Can we make sharper and more durable swords today than ancient samurai swords?
Oh ja, zweifellos. Der Stahl in Samurai-Schwertern ist nicht wirklich gut.
Um es ganz klar zu sagen: Nach modernen Maßstäben sind alle "legendären" Stahlsorten schlecht. Vom Damaszenerstahl bis zum Tamahagane in Samuraischwertern.
Wir haben Metall, das nach dem traditionellen Tatara-Verfahren hergestellt wurde, mit Hilfe der Materialwissenschaft untersucht. Bei verschiedenen Untersuchungen haben wir festgestellt, dass der Bereich der scharfen Klinge eines Samurai-Schwerts fast die gleiche Festigkeit und Härte aufweist wie ein moderner Kohlenstoffstahl[1].
Dabei handelt es sich nicht um die gesamte Klinge, sondern nur um die hochgehärtete Schneide. Der Rest des Schwertes besteht aus einem weicheren, schwächeren Metall. Und "Kohlenstoffstahl" ist keine Seltenheit - es handelt sich um eine sehr breite Klasse von Baustählen, die in allen Bereichen von Gebäuden bis hin zu Autos verwendet werden. So gut wie jedes Handwerkzeug, das Sie besitzen, ist aus besserem Stahl gefertigt als ein Samuraischwert.
Das allgemeine Design "härtere Schneide, schwächerer Kern", das Samuraischwerter verwenden, ist beabsichtigt und verbessert die Haltbarkeit der Klinge, aber nur bis zu einem gewissen Grad. Wir können eine einfache Klinge aus einer Hochleistungslegierung herstellen, die stärker ist, ohne dass eine komplizierte Verarbeitung erforderlich ist.
Wir können also eindeutig stärkere Klingen herstellen als die traditionellen japanischen Techniken. Aber können wir auch Klingen herstellen, die schärfer sind?
Auch das ist möglich.
Dies ist ein Bild der Kante einer flachgeschliffenen Klinge unter einem Rasterelektronenmikroskop:
Sehen Sie, dass die Kante weniger als 2 μm breit ist? Nun, aufgrund der Art und Weise, wie ein Samurai-Schwert geschmiedet wird, hat das Metall viele harte Stellen oder Einschlüsse, die größer sind als diese:
Diese Stellen erschweren es, dem Schwert nach modernen Standards eine gute Schneide zu geben - sie sind härter als der Stahl um sie herum, und wenn man die Klinge schärft oder abzieht, stehen sie aus der Schneide heraus.
Die Verwendung eines moderneren Stahls, der gleichmäßiger ist, bedeutet, dass man die Klinge physisch feiner schärfen kann. Da der Stahl stärker und härter ist, kann er auch aggressivere Verjüngungen aufweisen. Ein ziemlich extremer Vergleich ist dieses 3D-gedruckte Messer, das ich hergestellt habe. Der Kunststoff war aufgrund der schieren Größe der Kunststoffmoleküle, die sich verknäueln und dem Abrieb widerstehen, schwer zu schärfen. Eine Schneide mit einer aggressiveren Verjüngung war sehr zerbrechlich, ein wenig unscharf und würde schnell stumpf werden:
Aber um auf die Metallklingen zurückzukommen: Es gibt noch andere Probleme mit dem traditionellen japanischen Stahl. Was die Haltbarkeit betrifft, so führen Einschlüsse zu so genannten "Spannungskonzentrationen" im Metall, die im Allgemeinen zu einer schnelleren Ermüdung führen. Zur Veranschaulichung: Wenn Sie eine Büroklammer hin und her biegen, entsteht an der Biegung eine "Spannungskonzentration".
Die Japaner waren jedoch genial und fanden heraus, wie man durch sorgfältige Abschrecktechniken innere Spannungen erzeugen kann, die diese Ermüdungserscheinungen zurückdrängen - eine Idee, die dem "Spannbeton" sehr ähnlich ist, den wir heute im Hightech-Bau verwenden.
Aber selbst mit einer unglaublich ausgeklügelten Werkstofftechnik ist eine moderne Legierung zweifellos haltbarer.
Ganz zu schweigen von den exotischeren Materialien wie Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen, bei denen Metalle mit ultrastarken Fasern wie Kohlenstoff und Silizium verstärkt werden.
Sie können ziemlich unglaubliche Eigenschaften haben - man nimmt an, dass Damaszenerstahl seine Festigkeit durch die zufällige Bildung von sehr kurzen Kohlenstoff-Nanoröhrchen erhalten hat.
Aber auch hier gilt, dass ein sorgfältiger Schmiedeprozess, bei dem Kohlenstoff-Nanoröhren entstanden sein könnten, nur ungefähr so gut ist wie ein moderner kohlenstoffreicher Stahl aus einem industriellen Verfahren.
Wir sind astronomisch besser darin, Stahl herzustellen, als wir es früher waren.
Fußnoten
[1] https://www.omicsonline.org/open-access/mechanical-properties-of-samurai-swords-carbon-steel-made-using-atraditional-steelmaking-technology-tatara-2169-0022-1000162.php?aid=44746