Cómo los maestros japoneses convierten la arena en espadas
-Este es un vídeo. sobre cómo se fabrican las espadas japonesas, espadas que son fuertes suficiente y lo suficientemente agudo para cortar una bala por la mitad. El acceso que obtuvimos para este vídeo es increíble. Pudimos filmar todo. de recoger la arena de hierro a fundir el hierro, a forjar la espada, para afilarlo y pulirlo.
Incluso nos dejaron usarlo. – [Petr] ¡Eso es genial! – [Derek] El método de hacer estas espadas ha permanecido virtualmente sin cambios durante cientos de años, con todo hecho a mano. Todavía se consideran estar entre los mejores del mundo. – Los japoneses fabricaron un arma. ese fue el pináculo absoluto por su estilo de guerra y los materiales que tenían a mano.
– Estas espadas se sostienen en tan alta estima ese del siglo 16 ha sido valorado en 105 millones de dólares, haciéndolo lo más espada más cara jamás construida. (la espada golpea) (música dramática) (ruidos del río) En la provincia de Shimane de Japón hay una fundicion que esta encendida por solo una noche cada año donde se fabrica acero en el de la misma manera que hace 1300 años.
Se conoce como el método Tatara, y sólo el acero fabricado de esta manera termina en las mejores espadas japonesas. Y nos invitaron a venir a filmarlo. (música de batería y flauta) Poco después de las 9:00 a. m., el se dicen oraciones ceremoniales y el fuego lo enciende un sacerdote sintoísta. Todos los que estarán trabajando.
esta fundición estará aquí durante al menos las próximas 24 horas. Esto incluye al productor de Veritasium, Petr. – Estoy comprometido. Vamos a hacer esto. Será divertido. – [Derek] Fabricación de espadas en Japón se remonta a unos 3000 años, pero en aquellos días, espadas estaban hechos de bronce. No estamos seguros de cómo la gente Aprendí por primera vez a fundir metal.
pero probablemente estaba relacionado con la cerámica. – En eso estabas usando estos remos de roca. para hacer esmaltes y similares para cerámica bajo atmósferas muy controladas. Y luego encontrar tal vez el alfareros encontraron cuentas metálicas en el fondo de los hornos que lo estaban disparando. Posiblemente esto les dio la idea.
– [Derek] El bronce era descubierto antes que el acero porque es una aleación de cobre y generalmente estaño, ambos metales con puntos de fusión suficientemente bajos que se pueden fundir en hornos alfareros normales. El problema del bronce es que aunque se puede afilar, Es demasiado blando para sostener un borde por mucho tiempo.
Entonces los fabricantes de espadas japoneses pasó al acero hace 1200 años en el periodo Heian. Esto es lo que la mayoría de la gente reconocería. como una espada japonesa. Está fabricado en acero con hoja curva. El acero es una aleación de hierro, el cuarto más común elemento en la corteza terrestre. Los océanos del mundo utilizados.
ser rico en hierro disuelto. Pero hace dos mil quinientos millones de años, comenzaron las cianobacterias fotosintetizar y crear oxígeno. El hierro reaccionó con ese oxígeno. precipitando de la solución para ser depositado en el fondo del océano. Por cierto, las cianobacterias fueron envenenados por el oxigeno que ellos mismos produjeron entonces se piensa que cuando los niveles subieron lo suficiente, murieron, y como Como resultado, los niveles de oxígeno cayeron y hierro ya no precipitado de la solución.
Entonces las cianobacterias podría multiplicarse de nuevo y el ciclo se repitió. Por eso la mayoría de los habitantes del mundo El hierro se encuentra en capas. de roca sedimentaria llamada formaciones de hierro en bandas. Cada capa de hierro se formó durante un florecimiento global de cianobacterias que infundió oxígeno al océano.
La mayor parte del suministro mundial de hierro proviene de estas formaciones de bandas de hierro debido a su alto concentración de hierro, hasta aproximadamente un 60% en peso de óxido de hierro. (música suave) Pero Japón, con su geología principalmente volcánica, apenas tiene ninguno de estos Óxidos de hierro sedimentarios.
