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日本刀の熱処理の基礎とは?

日本刀は奈良時代に誕生したと言われていて、中国から刀鍛冶がやってきて刀の製造が発展したそうです。

その後熱処理技術が発展したのは日清戦争がきっかけで、イギリスから軍艦などを輸入した際にいろいろな技術を習得したと言われています。

近年紡績や自動車などの部品製造に対し進歩し、今では日本の技術は海外に匹敵するほどレベルアップされています。

いろいろなプロセスによって強靭で切れ味の良いものに仕上げること可能です。

 

良く切れ折れずに曲がらないという特徴があります

日本刀の素材は玉鋼(たまはがね)と呼ばれていて、良質の砂鉄などを木炭で低温還元するという日本古くからある「たたら製鉄方法」を利用して作られた鋼です。

炭素以外の不純物や脆さなどの原因である硫黄やリンなどを含んでおらず、かなり純度の高い鋼になります。

玉鋼に古い鉄を混ぜながら鍛えて地鉄にする仕組みです。

刃の部分には炭素の含量が多かったり硬いものを組み合わせ、芯の部分には炭素含量が少なかったり軟らかいものを組み合わせ違う硬度の地鉄を製造していきます。

このプロセスによって強靭な刃物を作成することが可能です。

刃の部分は強く焼入れされていて、焼きの入らない地鉄部分との境界が刃文として模様のように現れます。

焼入れする場合、刀を加熱し赤めた後で水に入れ急冷します。

このプロセスから鋼の組織がオーステナイトからマルテンサイトに変えることが可能です。

これをマルテンサイト変態と言い、このマルテンサイトは非常に硬くよく切れる特徴があります。

しかし脆いという特性があるので、刃の部分に強く焼き入れし、焼戻しを行い靭性を生みだすのです。

これらのプロセスによって良く切れたり、折れずに曲がらないという刃物を製造することができます。

独特の反りは焼入れから生まれたものだと言われていて、鋼はマルテンサイト変態に従って体積を増し、刃側が伸びて全体的に反りが生まれるのです。

この反りができるプロセスにおいて強い圧縮応力が保持されることになり、内部応力が切る時に刀にプラスされる力を相殺し折れを予防することができます。

 

焼入れや焼戻しなどのいろいろな種類があります

日本刀を製造するのに熱処理は不可欠で、いろいろな名称やプロセスがあります。

例えば焼入れは金属を特定の高温状態から急に冷却する処理です。

焼戻しは焼入れした組織を変態や析出などを進行させ、安定的な組織に近づけます。

特定の性質や状態を与えるため適切な温度に熱し、急に冷却する処理になります。

焼入焼戻しは鉄鋼製品をAc3やAc1点以上の温度に加熱した後、急冷(焼入れ)し焼入れによる脆性を改善したり、硬さを調節することが可能です。

靱性を増加するためAc1点以下の温度に熱した後で冷却する焼戻し処理もあります。

焼なましは金属の機械的性質などを変化させることが可能です。

残留応力を除去したり硬さを低減することができ、延性や被削性を向上することができます。

冷間加工性を改善したり結晶組織を調整することができ、化学組成の均一化などを行うために処理することがあります。

焼ならしは前加工の影響などを除去することができ、結晶粒を微細化することが可能です。

機械的性質を改善するため適切な温度に熱した後で空気中において冷却します。

まとめると焼入れは鋼を硬くする方法で、焼戻しは鋼を粘くする処理になります。

焼入焼戻しは焼入れで鋼を硬くし、焼なましは鋼を軟らかくすることが可能です。

焼ならしは鋼を強くする処理と言えるでしょう。

 

世界中で美術品として扱われています

世界にはいろいろな刀があり、例えば中国には「青龍刀」と呼ばれているものがあり特徴的な反りがあります。

単一材料で製造しているので、鎬造りのような構造ではありません。

インドにもいろいろな刀剣があり、日本のものに良く似た地紋が現れているものもあります。

しかし繊細な地紋はあまりなく、西洋の刀の場合ほとんどが両刃タイプで、鉄鉱石を溶解し製造された鋼だけを使ったものです。

装飾は豪華ですが鋭い切れ味だったり、強靭さなどはそれほど施されていません。

日本の刀は第二次世界大戦後、武装解除の関係で没収対象となった歴史がありました。

滅亡の危機を迎えましたが、伝統的な方法で作られた刀であると証明された場合は手続きを経ると所有することが可能になったのです。

ただの武器ではなく、中には国宝に指定されているものもあります。

現在では文化財として取り扱われていて、貴重な工芸品としても認知されています。

日本刀は昔から道具はもちろん、美術品として取り扱われており神器とも言えるものがあるでしょう。

世界中に愛好者がいて、幅広い世代の人から愛されていて中には収集している人もいます。

 

日本刀の素材は玉鋼で、「たたら製鉄方法」で作られました。

いろいろな熱処理があり、焼入れは鋼を硬くすることができ、焼戻しは鋼を粘くすることが可能です。

刀はただの武器ではなく国宝に指定されているものもあります。

貴重な工芸品として認知されており、美術品や神器として管理されている貴重なものもあります。

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