Кроме того богатые лесные ресурсы гор оборачиваются хорошим источником древесного угля необходимого для производства железа. Тамахогане в Изумо производиться с помощью "метот производства стали Татара" ставшего хорошо известным благодаря фильму "Принцесса Мононоке". Тамахогане из Изумо очень качественное и распространяется по всей Японии как сталь для режущего инструмента в том числе и для самурайских мечей. До периода Эдо 80% стали в Японии было из Изумо. Когда же современные сталелитейные технологии выплавляющие сталь из железной руды в доменных печах пришли Японию, распространенные повсеместно "татара кузницы" очень быстро исчезли. Однако тамахогоне в Изумо просуществовало до начала 1900 годов. Hitachi Metals поглотившая Unpaku Steel Company унаследовала процесс вакоу использующий песок "Маса" используя и по сей день преимущества географического положения.
Однако производство Ясуго не стояло на месте и разработало аналогичные татара безкислородные методы производства стали и безиспользования древесного угля. Кроме того они разработали множество современных методов сталеплавления. Например ЭлектроШлаковаяПереплавка (Electro-Slag Remelting) была изобретена в СССР (сейчас это Украина) во время Холодной Войны. С его помощью можно производить сталь мелкой структуры (fine solidification structure of steel) без использования вакумного процесса. Ясуго вторыми после СССР и первыми в Западном мире стали использовать этот метод. Это было секретом и только второй случай в Японии применения этой технологии был официально объявлен. Русские конечно знали об этом факте.
Из за своего высокого качества стали ясуки сейчас считаетюся лучшеми для ножей, автомобилестроения, бритвенных лезвий, лопаток реактивных турбин и металлообрабатывающих инструментов. ATS-34, SLD (D2) считается самыми лучшими для элитных ножей по всему миру. Джиманджи - одна из самых известных сталей для бритвенных лезвий.
Высокоуглеродные стали Тамахогане, Широгами, Аогами считаются лучшими для профессиональных резчиков по дереву и поваров в Японии. Они известны тем что их микроструктура улучшается со временем в процессе использования. Конечно свойчтва ножей зависят от мастера кузнеца котрый использует эту сталь для производства режущего инструмента.
Широгами (Shiro Kami- белая бумага) -белая сталь или Ясуки №1
C 1-1.2% Si 0.1-0.2% Mn 0.2-0.3%
Аогами (Ao Kami - голубая бумага) - голубая сталь или Ясуки №2
C 1-1.2% Si 0.1-0.2% Mn 0.2-0.3% Cr 0.2-0.5% W 1-1.5%
Обычно закаляются до 62-64HRC
Голубая сталь легче в термообработке - японские мастера смотрят на цвет раскаленной стали, определяя таким образом температуру, и с голубой сложнее ошибиться, поскольку границы какого то там температурного диапазона шире.
Татара метод - 15 тонн железного песка и 15 тонн древесного угля загружают в глиняную печь и жгут три дня и три ночи. Потом ломают печь и изымают Керу - огромный слиток стали весом около 2.5 тонн, получающейся на дне перчи. Остывшую Керу разбивают на куски, которые потом разделяют на три сорта Тамахагане, Букера и Керазуки и пр. Букера и Керазуми идут на изготовление ножей, инструментов и сельскохозяйственного инвентаря и требуют термообработки и повторной закалки.
Татара метод использовался повсеместно с эры Эдо вплоть до начала эры Меиджи и более 80% стали в Японии производилось в округе Чугоку. Во время эры Меиджи в Японию из-за рубежа пришли современные более эффективные методы производства стали и Татара метод из-за своей неэффективности резко потерял популярность и совсем исчез в эру Таишо.
Производиться сталь стала компанией основанной в Ясуги Сити с использованием современных технологий. Сейчас она известна в Японии и за рубежом как сталь Ясуки.
Однако поскольку только тамахагане может использоваться для изготовления настоящих самурайских мечей и эта сталь может быть произведена только с помощью Татар метода - Татар производство и печи былы восстановлено в 1977 году в городе Ёкота Японской Ассоциацией Сохранения Искусства и Мечей. С тех времен всего по несколько раз в год выплавляется сталь по этой методике.
Сейчас все высококачественные стали получают с помощью различных способов рафинирования. Наиболее часто используют электрошлаковый переплав и различные способы вакуумного переплава (ВД, ВИ...). Для лучшей дегазации применяют продувку аргоном. Для лучшего удаления серы и фосфора (а в некоторых случаях и углерода) используют кислородное рафинирование. Наиболее высококачественные стали выплавляют, используя несколко методов одновременно или последовательно.
При одинаковом формальном составе стали, сталь разных плавок может заметно отличатся по свойствам. Причиной тому могут стать различные примеси, иногда ОЧЕНЬ заметно влияющие на состояние границ зерен (например 0.002% Sb или Bi могут сделать из стали стекло) и применяемые модификаторы.
Первичный размер зерна и распределение карбидов зависят от состава стали, ее модифицирования и условий охлаждения слитка (температура заливки, масса и размеры слитка, характер формы).
