Wootz teräs

Wootz teräs (Crucible Steel, Upokasteräs)

Wootz teräksellä tarkoitetaan upokasteräs menetelmällä valmistettua terässeosta.

Upokasterästä alettiin valmistaa noin 600BC Intian alueella. Upokasterästä tehtiin sulattamalla rautaa ja hiiltä pienessä saviruukussa (crucible), jolloin aineiden yhdistyessä muodostui luonnollisesti terässeos. Myöhemmin (n. 600-700 luvulla) upokasterästä tehtiin jo teollisemmassa mittakaavassa mm. pakistanin alueella. Tällä menetelmällä valmistettua terästä kutsuttiin eri nimillä, mm. Wootz, Ukku, Hinduwani.

Sulatuksen jälkeen saviruukusta saatiin kimpale terässeosta, jonka annettiin jäähtyä hitaasti.
Hitaan jäähtymisen asiosta tähän seokseen muodostui ns. dendriittejä, eräänlaisia puumaisesti haaroittuneita kiteitä, sekä raaka-aineissa mukana olleiden seosaineiden (vanadiini, molybdeeni jne.) mikroseostumista.

Taottaessa edellä mainitulla tavalla valmistetusta seoksesta terää, voitiin varovaisella taonnalla säilyttää seoksessa jäljet dendriiteistä ja seosaineiden mikroseostumisesta. Tämän jälkeen valmiiin terän pinta käsiteltiin syövyttävällä aineella, jolloin dendriittien jäljet tulivat paremmin seoksesta esiin, ja terään saatiin näyttävä kuviollinen teräkuvio.

Edellä mainitulla tavalla valmistetut, kuviollisen terän omaavat teräaseet olivat haluttuja, koska tämä kuviollinen terä oli myös ominaisuuksiltaan erittäin hyvä. Terä oli kova, mutta samalla myös joustava, ja tämän kuviollisen terän omaavat teräaseet tunnettiinkin ympäri mailmaa parhaana mahdollisena teräaseina useita satoja vuosia. Nämä teräaseet olivat haluttuja varsinkin Euroopan alueella, koska alueella työskennelleet sepät eivät osanneet vastaavaa kuviota teriin valmistaa (korkea hiili terässeokset olivat tuntemattomia eurooppalaisille sepille 1700-luvulle asti).

Nykyään alkuperäisen mukaisen Wootz teräksen tekotapaa ei enää täysin tunneta. Täysin vastaavaa terästä ei ole onnistuttu luomaan, ja onkin mahdollista että alkuperäiseen Wootz teräkseen käytetty raaka-aine on aikaan loppunut, jonka jälkeen tämän terässeoksen valmistus entisen kaltaisena on katkennut.

Tätä terästä siis kutsuttiin eri alueella eri nimillä, kuten edellä on mainittu, Wootz, Ukku, Hinduwani.
Lännessä tätä upokasterässeoksesta alettiin kutsua myös nimellä Damascus teräs (tai Damascus sanan eri muunnoksilla).

Sitä missä vaiheessa Damascus nimeä alettiin tästä seoksesta käyttää ei ole tiedossa.

Damaskoksen (Damascus) alue oli tunnettu miekkojen tuotannosta ja ristiretkien ansiosta Eurooppalaisilla oli varsin hyvät kontaktit alueeseen. Alueella ilmeisesti valmistettiin myös tästä mm. Pakistanin alueella valmistetusta ja Damaskokseen tuodusta terässeoksesta teräaseita, joten seoksesta valmistetut kuvioidut teräaseet yhdistettiin Eurooppalaisten toimesta Damaskoksen alueeseen, ja tällöin Damascus teräs nimen käyttö sai mahdollisesti alkunsa (täyttä varmuutta nimen alkuperään ei historia kuitenkaan tunne). Tässä Syyriassa sijaitsevassa Damaskoksen kaupungissa tätä Wootz terästä ei kutenkaan valmistettu, vaan teräs, jos sitä alueella käytettiin, tuotiin muualta.

Muutamaa sataa vuotta myöhemmin, Intiassa alettiin valmistaa teräsesineitä, mm. aseiden piippuja sulattamalla ja takomalla yhteen hiilimäärältään erilaisia terässeoksia. Tällä tekniikalla sepät saivat piippuihin muodostettua erilaisia kuvioita manipuloimalla vääntelemällä jne. luomaansa terässeosta.

