Revne i samuraisværd under hærdning.

Revne i samuraisværd under hærdning.

Jeg har fået et problem.

Jeg har været i gang med at smede et japansk samurai sværd til min sløjd eksamen, som foregår om en måned. Sværdet består af 5400 lag bestående af kulstofstål med 0.7% og 0.9 % kulstof samt en smule nikkelstål. Der er lagt en kile af blødt stål med lavt kulstofindhold ca. 0.2 %, ind i ryggen af sværdet. Alt i alt er processen gået fint.

Billede – hele klingen

Men for et par dage siden da jeg hærdede klingen i vand, kom der et ordentligt knald under nedkølingen. Jeg kunne se at der på den ene side af klingen var en bule, det lignede en luftlomme. På den anden side var der kommet en revne parallelt med klingen med klingen på ca. 4 cm.

Billede – Parallel revnen

Det jeg tror der er sket er, at der har været en fejl i min esse svejsning mellem det bløde kærnestål og det ydre lag af kulstofstål. Så under opvarmningen til hærdning har luften udvidet sig og stålet er begyndt at bule ud. Da trykket var blevet for stort har luften skulle finde en vej ud og har bevæget sig langs kærnestålet og har presset sig ud på den modsatte side af klingen.

Billede – tværsnit.

Grundet tidspres, kunne jeg ikke starte forfra, så jeg besluttet at fortsætte, håbe på at fejlene ville udjævne sig lidt, efter klingen var slebet til endelig form. Så det næste jeg gjorte, var at rette klingen op, da den havde stået sig en smule under hærdningen. Normalt skulle det ikke være noget problem at rette et sådanne sværd op, da kærnestålet aftager meget af det stres der kommer i det hærdede kulstofstål når man bøjer det. Det var heller ikke noget problem, indtil jeg kom til det sted på klingen hvor luftboblen er. Der kom et lille knald og en revne lige ned igennem boblen.

Billede – revne i boble

Mit spørgsmål er:

Er der nogle der har en ide til hvordan jeg kan afhjælpe de revner, så jeg kan have sværdet med til min eksamen om en måned?

Jeg har selv tænkt at man kunne esse svejse revnerne, og muligvis essesvejse noget ekstra stål over revner bagefter, da jeg har lidt stål tilbage med 5400 lag, men jeg ved det ikke?

Er der nogle der ved hvordan jeg ligger billeder op, så der kan komme billeder til teksten oven over?

Her er billederne:-)

[attachment=2:3k6z3n49]<!-- ia2 -->DSC01137.JPG<!-- ia2 -->[/attachment:3k6z3n49][attachment=3:3k6z3n49]<!-- ia3 -->DSC01132.JPG<!-- ia3 -->[/attachment:3k6z3n49][attachment=1:3k6z3n49]<!-- ia1 -->DSC01141.JPG<!-- ia1 -->[/attachment:3k6z3n49][attachment=0:3k6z3n49]<!-- ia0 -->DSC01138.JPG<!-- ia0 -->[/attachment:3k6z3n49]

Smärtsamt att se blåsa och spricka.

Beroende på var på klingan skadan skett, kanske du kunde kapa/korta så att det räcker till en Tanto?
Då kan du åtminstone redovisa alla processerna med samma ämne utan att behöva smida om från början.

När "oturen" är framme så här kan man bland ha tur i oturen och få kvar en användbar stump. Ibland. Sällan...

Annars är det nog bara att jobba övertid och sätta igång igen från början...

Smärtsamt, men kanske lärorikt?

Tycker jag det ser ut som om det yttre stålet (det med kol i) har krympt kring kärnan.

Nu minns jag ej teorin här men det sker ju en förstoring och krympning under härdningen (uppvärmning/avsvalning) som belastar stålet rejält. Nu är väl det härdade större än det ohärdade i kallt tillstånd men det tvärtom i varmt tillstånd (spetsen går ner när varm och upp när kall) ???