Y probablemente esta sea la razón el pais llego tarde al juego de la producción de acero. Los arqueólogos han encontrado artefactos de acero en Anatolia, que es la Turquía actual, que tienen casi 4.000 años. Pero en Japón, los metales, incluido el acero, Fueron importados de China y Corea. hasta el siglo octavo cuando Japón empezó a fabricar su propio acero.
Entonces, ¿de dónde sacaron las materias primas? Bueno, rocas ígneas. como granito y diorita todavía contiene óxidos de hierro, sólo que en concentraciones mucho más bajas. Pero a medida que las montañas se desgastan, estos óxidos de hierro se rompen separados y arrastrados río abajo. Con el tiempo pasan a formar parte de la arena.
Los japoneses se dieron cuenta eso porque los óxidos de hierro son más densos que otros minerales en la arena, se acumulan en lugares donde el río cambia dirección o velocidad. El hierro más pesado se hunde hasta el fondo. y el material más ligero se elimina con el lavado. Para amplificar este efecto, ellos crearon deliberadamente desvíos en el río para aumentar la concentración de hierro.
– ¿Qué haces? represa en una sección del río y luego le echas arena. Porque el hierro es más pesado que las otras partes de la arena, es lo que queda atrás y todo lo demás es arrastrado río abajo. – [Derek] Con este método, puedes conseguir arenas de hierro con un 80% en peso de óxidos de hierro. eso esta mas concentrado que el mineral de hierro de alta calidad.
Y como tiene menos impurezas, es una excelente fuente para acero de alta calidad.Si calientas esos óxidos de hierro a más de 1.250 grados centígrados, puedes romper los lazos con oxígeno y obtener hierro puro. Pero el hierro puro es en realidad Más suave que el bronce. Así, en su estado elemental, el hierro no proporciona ninguna ventaja.
Pero la naturaleza le dio a los humanos un golpe de suerte. Una de las pocas maneras en que puede calentar algo a 1.250 grados es con carbón vegetal, y el carbón vegetal es básicamente carbono puro, y si le agregas solo un poquito un poco de carbono en hierro, crea una increíble aleación fuerte: acero. – Sí, mucha gente.
Véalo como un proceso de calor. Lo veo como un proceso químico. – [Derek] Las aleaciones suelen ser más fuerte que los metales puros porque contienen átomos de diferentes tamaños, y esto reduce la capacidad de los átomos deslizarse uno sobre el otro cuando se aplica una fuerza externa. – Entonces me acaban de dar guantes.
otros guantes y una toalla. Así que las cosas se están volviendo muy reales. Estoy realmente bastante preocupado. (música seria) Aquí está la habitación con todo el carbón. que vamos a usar durante la noche. Sólo hay bolsas y bolsas de estas cosas. (sonajeros de carbón) (la llama crepita) Hay un dicho budista: “Antes de la iluminación, cortar leña, llevar agua.
Después de la iluminación, cortar leña, llevar agua.” Entonces nos estamos alineando en el cuatro esquinas, supongo. (sonajeros de carbón) Ah. Oh chico. No hice un gran trabajo con eso. (risas) (trueno retumba) Entonces viene la lluvia, así que estamos obteniendo rápidamente todo el carbón afuera y luego medirlo.
Entonces cada bolsa de estas son 10 kilos. Bueno. (música seria) Entonces con la arena de hierro, se mezcla con agua porque si no lo mezclas con agua y lo pones al fuego, simplemente vuela hacia arriba. Pero si lo mezclas con demasiada agua, entonces hay agua que se va a calentar. Se convertirá en vapor de agua.
y todo el horno podría explotar. Lo que resulta aterrador es que lo hacen mediante el tacto. Se mezclan en suficiente agua. hasta que la arena de hierro quede grumosa. Pero repito, si es demasiado, todo podría explotar. Bien, pon un poco de hierro. Son poco más de las cuatro de la tarde, y en las últimas horas Hemos añadido 250 kilogramos de carbón.
y casi 60 kilogramos de arena de hierro. Así que sí, es un proceso lento. pero creo que estamos empezando a llegar a alguna parte. No tengo idea porque obviamente la cosa esta escondida, pero debería estar creciendo. – [Derek] Para alcanzar las altas temperaturas. necesario para fabricar acero, necesitas un fuerte, suministro constante de oxígeno.