Myöhemmin tämä sama tekniikka kopioitiin eurooppaan ja Euroopassa valmistettiin tällä menetelmällä teräaseita jo yli 200v sitten. Tällä tekniikalla valmistettua terässeosta alettiin kutsua Euroopassa Damascus teräs nimellä jo yli 200v sitten.

Samoihin aikoihin, Europpalaiset teräksen maahantuojat taas kutsuivat Etelä-Intiasta tuotua terässeosta, josta kuvioituja teriä voitiin valmistaa, Wootz teräs nimellä.

Seosten nimien käyttö on ollut siis osittain sekavaa. Upokas terästä (Wootz) alettiin kutsua Damascus teräkseksi ja myös eri teräs seoksista yhdistämällä muodostettua seosta kutsuttiin Damascus teräkseksi.

 
Nykyään Damascus teräs nimellä tarkoitetaan nimenomaan sulattamalla ja takomalla (pattern welding tai forge welding) yhdistetyistä erilaisista terässeoksista muodostettua terässeosta ja Wootz teräksestä puhuttaessa tarkoitetaan upokasteräs menetelmällä valmistettua terässeosta.

Wootz teräksestä valmistettuja teriä saatetaan kuitenkin kutsua myös Damascus teriksi. Nimityksien käyttö on siis edelleen osittain sekavaa, mutta virhettä ei voi tehdä kutsumalla kummallakaan menetelmällä tehtyä terää Damascus teräksi.

- E-Knife© 2016

Teräaseita myynnissä:
E-Knife Huuto.net

http://e-knife.blogspot.fi/
http://www.eknife.weebly.com
Facebook

Damascus teräs (Damascus Steel):

Damascus teräs on kerroksittainen, eri teräksistä valmistettu terässeos, josta saadaan esiin hienoja kuvioita käsittelemällä seoksen pinta syövyttävällä aineella.

Damascus teräs nimen käyttö on osittain sekavaa (katso myös Wootz teräs) ja sitä on käytty eri menetelmillä valmistetuista kuvioteräksistä.

Damascus teräksestä valmistetuiksi markkinoiduilla esineillä tarkoitetaan käytännössä nykyään kaikkia kuvioteräksisen terän omaavia teräaseita tai mitä tahansa muita esineitä.

Käytännössä nykyään puhuttaessa Damascus teräksestä tarkoitetaan kuitenkin sulattamalla ja takomalla (pattern welding / forge welding) yhdistetyistä erilaisista terässeoksista muodostettua monikerroksista terässeosta.

Tästä seoksesta voidaan teränvalmistuksen yhteydessä manipuloimalla ja kerrostamalla metallia eri tavoin, muodostaa erilaisia kuvioita terään.

Damascus terällä varustettu veitsi

Terässeoksien valinnalla voidaan vaikuttaa kuvioiden erottuvuuteen.
Esim. yhdistämällä 1095 ja 1050 hiiliteräkset, saadaan aikaiseksi varsi hillitty kuviointi.

Jos kuviosta halutaan erottuvampi.Yhdistää voidaan myös esim. korkeahiilinen teräs kuten 1080, ja nikkeli teräs kuten 15N20.

Koska damascus terissä voidaan käyttää useita erilaisia materiaaleja, ei eri valmistajien tai seppien terien ominaisuuksia välttämättä pysty mitenkään vertaamaan.

Myynnissä näkee usein erittäin edullisia Damascus veitsiä, mutta näissä on todennäköisesti käytetty erittäin huonosti käyttökelpoiseen terään sopivia materiaaleja (paljon nikkeliä tms.), mutta kuvio näissä voi olla erittäin erottuva!

- E-Knife© 2016



Teräaseita myynnissä:E-Knife Huuto.net

http://e-knife.blogspot.fi/
http://www.eknife.weebly.com
Facebook

Veitsi Teräkset – Osa 2, terässeosten ominaisuudet

Käytännössä terien eri terässeoksilla haetaan seuraavia ominaisuuksia.