Använde du någon form av lera som skyddade ryggen? Ser inte ut som det på bilderna. Om man använder lera på ryggen så lär man skydda den från viss belastning eftersom både uppvärmning och avsvalning sker med mindre stress/tempo. Däremot är det lätt att få sprickor i eggen men då tvärs eggen, inte längs eggen.

Peter kan nog redogöra mer korrekt för teorin här

Tråkigt....
De bara och göra nytt...
Det syns som slaginnerslutningar...så det går ej att rätta...Tyvärr...

JA, det må man sige det er meget lærerigt.

Men jeg vil godt nok være ked af at skulle til at skære den over. Jeg tror jeg vil normalisere klingen og prøve at essesvejse den. hvis det ikke løkkes, så bliver den til en Tonto, desværre

Men klingen er blevet lerhærdet, så derfor kan jeg kun komme frem til at det må være en fejl i min esse svejsning tidligere i processen.
[attachment=0:11vytvj4]<!-- ia0 -->40 timers_billeder 056.jpg<!-- ia0 -->[/attachment:11vytvj4]

Satt leran kvar när klingan kom upp ur vattnet?? Om du filar på ryggen (eller på sidan under leran) är den ohärdad där?

Ser inte ur som vällsläpp i mina ögon. Vällproblemen ser man ju oxså ofta före härdning. När man etsar så brukar de krypa fram....

Nej, leret sad ikke fast på klingen da sværdet kom op af vandet. Men det er tydelig at sværdet er mest hærdet ved æggen og blødere jo længere man nærner sig ryggen. Så klingen er uhærdet der. Men jeg havde forventet at leret sad bedre fast, det var som om det faldt af klingen så snart jeg puttede klingen i vandet. Jeg har tidligere lerhærdet en tanto hvor leret blev sidende på klingen. Men den er jo også noget kortere, og vil ikke blive udsat for nær det samme tres, som et sværd i fuld længde.

Det er ganske almindelig pejsemørtel jeg har brugt, er der noget som mere elastisk, som bedre kan tåle de bevægelser der sker under nedkølingen?

Om leran lossnar fläckvis (t ex på ena sidan men inte andra) så lär stressen öka väldigt. Det märker jag då de kan bli krokiga som attans av det.

Den där sprickan tvärs klingan kanske är pga av att leran lossnat på ena sidan men inte andra. Var den krokig på det stället??

Hur kallt var vattnet när du härdade?

Det jag använt är Casco pannkitt. För extra säkerhet virar du ståltråd runt klingan utanpå pannkittet efter att det torkat (dagen efter du satte på det).

[attachment=0:15l4g9dh]<!-- ia0 -->pannkitt.jpg<!-- ia0 -->[/attachment:15l4g9dh]

När jag ser hur klingan spruckit är jag ganska övertygad att det är en vällning som inte tagit ordentligt. Det är förmodligen en dold luftblåsa mitt i fogen. Om vällningen tog runt om ända ut i kanten, kan du inte se det när du filar: det ser ut som om klingämnet är helt solitt, utan falerande fogar. När du sedan hettar upp klingan igen expanderar luften i blåsan. Detta gör att stålet kyls mycket ojämnt i vattnet: det tunna skicktet i blåsans vägg kan kylas katastrofalt snabbt med sprickor som följd.

Det ser ut som om du filat klingan. Det är en bra yta för leran att fästa vid. Se bara till att filriktningen är *längs med* klingan. Det verkar som om du filat i vinkel mot eggen. Det kan ge sprickanvisningar när du härdar. Nu var det inte det som var anledningen till blåsa och spricka i detta fall, men det kan ändå vara bra att tänka på tills nästa gång.

Skall bli intressant att se hur härdlinjen ser ut när du polerar en del av klingan. Det kan finnas en fin hamon och det vore ändå en viss tröst kanske?

Med "vällsläpp" men ni då att som en konsekvens av en underliggande dålig vällning (kärnan mot mantel) så har sprickor uppstått?? Det man ser är ju knappast vällfogar som gått upp, då det (väl) t ex. inte finns några vällfogar tvärs klingan ???

