Sivun näyttöjä yhteensä

25. lokakuuta 2008

Kuinka teräs karaistui



(Minäkin olen sitä mieltä, että poliisiylijohtaja ja opetusministeri voisivat soveltaa nollatoleranssia suhteessa maan väestön geenijakaumaan. Harvemmin näkee niin paljon faktoina esiteltyjä vääriä arvauksia kuin tuosta asiasta lehdissä kirjoitettaessa. Harvaan asuttu Itä-Suomi…? Antrean seudulla oli mannerjään vetäytymisen alkuvaiheessa todellinen aikakauden suihkuseurapiirien kuohuva kohtauspaikka jne.)

Tämä on ikävystyttävä lisälehti useita vuosikymmeniä sitten ilmestyneeseen kirjaani ”Puukot”. Siinä esittämäni kuvaus teräksen käsittelystä näyttää virheelliseltä ja riittämättömältä.

Ensimmäinen epätarkkuus on sana ”teräs”.

”Rauta” on alkuaine ja sanalla tarkoitetaan yleensä suhteellisen puhdasta rautaa. ”Valurauta” toisaalta sisältää hiiltä jopa neljä prosenttia. Puhe on painosta. Hiilen ominaispaino on 1-2, raudan 7,8. Hiiltä on siis tilavuudesta todella paljon. ”Takorauta” on suhteellisen puhdasta; siinä on mukana lasia muistuttavia kuonasta muodostuvia osasia. Takorautaa ei valmisteta enää kaupallisesti ja sanalla tarkoitetaan puheessa suhteellisen pehmeä (meltoa) terästä.

Takoraudan suuri monumentti on Eiffel-torni. Sen valmistuessa Yhdysvalloissa oli jo siirrytty teräsrakenteisiin. (Teräkselle muuten tapahtuu pahoja kohtuullisessakin kuumuudessa – se lommahtaa luokille. Siksi ainakin New Yorkissa kaikista elokuvista tutut mutkikkaat paloportaat olivat kauan pakollisia.)

”Teräs” tarkoittaa rautaa, jossa on säännelty määrä (tavallisimmin alle yksi prosentti) hiiltä. Esimerkiksi puukon terä on useimmiten hiiliterästä. Ruostumaton teräs on seos, jossa on 10 tilavuusprosenttia kromia. Ruostumattomia teräksiä, työkaluteräksiä (”porateräs”) ja suurilujuusteräksiä on ainakin muutamia satoja lajeja ja laatuja, joissa seos, käsittely, karkaisu, pinnoitus ja eräät muut tekijät vaihtelevat.

Teräkseen liittyy erittäin suuri määrä myyttejä, jotka ovat melkein kaikki perättömiä.

Teräksen valmistamisen kynnys oli historiallisesti riittävä kuumuus. Läpimurto-oivallus eli innovaatio oli hiilen sekoittaminen rautaan. Sulamispiste laskee 1500 asteesta alimmillaan 1100 asteeseen, ja tämän voi tavoittaa suhteellisen alkeellisin välinein polttamalla koksia tai puuhiiltä.

Takomalla uudelleen kuumennetusta metallista poistetaan epäpuhtauksia, kuten muita metalleja, ja ennen kaikkea hiiltä. Taottaessa raudan pinnassa on happikerros, ja kun aihio käännetään kerran toisensa jälkeen kahtia (kuten joulutorttua kaulittaessa), oksidipintoja muodostuu paljon – satoja. Happi reagoi hiilen kanssa muodostamalla häkää (hiilimonoksidia), ja tulos on takorautaa.

Jotta tarpeellinen kovuus tavoitettaisiin, juuri poistettua hiiltä on jälleen lisättävä. Aikoinaan se tehtiin työntämällä aihio palaviin hiiliin. Jäähdyttämällä aihio nopeasti se karkaistiin. Kemiallinen prosessi on suhteellisen mutkikas. Erään perimätiedon mukaan karkaisunesteeseen oli lisättävä punatukkaisen pojan virtsaa.