Kovuus (hardness):
Kovuudella tarkoitetaan terän kykyä vastustaa ulkoisista voimista johtuvaa muodonmuutosta (naarmuuntuminen, kuluminen, kuoppaantuminen jne.)

Terissä kovuutta mitataan pääasiassa Rockwellin C skaalalla. Kovuudesta käytetään lyhennystä HRC.
Terien kovuus on pääasiassa väillä 49-67HRC.

HRC 49 kovuudella oleva terä on varsin pehmeä, HRC 67 kovuudella terä on erittäin kova.
Suurin osa teristä sijoittuu näiden kovuuksien väliin. Oikea kovuus valitaan käyttötarkoituksen ja haluttujen ominaisuuksien mukaan. Liian pehmeä terä menettää muotoaan ja ei pidä terävyyttä lainkaan, liian kova terä taas lohkeaa tai katkeaa helposti.

Sitkeys (toughness):
Sitkeydellä tarkoitetaan terän kykyä vastustaa ulkoisista voimista johtuvia vaurioita, kuten murtumat ja lohkeamiset. Sitkeys myös kuvaa terän kykyä taipua ilman murtumista.
Käytännössä terän sitkeys pienenee kovuuden kasvaessa.

Kulutuksen kestävyys (wear resistance):
Kulutuksen kestävyydellä tarkoitetaan terän kykyä kestää hankaavaa ja tarttuvaa kulutusta.
Kulutuksen kestävyys periaatteessa kasvaa kovuuden kasvaessa, mutta on myös paljolti riippuvainen terässeoksesta.

Ruostumisen kestävyys (rust resistance):
Ruostumisen kestävyydellä tarkoitetaan terän kykyä kestää korroosiota, kuten ruostuminen.

Terävyyden säilyvyys (Edge Retention):
Terän säilyvyydella tarkoitetaan terän kykyä säilyttää terävyytensä käytössä.

Osaa edellämainituista ominaisuuksista on vaikea mitata, ja mittaustapoja on useita eri valmistajien keskuudessa.

Muuttamalla terän materiaalia ja lämpökäsittelyä voidaan  edellä mainittuja ominaisuuksia muuttaa, ja siten hakea parasta terää kuhunkin käyttö kohteeseen. Materiaali valinnalla voidaan vaikuttaa myös terän fyysisiin mittoihin, valitsemalla parempi materiaali huonomman sijasta, voidaan terästä tehdä ohuempi ja kevyempi, ominaisuuksien säilyessä samana tai jopa muuttuessa paremmaksi.

Yleensä terän valinta on kuitenkin aina kompromissi. Jos halutaan hyvää kulutuksen kestävyyttä, terän kovuutta käytännössä lisätään. Liian kovassa terässä on taas ongelmana heikentynyt sitkeys, joka taas voi aiheuttaa terän katkeamisen tai lohkeamisen terän osuessa johonkin kovaan tai esim. vääntämisen yhteydessä.

Sitkeää terää taas voidaan taivuttaa ilman pelkoa hajoamisesta, mutta tällöin taas kulutuksen kestävyys on pienentynyt.

Jos terältä taas halutaan korroosion kestoa esim. kosteisiin ja suolaisiin ympäristöihin, joudutaan materiaali valitsemaan terän kulutuksen ja terän pysyvyyden kustannuksella.

Käytössä on myös eri materiaaleista kerrostettuja tai seostettuja teriä, joissain esim. terän keskiosa on kovaa terässeosta ja reunat pehmeämpää ja sitkeämpää tai vaikka ruostumatonta seosta. Näillä rakenteilla pyritään saavuttamaan ominaisuuksia, joihin ei yhdellä materiaalilla päästä.
Näillä seos rakenteilla voi olla tavoitteena myös vain hienon ulkonäön saavuttaminen.

Luonnollisesti materiaalin valinnassa tehdään kompromissi usein myös kustannusten takia.

Käytännössä teräseokset jaetaan muutamaan luokkaan ominaisuuksiensa mukaan.