Именно поэтому высококачественные стали отливают в слитки малой массы, что обеспечивает лучшую первичную структуру стали. Хотя, при выборе оптимального размера слитка надо иметь в виду её дальнейшую судьбу - то есть, на какой профиль сталь будет прокатана.
То есть на свойства стали в прокате влияют как первоначальная структура стали, так и степень деформации (и разумеется, ее зарактер) и разумеется, ТО.
И, если размер зерна стали как правило формируется в результате окончательной ТО (при последней закалке), хотя, в той или иной степени наследуется первоначальная структура, то с распределением карбидов все намного сложнее. Его можно улучшить термообработкой (в зависимости от типа карбида можно применять разные методы) и используя пластическую деформацию. Самый радикальный способ - использование методов порошковой металлургии.
Химический состав стали определяет ее потенциал быть исключительным лезвием - насколько этот потенциал реализуется зависит исключительно от термической обработки. Без закалки это не сталь а сплав. Прекрасная сталь, но незакаленная - мягкая как обычное железо; или перекаленная сталь подобна стеклу чрезвычайно острая но хрупкая и колется при малейших нагрузках. Например сталь AUS-8 заточку не держит при закалке до твердости менее 56 Роквела, очень хороша при 57 Роквела и совсем хрупка при 60 Роквела. Иногда можно прочитать про тот или иной оригинальный способ закалки. Это скорее всего реликт кустарного производства - "секрет" передаваемый из поколения в поколение. Например англичанин Томми (не знаю реальное это имя или просто его так назвали поскольку он англичанин) более полутораста лет назад научил финнов закалять сталь в масле и они следуют этой технологии до сих пор. Дело в том что для каждой стали существует свой известный способ охлаждения: воздушный, масляный, криогенный... Это определяется природой сплава и определением лучшего способа охлаждения занимаются металлургические лаборатории, вооруженные электронными микроскопами, спектрометрами, термометрами и т.п..
Так же существуют таблицы отпуска сталей где указано до какой температуры ее разогревать после закалки, что бы получить нужную твердость по Роквелу. Поэтому мало вероятно, что используя масляную закалку для стали, которая нуждается в воздушной, можно было бы получить хороший результат. Разве что варить свою сталь - чем практически никто не занимается. Я знаю только про Роселли в Финляндии и мастеров Гильдии Оружейников в России. Они правда экспериментируют с булатом - супер высокоуглеродными сплавами, для которых, как я понял, закалка не нужна и даже вредна. Каинуун делает ножи из "серебряной стали" и закаливают в масле как научил их Томми. С другой стороны, закалка с охлаждением с помощью криогеники до -130C повышает износостойкость 440 стали приблизительно на 120%, эффективная твердость увеличивается на 10-15%.
Закалка даже на плохой стали может привести к тому, что такой клинок окажется лучше, чем клинок из лучшей стали, но с худшей по качеству закалкой. Плохая термическая обработка может привести к тому, что лезвие из нержавеющей стали потеряет свою устойчивость к коррозии, либо упругая сталь станет хрупкой, и так далее. К сожалению, из всех трех самых главных свойства лезвия (профиль клинка, тип стали и тип закалки), закалку нельзя оценить визуально. Как результат этого, на нее зачастую не обращают внимания, уделяя ее лишь форме клинка и типу стали.
Вывод 1: Таким образом сталь сама по себе не делает нож хорошим, к сожалению определить как хорошо лезвие обработано невозможно без интенсивного использования. Поэтому лучше довериться авторитетной фирме или мастеру, чем химическому составу стали.
Вывод 2: Хороший нож из полосы хорошей стали путем просто обточки получить без закалки невозможно. Более того при сильном нагреве сопутствующем обточке на станке сталь может потерять свои свойства, если она не специальная инструментальная - высокоскоростная, точнее это зависит от режима отпуска для этой стали.
Так как для изготовления клинков наиболее часто применяют инструментальные (в том числе и корозионностойкие) и близкие к ним подшипниковые и рессорно-пружинные стали, попробую остановиться на них поподробнее. При этом буду придерживаться классификации, принятой для инструментальных сталей (для сталей другого целевого назначения буду делать комментарии)
1. Углеродистые стали.
Стали типа наших У7-У16 и буржуйской 1095. Сюда же можно отнести легированные марганцем стали (в том числе и любимую многими 65Г). Весьма популярны, но, на мой взгляд, недостатков намного больше, чем плюсов. В первую очередь, хотя это многих удивит, низкая прочность и ударная вязкость (без ковки и/или термоциклической обработки). Во вторых, как это опять же не удивительно, сложность ТО - в первую очередь узкий интервал закалочных температур (особенно, для доэвтектоидных и эвтектоидных сталей) - стоит чуть перегреть - пиши пропало. В третьих - низкая износостойкость, несмотря на высокие достижимые значения получаемой твердости. Низкая закаливаемость и прокаливаемость, высокая деформация при закалке. Низкая стабильность свойств. Ржавеют опять же.. Все вышесказанное не относится к ножам Мастеров - в их исполнении углеродка может быть очень неплоха.