Durante cientos de años, esto fue proporcionado por enorme fuelles accionados con el pie. Habría sido necesario un esfuerzo de todo el cuerpo las 24 horas del día por muchos hombres para mantener la temperatura del horno. – Cuando vine aquí, Estaba un poco triste porque los fuelles eran eléctricos. Tenía muchas ganas, ya sabes, tener esta experiencia adecuada, tener este entrenamiento adecuado de pisar estos fuelles durante 24 horas.
(música seria) – [Derek] La temperatura dentro de la fundicion alcanza los 1500 grados centígrados, justo debajo del punto de fusión de hierro, que es 1538 Celsius. Entonces el hierro que se funde no es líquido, pero es lo suficientemente suave y maleable agruparse en un gran bloque de hierro. No importa lo alto calidad que tiene la arena de hierro, siempre habrá algunas impurezas, como azufre, fósforo, y óxidos de silicio.
Se combinan con el carbono del carbón. y se funde a una temperatura más baja que el hierro, para que se vuelvan liquidos y fluir hacia el fondo. Esto se conoce como escoria. Después de muchas más horas de agregando carbón y arena de hierro, es hora de la primera eliminación de la escoria. Antes de la primera eliminación de escoria, se dice otra oración.
(los trabajadores siderúrgicos aplauden) – Oh, eso es una locura. (la escoria chisporrotea) (música seria) (golpe de martillo) Vaya. Entonces, durante las últimas tres horas, ha habido tres procesos que hemos estado haciendo. Uno va añadiendo el carbón, dos es agregar la arena de hierro, y tres se están abriendo la fundición desde abajo para romper las impurezas para que puedan fluir.
(palas raspan) Sólo quiero que sepan que son las 3:16 de la mañana y todavía estoy aquí y tengo mucho sueño. (música tenue) Entonces son las seis en punto. por la mañana del día siguiente. Llevamos 21 horas fundiendo. Estoy agotado, pero el el sol está a punto de salir y ha sido bonito Increíble, debo ser honesto.
Tenemos que cerrar estas puertas muy rápido. antes de que se enojen conmigo. – [Derek] A las 9:00 a. m. de la mañana siguiente, la fundición está completa. Un total de 614 kilogramos de arena de hierro y 670 kilogramos de carbón fueron añadidos a la fundición. En este punto, en una fundición tradicional, la única manera de sacar el acero Sería romperlo.
Hoy en día se utiliza una grúa. para desarmar la fundición. – [Petr] Oh, vaya, está bien. ¡Oh! – [Derek] ¿Y lo que queda por hacer? mostrar por todo ese trabajo duro es un bloque de 100 kilogramos de acero, hierro y escoria. Sólo alrededor de un tercio de esto El bloque es de calidad suficientemente alta. para ser utilizado en la fabricación de espadas.
(la grúa zumba y hace ruidos metálicos) – Oh, eso es una locura. Eso es genial. El resultado de todo el duro trabajo. Este es el paso uno de hacer una espada japonesa. (música tenue) – [Derek] El acero está clasificado. por calidad y contenido de carbono, que también se hace a ojo, de hecho, este es uno delos exámenes que necesitas para aprobar estar certificado como herrero de espadas.
Luego, los diferentes grados de acero se envían a uno de los 300 herreros alrededor del país. Sólo 30 lo hacen como trabajo de tiempo completo, y uno de ellos es Akihara Kokaji, a quién fuimos a visitar a continuación. Aquí es cuando la forja Comienza la espada. En un horno de carbón con fuelle bombeado manualmente, El acero se calienta hasta es suave y maleable.
Luego usando martillos, el maestro espadachín aplana el acero. En los viejos tiempos, esto habría sido hecho por el herrero y tres aprendices. El herrero usando un más pequeño martillo, marcaría el ritmo y los aprendices usarían grandes mazos para aplanar el acero. (golpe de martillos) (Petr gruñe) – Woo. Eso fue aterrador.