Hiiliteräkset (Carbon steel):
Hiiliteräksisellä terällä voidaan saavuttaa korkea kovuus ja erinomainen sitkeys.
Hiiliteräksiset terät voidaan teroittaa todella teräviksi ja hiiliterästä valmistetut terät ovat myös yleensä suhteellisen helppoja teroittaa. Heikkouksena hiiliteräksillä on huonompi kulutuksen ja varsinkin ruostumisen kestävyys.

Hiiliteräksen ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa paljon hiilen määrällä. Käytännössä terissä käytettävissä hiiliteräksissä on hiiltä 0.35 - 1.6%.  Kun terältä vaaditaan erittäin hyvää sitkeyttä, pidetään hiilen määrä alhaisena (ja myös terän kovuus alhaisena). Haettaessa parempia leikkuuominaisuuksia, käytetään korkeampia hiilipitoisuuksia (hiiltä yli 0,8%, ja suurempaa kovuutta).

Ruostumattomat teräkset (stainless steel):
Ruostumaton teräs on terässeos johon lisätty kromia parantamaan ruostumattomuutta (täyttääkseen ruostumattoman teräksen määritelmän,  täytyy seoksessa olla vähintään 13% kromia).
Ruostumattomuus saavutetaan sitkeyden kustannuksella, eli ruostumattomat terät lohkeavat ja katkeavat helpommin kuin hiiliteräksiset. Varsinkin pitkissä terissä katkeamisen mahdollisuus on otettava huomioon. Huom. Kaikki teräkset ruostuvat, eli myös ruostumaton teräs ruostuu, mutta ei niin helposti kuin hiiliteräs.

Työkaluteräkset (tool steel):
Nimitystä käytetään teräaseiden valmistajien toimesta varsin vaihtelevasti ja sekaisin eri terässeoksista (aina hiiliteräksistä ruostumattomiin teräksiin), mutta käytännössä tarkoitetaan seosta joka soveltuu hyvin työkalukäyttöön. Työkaluteräkset ovat kovia, kulutuksen kestäviä ja pitävät teränsä myös kuumana paremmin kuin muut seokset. Työkalu teräksissä on hiiltä 0.7 – 1.5% seoksesta. 
Työkalu teräs on jonkinverran alttiimpi ruostumiselle kuin ruostumaton teräs, mutta ei kuitenkaan ruostu yhtä helposti kuin hiiliteräs.

Jousiteräkset (Sring steel):
Jousiteräs on nimitys joukolle terässeoksia joita on käytetty varsinkin autojen lehtijousien valmistuksessa.
Nimensä mukaisesti jousi teräs ”joustaa” eli palautuu muotoonsa huomattavastakin taivutuksesta.
Jousiteräs on periaatteessa hiili-matala kromi seoksinen teräs, (esim 5160) tai sitkeä korkeahiili teräksinen seos.  Jousiteräksiä käytetään esim. miekoissa ja machete/kukri veisissä tai isoissa selviytymisveitsissä.

Kirurgiteräkset (Surgical steel):
Kirurgiteräs nimitystä käytetään veitsi valmistajien toimesta (lähinnä markkinointi kikkana) kuvaamaan lähes mitä tahansa ruostumatonta terästä. Näin ollen termin käyttö on varsin merkityksetön. Käytännössä valmistajan käyttäessä tätä termiä, terän materiaalin voidaan olettaa olevan jopa huononpaa kuin 420 ruostumaton teräs on veitsi käytössä.

Käytännössä oikea ”kirurgi teräs” kuten 18-8 ruostumaton on käytössä nimensä mukaisesti joissain sairaala työkaluissa, mutta käytönnössä materiaali on sopimaton veitsi käyttöön terän pysymättömyyden ja teroittamattomuutensa ansiosta.

- E-Knife© 2016

Teräaseita myynnissä:
E-Knife Huuto.net
 
http://e-knife.blogspot.fi/
http://www.eknife.weebly.com
Facebook

Veitsi Teräkset - Osa 1

Terän omaavaa teräasetta tai työkalua (veitset, puukot, miekat, kirveet, monitoimityökalut jne.) hankkiessa ei voi olla törmäämättä lukemattomiin eri terän materiaali vaihtoehtoihin. On ruostumattomasta teräksestä valmistettuja teriä, työkalu teräksestä valmistettuja teriä, hiiliteräksisiä teriä jne.