Uskomatonta kyllä virtsan typpiyhdisteet ovat hyödyllisiä. Niitä käytetään edelleen teräksen valmistuksessa.

Puukoissa karkaisua seuraa päästäminen – kuumentaminen ja hidas jäähdytys.

Menetelmä on kuin integrointia tai kuin juopon palailua kotiin rännikujaa – hanke menee jatkuvasti yli suuntaan tai toiseen, ja vaatii korjauksen, joka vuorostaan on liiallinen.

Miekat ja veitset ovat tarunomaisia esineitä. Ei ihme. Valmistukseen liittyy niin paljon kokemusperäisiä ”salaisia” vaiheita.

Käytännössä vuolupuukon raaka-aineella ei ole kovin suurta merkitystä. Ruostumattomat teräkset kumminkin soveltuvat erittäin huonosti, koska ne eivät halua ottaa eivätkä pitää teräänsä.

Syyn voi todeta lähimmän nikkari verstaassa tai torilla. Ammattilaiset käyttävät aika tavallisia välineitä, koska he tietävät, että jatkuva ja taitava teroittaminen on se taika. Jos metalli on liian kovaa, teroittaminen on liian vaikeaa tai mahdotonta.

Keittiövälinepuotien ihmeteräkset lienee tarkoitettu herkkäuskoisille harrastelijoille. Omaan makuuni jopa Sabatier on liian kova. Mielestäni Anttilan 25 euron keittiöveitsisarja on pistämätön, mutta kieltämättä keittiössämme käytetään aika paljon keraamisia veitsiä (Kyocera). Kumma etteivät ne ole yleistyneet.

Haaveilen edelleen keraamisesta askarteluveitsestä. Ehkä niitä valmistetaan laimeasti, koska kovuuden puolesta (zirkoni) niillä tekisi viipaleita mm. poliisin ja armeijan luotiliivien erikoiskuiduista…

(Kuvassa Eero Saarisen St. Louisin teräsrakenne The Gateway Arch (1965), ruostumatonta terästä ja träsbetonia, 192 metriä; kuva Wikipedia)

24 kommenttia:

  1. Ruostumattomia teräksiä on myös semmoisen kiderakenteen omaavia, jotka saa niin teräviksi, ettei pidä tottumattomien antaa käyttää (esim. Wűsthofin veitset). Leathermanini terässä taas seisoo "154 cm", vaikka terän pituus on vain 6,8 cm. Teräksestä on moneksi...

    VastaaPoista
  2. Olen jonkun verran teriä takonut, mutta en ole siinä hyvä, vain parempi kuin useimmat.

    Minulla on tuolla terät valmiina kahteen lahja-aseeseen, joita hissukseen valmistelen; toisen kahvaa varten sain juuri meripihkaa, mutta muita materiaaleja joudun vielä odottelemaan. Eipä pojan poika sitä ihan heti tarvi, kun täyttää huomenna kolme viikkoa.

    Suurin ase jonka olen takonut on 12 vuotta sitten tekemäni hukari.

    Monet tuttuni, jotka ovat miekan tai puukon takoneet, ovat tehneet sen jousesta, mutta muitakin materiaaleja on käytetty. Ensimmäisen teräni tein naulasta. Se ei ollut tarkoitettu käytettäväksi, eikä näytettäväksi, vaan oli harjoitustyö.

    Sahan- tai vanhan viilan terästä voi myös tehdä kaikenlaista kivaa, jos osaa ja on kärsivällisyyttä. Minä en siihen alkaisi. Ei olisi osaamista niin pitkälle, vaikka tunnustan, että eräs näillä eväillä tehty esine oli kauneimpia mitä olen nähnyt.

    VastaaPoista
  3. Kemppinen taitaa olla askarrellut tuulivoiman patenttien parissa viime aikoina kun teräs sun muut niin mietityttävät?