– [Derek] Estos días, Se utilizan martillos eléctricos. Cuando el acero es lo suficientemente plano, luego se dobla sobre sí mismo, (el fuego crepita) y luego se vuelve a martillar para presionar el acero hacia atrás juntos formando un bloque sólido. (música suave) Entonces, ¿por qué ir a todo esto? esfuerzo aplanando el acero, sólo para doblarlo sobre sí mismo y terminar con un trozo de ¿Acero del mismo tamaño que antes? Bueno, porque doblar no dos cosas muy importantes.
Primero, esparce las impurezas. como el silicio, el azufre y el fósforo. Los extiende por todo el acero. Esto asegura una consistencia uniforme. sin puntos débiles. En segundo lugar, le da veta al acero. Después de doblar la espada, ahora esta reforzado en la dirección que será alcanzado en combate, y como beneficio adicional, el acero está expuesto al aire.
Entonces hay una pequeña cantidad de oxidación creando un acero de color más oscuro, que cuando se pliega hace hermosos patrones. Hay algunas espadas que Tienen más de mil millones de capas. Ahora esto no significa la espada. ha sido doblado mil millones de veces ya que cada pliegue se duplica el número de capas, entonces solo necesitas alrededor de 30 Se pliega para obtener mil millones de capas.
Pero normalmente una espada es doblado de 10 a 13 veces, dando como resultado unos pocos mil capas de acero. Ahora bien, una espada no está hecha de un solo bloque de acero. El contenido de carbono afecta qué tan duro es el acero. Porcentajes de carbono tan diferentes Se utilizan en diferentes partes de la hoja.
Porque los átomos de carbono son mucho más pequeño que los átomos de hierro, pueden caber dentro del red cristalina de hierro. Estos átomos de carbono atrapados Luego aplique una fuerza hacia afuera a la red. poniendo el acero bajo tensión. Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono, cuanto más duro y rígido es el acero.
Pero esta dureza tiene un costo. El acero se vuelve quebradizo, haciendo que sea más probable que se astille y romperse en lugar de doblarse. Entonces, ¿qué hacen los herreros? ¿Usan acero con? diferentes contenidos de carbono para diferentes partes de la hoja. El borde es siempre de acero con alto contenido de carbono.
para hacerlo duro y rígido para que pueda mantener una nitidez borde durante mucho tiempo. Pero la columna vertebral suele ser hecho de acero con bajo contenido de carbono, que permite la espada flexionarse sin romperse. Esto se hace soldando juntas piezas de acero con diferentes contenidos de carbono. – Entonces tenemos un descanso de unos 15 minutos.
porque sabes que se necesita un rato para la plancha calentarse y luego fusionarse, y luego volvemos allí. Hace mucho calor. es Hace mucho, mucho calor allí. Es algo increíble que él puede hacer esto por cuatro horas seguidas. – [Derek] Después de la espada está martillado para darle forma, que es una hoja recta, está cubierto por una capa de arcilla, una capa gruesa para la columna vertebral, y una fina capa para la propia hoja.
Luego se calienta en el horno. y luego se enfría rápidamente en agua, un proceso conocido como enfriamiento. Ahora bien, porque las capas de arcilla tienen diferentes espesores, la velocidad de enfriamiento es más rápida para el borde que para el lomo. Cuando el acero se calienta, el carbono entra en la red de hierro, y desde la columna vertebral del La espada está cubierta de arcilla espesa, se enfriará lentamente, dando tiempo al carbono átomos abandonen la matriz de hierro.
Esto conducirá a una situación muy acero con bajo contenido de carbono llamado ferrita, pero los átomos de carbono que han salido de la matriz será atrapado por otros átomos de hierro y creó un tipo de acero conocido como cementita. La combinación de ferrita y cementita. se conoce como perlita, y es mayormente suave y forma dúctil del acero, aunque algunas partes son duro debido a la cementita.
Entonces per light forma el lomo de la espada. En cambio, los muy delgados capa de arcilla en la hoja significa que se enfría muy rápidamente, por lo que hay más carbono atrapado en la red. Esto fuerza la estructura reticular cambiar de cúbico a tetragonal