Är vi överens om att sprickorna i sig själv inte är vällsläpp (två fogade/vällda ytor som lämnat varandra i sin ursprungliga fog)??

Jag tror fortfarande på typ "termiskt chock"* (ej blåsan inräknat) som huvudanledning till sprickorna.


* krympning/expansion ojämn över ytan/längden och mellan ingående material.

Jag rätt övertygad om att det är en ofullständig vällning som ligger bakom: ett innre dolt fel. Sprickan som går tvärs över klingan är ett resultat av ojämn/för snabb kylning under härdningen (den tunna väggen på blåsan kyls nog betydligt snabbare än resten). Sprickan på andra sidan som går längs eggen är förmodligen ett resultat av delaminering mellan två skickt i det vällda stålet- Det kan också mycket väl vara ett resultat av spänningar som följd av att blåsan expanderar under uppvärmningen vid härdning, samt ojämnheter i kylningshastigheten. Sprickan som går i klingans längdrikting behöver egentligen inte vara en ofullständig vällning. Kanske fogen gav vika som ett kombinerat reultat av att vara svagaste punkten (övertryck från blåsan), samt gränsen mellan zoner med olika kylhastighet. Det ser dessutom ut som om sprickan som går tvärs över blåsan har en ojämn och kornig kant. Det skulle kunna tyda på en grovkornig struktur. Antingen beror det på att normaliseringen inte var tillräckligt väl genomförd, eller så är det resultat av lokal överhettning under austenitiseringen (kan vara lätt hänt med en tunn vägg i en blåsa).
En kombination av spänningar, grovkornighet och "temperaturchock"/ojämn kylning alltså.

Dåliga vällningar som når ut i kant kan man ju ibland (om man har tur?) se då man filar, antingen som ljusa eller mörka linjer. Om man istället har en blåsa är det inte säkert att den ger sig till känna under slipning och filning. Den borde ha synts/märkts under smidningen, men det är ju mänskligt möjligt att missa sådant. Särskillt om klingämnet är tjockare under smidningen (och därför inte lika lätt ger efter) än efter filning då det skall härdas. Ett tunnare "skal" kan då plötsligt ge vika för expanderande luft inuti blåsan.

Det är vad jag tror, om jag får spekulera.

Som Peter så venligt nævnte tidligere, så har det været en lærerig proces.
Der er igen tvivl om at når jeg kigger tilbage, er der helt klart at der er nogle ting jeg vil gøre anderledes næste gang, for at undgå de problemer jeg er havnet i. For det første vil jeg ændre den måde hvorpå jeg har lagt kærnestålet i på. Dette billede viser hvordan jeg gjorde ved denne klinge.
[attachment=1:x5wu24kb]<!-- ia1 -->kærnestål.JPG<!-- ia1 -->[/attachment:x5wu24kb]
Jeg syntes at denne metode var problematisk da man både skal sørge for at essesvejse stålet sammen på siderne og i radiusen på samme tid.
Næste gang vil jeg i stedet prøve at svejse barren sammen af 4 stykker. Først svejse kærnestålet og ægstål sammen, dernæst esse svejse sider på. Jeg tror dette er meget nemmere at kontrolere, dernæst er muligheden også for at man kan have forskelligt kulstofindhold, så kulstoffet er lavere på sidestålet og højere på ægstålet.
[attachment=0:x5wu24kb]<!-- ia0 -->skitse.JPG<!-- ia0 -->[/attachment:x5wu24kb]

Det næste jeg vil gøre og som kom meget bag på mig da jeg svejsede klingen, er at sørge for at stålet bliver ekstra opvarmet op når man esse svejser stål med lavt kulstofinhold. Jeg var godt klar over at det var nødvendigt, men ikke hvor meget.

Det sidste, men ikke mindst, er varmebehandling af stålet. Jeg syntes jeg har været meget omhyggelig og opmærksom, både da jeg normaliserede og hærdede klingen. Men der jo ingen tvivl om at jo flere gange man prøver ting, jo bedre bliver man til det.