    Heh. Perjantaiyön heitto vain...

    ps. kun on tarpeeksi kuumaa, niin teräskin palaa.

    VastaaPoista
  4. Ad Petja:

    Pirkkolan-Maunulan alueen asiantuntijat käyttävät Tipparellun takajousta puukkoihin. Valmiiksi hyvä ja käytössä takoutunut.

    Muinaisina aikoina (minun aikoinani) mainitsemasi viilan lisäksi hevosenkenkä oli seppiä miellyttänyt tavara.

    VastaaPoista
  5. Lyhyesti: Olen päätynyt siihen että faktoja saa tilaamalla tilastokeskuksesta, juuri sellaisia kuin tarvitaan. Tosia saa tilaamatta, ilmaiseksi, miettimällä-harkitsemalla.
    Mutta niille on niin kovin vähän käyttöä.

    hm! Harvaan asuttu Itä-Suomi… ruotsien hapatusta!

    Itse käytän täällä Ultima Thulessa, erämaan laidalla, vain mustarautaisia kaluja. Juuri kertomastasi syystä.

    VastaaPoista
  6. Hackmanin terästeollisuus Savossa syntyi, kun sahalla käytettäviä teräviiloja alettiin takoa puukoiksi.

    Itämailla muinoin oli sotavangilla kunnia päästä miekkasepän karkaisumateriaaliksi. Typpeä lisättiin teräkseen työntämällä kuuma miekka vangin läpi virtsarakon kohdalta.

    VastaaPoista
  7. JK: Erään perimätiedon mukaan karkaisunesteeseen oli lisättävä punatukkaisen pojan virtsaa.

    Tämä tieto tulee minulle uutena ja on harmittava takaisku tällaiselle entiselle punapäälle. Olisin voinut ansaita maltaita kuseskelemalla eikä olisi tarvinnut mennä vuoriosastolle rääkättäväksi.

    Olen lukenut joskus jostakin, että miekan karkaisuun käytettiin orjia. Ilmeisesti veressä on myös jonkin verran typpeä? Massatuotantoa ajatellen tällä menetelmällä on omat haittapuolensa, ainakin mitä prosessin apuaineiden saatavuuteen ja vapaaehtoisuuteen tulee. Epämiellyttäville palkollisille (servuksille) ja eläkeläisille löytyisi tässä prosessissa hyötykäyttöä. Tosin jo keisari Augustukselta kävi käsky, ettei orjaa saanut tappaa, kun se tuli vanhaksi. Onhan noita lakeja kumottu kai ennenkin.

    VastaaPoista
  8. Vielä _ _ JK: Pirkkolan-Maunulan alueen asiantuntijat..

    Asiantuntijoista muistui mieleeni pääkaupunkiseudulla vaikuttanut romukauppias, johon tutustuin osittain työasioissa. Referenssikseen hän mainitsi mm. olevansa Tattarisuon rehellisin mies, on istunut vain viisi vuotta.

    VastaaPoista
  9. "Eipä pojan poika sitä ihan heti tarvi, kun täyttää huomenna kolme viikkoa."

    Paljon onnea, Petja. Olet isoisä.

    VastaaPoista
  10. Hallituskadun ja Snellmaninkadun kulmassa olevassa rakennuksessa, oli aiemmin Yliopiston geologian laitos ja on siellä edelleen ainakin yliopistomuseo, on valurautaportaikko talon sisällä. Kuulemma erittäin paloturvaton. Jäi soimaan silmiin tuo Kemppisen maininta New Yorkin paloportaista - eivätkö ne ole terästä, miten se sopi yhteen teräksen lämpökestämättömyyteen?

    Metallin käsittely ja aseteknologia on voimakas kulttuurikuva. Miekat auroiksi ja pojat takomassa isien miekkoja ehjiksi (Nothung). Ainoa runollinen tekniikka?

