. Jag skulle nog föredra ett varmt oljebad, personligen.

Jag har själv ännu bara byggt en som jag inte hunnit använda ännu. Kan återkomma när jag lärt mig från den. De som jag har talat med är mycket nöjda med sina oljefat. En bra lösning för långa klingor. Man måste ta urkolningen med i beräkningen. Antingen räkna med att slipa bort ett lager efter härdning, eller pensla på något som isolerar ytan. Jag har inte hittat en Europeisk/Svensk leverantör av "anti scaling compound". Kanhända någon på foorumet känner till något sådant?

Det är en bra och billig lösning. Bra mycket biligare än en elugn, som ändå inte erbjuder större noggranhet. Den är också betydligt snabbare än en elugn.
Om man vill göra längre klingor än 75-80 cm, måste man bygga en egen trumma. Jag har byggt min av valsad plåt och pressformade ringar av keramisk vadd. Det är en dyrare lösning, men ändå värt pengarna många gånger om för mig, som ju nästan enbart gör längre klingor. Oljetunna, vadd och en brännare är nog en lösning som skulle fungera perfekt för de flesta. För min del är det de där sista förbaskade 10-15 cm som ställer till det...

Jag vet inte hur man bifogar bilder, annars kunde jag visa ett par foton på ungnen vi använde hos Owen.

robin skrev: Hej Peter.
Du skriver i ett inlägg en bit upp "Man kan få en förvånansvärt jämn och exakt temperatur i en sådan ässja och man ser tydligt när fasomvandlingen från perlit till austenit sker.". Jag blir mycket nyfiken på hur du ser det, det är en kunskap som helt har gått mig förbi.
Robin

Ah!

Sorry!
Jag trodde du frågade om själva ässjan!

Omvandlingen var det:

Då perlit omvandlas till austenit år det åt energi. Det är samma sak som när vatten kokar: det blir inte varmare än 100 grader, oavsett hur het plattan som kastrullen står på är.
Man kan se hur stål, liksom tvekar under det att det omvandlas till austenit.
Det hänger kvar och blir inte ljusare i färg.
I en gasolässja i ett mörkt rum är detta ganska tydligt.

För att lära sig se det kan man först göra det omvända. Hetta upp stålet till härdtemperatur: en bit förbi ickemagnetiskt, för enklare stål med en kolhalt inom rimliga gränser.
Låt sedan stålet svalna. Du kommer att se hur färgen går mot mörkare, för att sedan "flamma upp" igen: en andra front som rör sig över stålet. Det mörknar och lyser sedan upp igen.
Det du ser är uasteniten som omvandlas till perlit. Det frigörs energi då omvandlingen skett. detta syns som en höjning av temperaturen.

Du kan pröva och överhetta stålet och se hur det svalnar. Pröva sedan allt lägre temperaturer och se om du får samma effekt. Då du hittat den lägsta temperatur vid vilken du får denna effekt har du hittat din lägsta möjliga härdtemperatur för stålet du arbetar med.

Det är svårare att se på vägen upp.

Om man tittar in i en ässja som håller en temperatur precis på andra sidan omvandlingstemperaturen, kan man se hur klingan liksom dröjer och förblir mörkare än insidan på ässjan. Det dröjer liksom en dunkelhet eller skuggor i klingan. Sedan ser man hur de tunnare delarna ger med sig och börjar glöda med en ljusare färg. Denna förändring rör sig vanligen som en front över klingan från tunnare till tjockare delar. Då hela klingan glöder med den ljusare färgen är det dags att skrida till handling.

Japanerna talade om smältande skuggor (eller något sådant). Det är faktiskt ingen dålig beskrivning. Stålet som ännu inte omvandlats till austenit ser dunklare och mer ogenomsynligt ut. Då det omvandats till austenit ser det ur som ytan har smält på något sätt. Tänk på hur en isglass ser ut då den börjar smälta. Stålet serut att börja glöda inifrån, snarare än på ytan. Man ser nästan in i stålet. Jag vet inte om det är en bra beskrivning. Titta efter glödfronten och gör sedan klart för dig själv med egna ord vad det är du ser.

Man måste ha det mörkt i smedjan för att se detta . I dagsljus är det omöjligt att se.I normal elbelysning, mycket svårt. När man en gång sett detta, är det en mycket stor hjälp vid värmebehandling. Man kan se att man normaliserar vid rätt temperatur. Man kan tillockmed se att strukturen blir jämnare efter ett par normaliseringar: det dröjer inga mörka "öar" i bladet, utan hela klingan omvandlas fint och jämnt. Hastigheten varmed fronten rör sig över bladet säger också något om kornstorleken. Omvandlingen kommer att ske snabbare vid finare struktur. Upprepa normaliseringarna och se hurpass mycket snabbare fronten rör sig över bladet.

Man brukar ju höra att gamla smeder litade till färgen då de skulle härda. Jag tror att de egentligen tittade efter hur färgen *såg ut* och betedde sig, inte vilken kulör den hadde.
Kanske.