Differentialwärmebehandlung

Differentialwärmebehandlung, auch bekannt als selektive Wärmebehandlung oder lokale Wärmebehandlung, ist eine Technik in der Metallurgie und Schwertherstellung, bei der verschiedene Metallbereiche gehärtet und weicher gemacht werden, indem Unterschiede in der Härte erzeugt werden. Neben der Verwendung von kohlenstoffreichem Stahl ist die unterschiedliche Wärmebehandlung einer der Gründe, warum traditionelle japanische Schwerter Schwertern aus anderen Gründen überlegen sind.

Die Grundlagen der differentiellen Wärmebehandlung

Das Ziel der unterschiedlichen Wärmebehandlung ist es, eine Seite eines Schwertes außergewöhnlich stark zu machen, während die gegenüberliegende Seite etwas flexibel bleibt. Nicht alle Schwerter benötigen eine unterschiedliche Wärmebehandlung. Tatsächlich können einige Schwerter – insbesondere zweischneidige Schwerter – unter dieser Technik leiden. Das japanische Katana und andere einschneidige Schwerter mit gebogener Klinge werden jedoch mit Sicherheit von einer unterschiedlichen Wärmebehandlung profitieren.

Bei der Herstellung eines traditionellen japanischen Katanas kann der Schwertschmied das Metall ein Dutzend Mal oder öfter falten. Dies ermöglicht einen starken inneren Kern mit einem etwas schwachen äußeren Kern. Als nächstes bedeckt der Schwertschmied die Klinge jedoch mit Ton, indem er eine dünne Schicht auf die Schneide und eine dickere Schicht auf die gegenüberliegende Schicht (den Rücken) aufträgt. Nachdem der Schwertschmied den Ton aufgetragen hat, erhitzt er das Schwert und löscht es in Wasser oder Öl.

Aufgrund des Tonunterschieds – die Schneide hat eine dünnere Schicht – kühlt die Schneide schneller ab als die gegenüberliegende Schneide. Das Ergebnis ist eine starke Schneide, die schweren Schlägen standhalten kann, während der Rest der Klinge flexibel und biegsam bleibt.

Differenzielles Härten vs. Anlassen

Die unterschiedliche Wärmebehandlung wird typischerweise auf eine von zwei Arten durchgeführt: differenzielles Härten oder differenzielles Anlassen. Beim differentiellen Härten wird das Metall gleichmäßig erhitzt und dann mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abgekühlt, wodurch ein Teil des Metalls in Martensit umgewandelt wird, während der Rest zu einem weicheren Perlit wird.

Differenzielles Anlassen hingegen beinhaltet das Erhitzen des Metalls und das anschließende Abschrecken des gesamten Metalls, wodurch alles in Martensit umgewandelt wird. Bestimmte Teile des Metalls werden dann auf eine deutlich niedrigere Temperatur erhitzt, um die entsprechenden Bereiche zu erweichen.

Bedeutung der Wassertemperatur

Das Abschrecken des Schwertes mit Wasser der richtigen Temperatur ist entscheidend für die unterschiedliche Härtung. Wenn das Wasser zu kalt ist, kühlt das Schwert zu schnell ab, was die Festigkeit des fertigen Produkts beeinträchtigen kann. Wenn das Wasser zu warm ist, kühlt es langsamer (oder gar nicht) ab, was auch seine Stärke beeinträchtigen kann. Der "Sweet Spot" für die Härte eines Schwertes liegt normalerweise bei HRc58–60 (Rockwell-Härte).

Bildnachweis: Rad kosmisch