    VastaaPoista
  11. Eikä ole ikävystyttävä lisälehti. Minua teräs on aina kiehtonut. Joskus yritin ymmärtää, kuinka ne rauta ja hiili tarkalleen ottaen ovat toisiinsa nähden (peräkkäin/sisäkkäin/vierekkäin?), noin atomitasolla, ja tutkinkin asiaa, mutten ole enää varma. Humanistin vahvalla eetoksella julistan kuitenkin, että seokset ovat monin tavoin runollisempia kuin yhdisteet.

    Tuohon kovan haurauteen (keraaminen veitsi) Sinä monesti palaat. Paitsi että kun nyt vilkaisen tekstiä uudestaan, ei siellä luekaan, ettei keraamista veistä pidä pudottaa lattialle. Se lukeekin jossain muualla. Tämmöisellä tarkkuudella tänään.

    "- - hanke menee jatkuvasti yli suuntaan tai toiseen, ja vaatii korjauksen, joka vuorostaan on liiallinen." Tämä kolmilauseinen on hieno sitaatti yhteyteen jos toiseenkin. Varastan sen.

    VastaaPoista
  12. Täällähän on seppiä tungokseen asti.

    Ulkoilmaseppä terästä karaisemassa ja päästämässä:

    http://www.youtube.com/watch?v=5ysKd1cswlo

    Viilasta näkyy tekevän.

    VastaaPoista
  13. Puukkomestarit tiesivät muinoin, että nelikulmaisesta venäläisestä pistimestä sai parhaan puukonterän. Ensimmäisten haravakoneiden piikit olivat myös hyvää ainesta.
    ur

    VastaaPoista
  14. Tulee mieleen vertailla teräsrunkoista rakennusta puurunkoiseen. Monelle ihmiselle on aikamoinen yllätys että puusta rakennettu talo pysyy tulipalossa paljon kauemmin pystyssä kuin teräsrunkoinen. Hiiltynyt puupalkki saattaa vielä kannattaa kattorakennelmaa kun teräs olisi ajat sitten sortunut kuumuuden vaikutuksesta.

    VastaaPoista
  15. Noin kymmenkesäisenä ostin elämäni ekaliksalla teräksisen Lapinleukun. Se tuli keräämällä käpyjä Römin ja Kutsetin hakkuuaukeilta.

    Niillä Ylä-Savon seuduilla elettiin kaiketi melko köyhästi, ainakin Rautavaara on tänään lehdissä esillä yhtenä maan köyhimmistä kunnista.

    Missä määrin tuo köyhyys johtuukaan siitä tosiasiasta, että metsien humisevat hongistot ovat olleet 1800: n lopulta lähtien melko pitkälti etelän puuyhtiöiden (Römi=Ahlström, Kutsetti=Enso) eivätkä paikallisten eläjien omistuksessa?

    Uudemman akateemisen tietouden perusteella alueelliset erot johtuvatkin geeniperimästä.

    VastaaPoista
  16. Ad Omnia: New Yorkin paloportaista. Yrittämättä toistaa kirjoista opittua rakenteessa oleva teräs, johon siis kohdistuu puristusvoimia, käyttäytyy yllättävästi mm. menemällä luokille kesken kaiken.

    Kuten Igor sanoo, puurunkoinen (piirurunkoinen) rakennus käyttäytyy tulipalossa aivan toisin.

    VastaaPoista
  17. Ad Omnia:

    J.E. Gordon, The New Science of Stropn Materials or why you don't fall through the floor s. 207 ss. the Metallic Tradition.

    Stephen L. Sass: The Substnce of Civilization, ch. 10 The Birth of Modern metals s. 176 ss., Ch. 11 Steel: Master of Them All s. 203 ss.

    Molemmissa kirjoissa on selitetty kuvan kanssa mm. molekyylien dislokaatio, joka on ydinasioita kysymyksessä elastinen / plastinen eli palaa muotoonsa / ei palaa.