Mitä eroa näillä eri vaihtoehdoilla sitten on? Mikä on paras materiaali, mikä on huonoin? Mikä materiaali sopii mihinkin käyttötarkoitukseen tai olosuhteeseen?

Helppoa vastausta siihen, mikä terän materiaali on kulloinkin paras, on käytännössä mahdotonta antaa.
Terän ja sen materiaalin sopivuus käyttöön riippuu monesta asiasta, kuten esimerkiksi käyttöolosuhteista, käyttötarkoituksesta, terän fyysisestä koosta, terän profiilista ja luonnollisesti terässeoksen valmistus menetelmästä ja terän lämpökäsittelystä.

Oikealla terän/materiaalin valinnalla voidaan valita sopivimmat ominaisuudet omaan käyttöön.
Jos mahdollista, valitse terä aina käyttötarkoituksen ja olosuhteiden mukaan.

Mitä on sitten teräs? Teräs on käytännössä yleisnimi kaikille pääasiassa raudasta koostuville metalliseoksille, joissa on hiiltä alle 1,7%. Pelkkä rauta ei ominaisuuksiensa puolesta sovellu teriin, tästä syystä siihen lisätään erilaisia seosaineita haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi.

Teräksen ominaisuudet riippuvat teräksen rakenteesta, eli terässeoksessa olevan hiilen ja eri seosaineiden määristä ja keskinäisistä suhteista, sekä myös seoksen valmistusmenetelmistä. 

Yleisimpiä seosaineita teräaseissa käytettävissä seoksissa ovat esim. kromi, molybdeeni, nikkeli, vanadium, koboltti, mangaani, pii ja volframi. Kaikilla näillä seosaineilla on oma merkityksensä haettaessa terässeokselta haluttuja ominaisuuksia.

Edellä mainitun lisäksi teräksen, ja terän ominaisuudet riippuvat myös huomattavasti lämpökäsittelystä. Voidaan kärjistetysti sanoa, että huono teräs, joka on lämpökäsitelty oikein, on parempi vaihtoehto, kuin hyvä teräs huonolla lämpökäsittelyllä.

Eri valmistajien keskuudessa voi olla suuriakin eroja saman teräksen lämpökäsittelyssä, näin ollen jonkin valmistajan terä voi olla huomattavasti parempi ominaisuuksiltaan, kuin toisen valmistajan terä, kaikkien
muiden ominaisuuksien ja terässeoksen ollessa samoja.

Em. syistä johtuen terässeosten vertailu voi olla osittain haastavaa tai jopa mahdotonta.

Samasta materiaalista saadaan lämpökäsittelyllä esiin erilaisia ominaisuuksia, ja eivätkä valmistajat välttämättä edes kerro miten heidän teränsä on käsitelty tai edes tarkasti ilmoita käytettyä teräslaatua.

- E-Knife© 2016

Teräaseita myynnissä:E-Knife Huuto.net

http://e-knife.blogspot.fi/
http://www.eknife.weebly.com
Facebook

Tästä se lähtee

Terve,

Joidenkin julkaisukanavien rajoittuneisuuden takia E-Knife avasi tämän blogin.

Tarkoituksena olisi kirjoitella tänne aika ajoin juttuja kaikesta mahdollisesta teräaseisiin liittyvästä ja selkeällä  Suomen kielellä. Mitä kaikkea blogiin sitten ilmestyy, se jää nähtäväksi, tietoa teräaseista, materiaaleista, historiasta tms?

Tämä blogi voisi mahdollisesti joskus olla paikka, josta alan harrastajat löytävät keskitetysti tietoa alaan liittyvistä asioista. Tietenkin, jos lukijoita ei ole, voi blogin sisältö jäädä aika vähäiseksi.

Suomessa ei oikein ole mitään alan asioihin keskittynyttä sivustoa tai lehteä, ehkäpä tästä voisi sellainen syntyä?

Tulevissa teksteissä voi olla virheitä, väärin ymmärryksiä ja muuta vastaavaa. Eli älä pidä kaikkea täältä lukemaasi absoluuttisena totuutena.

Teräaseita myynnissä:
E-Knife Huuto.net
http://e-knife.blogspot.fi/
http://www.eknife.weebly.com
Facebook