    VastaaPoista
  18. Nuo orjajutut ovat kyllä melko tyhmiä. Orja oli omaisuutta ja olisi perin merkillistä jos orja tapettaisiin yhden miekanterän takia sen sijaan, että orja takoisi sitä miekanaihiota. Ei kukaan kunnon yrittäjä tuhoa tuotannontekijöitä. Noita tyhmiä juttuja on kiva levittää ja samalla herättää närkästystä, mutta fakta nyt vain on, että ei se vapaan palkollisen asemakaan mikään kehuttava ole ollut menneinä vuosisatoina. Ruoka- ja kortteeripalkalla elivät. Hetkinen. Sama "etu" mitä orjalla. Go figure.

    VastaaPoista
  19. Rienzi,

    Yliopistomuseon valurautaportaat on hankittu juuri paloturvallisuuden takia. Talo on alun perin rakennettu kemian laitoksen käyttöön. Tuolloin ei vielä ilmeisesti ollut hirveästi kokemusta siitä mitä teräkselle tapahtuu palossa. Portaan valurautaiset osat on tehty Suomessa, kun taas askelmien turkkilevyt ovat takorautaa ja ilmeisesti englantilaisia. Aikansa hitechia. Remontissa 2002 pyyhittiin pölyt ja uusittiin muutama puuttuva ruuvi.

    Amerikkalaiset paloportaat ovat ulkona, jolloin niiden kuumentaminen lommahduspisteeseen on aika hankalaa ja vaatisi melkoisen roihun kasaamisen. Samantapainen systeemi on itse asiassa vieläkin mahdollinen varaportaissa Suomessakin.

    VastaaPoista
  20. Nikolai Ostrovski: Kak zakaljalas` stal`.

    VastaaPoista
  21. Kemppinen:

    Takoraudan suuri monumentti on Eiffel-torni. Sen valmistuessa Yhdysvalloissa oli jo siirrytty teräsrakenteisiin. (Teräkselle muuten tapahtuu pahoja kohtuullisessakin kuumuudessa – se lommahtaa luokille. Siksi ainakin New Yorkissa kaikista elokuvista tutut mutkikkaat paloportaat olivat kauan pakollisia.)


    WTC-iskuja hallinnon salaliitoksi uskovat 9/11-skeptikot väittävät, että kerosiinipaloissa syntynyt kuumuus ei olisi riittänyt teräsrakenteiden pehmittämiseen.

    Yleensä he eivät ota huomioon törmäyskohtien yläpuolella levännyttä rakennusmassaa sekä sivusta rakennuksiin kohdistunutta ennakoimattoman lujaa kineettistä energiaa (="ylinopeudella" lentävät matkustajakoneet).

    VastaaPoista
  22. Norja on ajankohtainen ja niin on sekä sää, että äänestys. Tässä
    (Jussille) http://www.youtube.com/watch?v=o_HrQer6LPI&feature=related
    noin muuten vaan lauantain ratoksi (filkka pätkii vähän) whatever...

    VastaaPoista
  23. Kyläsepän pojanpoikana ja kengityssepän poikana ja vielä koneinsinöörinä, joka oli nuorena töissä rautakaivoksessa ja vanadiinitehtaalla, tekisi mieli osallistua keskusteluun.

    Mutta en kykene. Kykenisin paljon paremmin, jos tietäisin tästä vähemmän.

    VastaaPoista
  24. Harva uskoo tätä ensikuulemalta oikein:
    Veli käytti terästä polttoaineena hallin lämmityksessä. Teräslastuja. Kuulija:-Siis puulastuja ? Veli:-eiku metallia.

    Sytytti hapella mutta piti tulta yllä kompressorin ilmavirralla.

    Halliin palautettiin teräksestä se lämpöenergia mikä siihen teräkseen oli masuunissa aiemmin "syötetty".

    VastaaPoista