：0日本が世界に誇る日本刀は、鉄を鍛え、そして熱処理を施すことで鋭い切れ味を出す。なぜたたけばたたくほど、丈夫な刃物になるのか。日本刀は刀鍛冶が金槌でたたいて鍛えあげ作られるわけですが、なぜ叩く必要があるのか。 叩くことによって強くなるのかという疑問に答えています。
「鉄は炭素の量や温度で性質を変える。まるで生き物のようです」と語るのは、東京工業大学大学院理工学研究科の松尾孝教授（材料工学）だ。鉄は炭素を含む量で、鋼（はがね）と鋳鉄（ちゅうてつ）に分かれる。日本刀には鋳鉄より炭素量が少ない鋼が使われる。
某TV番組で日本刀に弾丸を当てる実験で、弾丸をまっぷたつに割れる映像が紹介されるなど、ルパンの石川五右衛門もあながち嘘じゃない(笑)ことが示されたりしています。
この日本が誇る日本刀ですが、なぜ叩いて鍛えられるのか。 形を作るだけであればそんな必要はないはずです。 叩くことと弾丸を割るほどの強さとの関係はあるのでしょうか？
日本刀には少なくとも炭素の含有量がことなる2種類の鋼が用いられ、芯にする芯鉄とそれを包む皮鉄からなります。 日本刀の刃は皮鉄と芯鉄から作られる場合には刃は皮鉄が形成することになるので、包み込む皮鉄には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込まれ日本刀の背骨となる芯には折れにくさを求め炭素含有量が少ない鉄が使われます。
これらの鉄はいずれも繰り返し、折り返され鍛えられたもので多重構造をとっているものを用いるため、強度が高くなっています。 また、叩くことによって不純物が取り除かれ、炭素の含有度を均一にするという効果もあるようです。 叩くときに飛ぶ火花は不純物だということです。 これが叩くことで強度を上げる要因のひとつです。
このように多重構造をとる2種類以上の鉄を組み合わせ、さらに叩くことによってそれらが一体化し、堅く強い切れ味と柔らかく強い衝撃にも折れることがない日本刀が生まれるというわけです。
さらに焼き入れをすることで、鉄は炭素分を失うことがないまま結晶構造をゆがめ、これがさらなる強度を生み出すということです。 鉄の結晶構造としては、面心立方格子のγ鉄から体心立方格子のα鉄に変態しています。 体心立方格子をとることで、鋼はより固くなるということです。 日本刀の製造過程は強くするためのノウハウが無駄なく詰め込まれていると言えますね。
このような工夫が鉄砲から打ち出された弾丸にも折れることなくまっぷたつにしてしまうほどの強さを生み出しているわけですね。
日本伝統の日本刀には鉄でいかに斬るかという問いに対する全ての知識が詰め込まれているといっても過言ではないかも知れません。
参考URL：
おさるの日本刀豆知識
【追記】
3段落目：「芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が多い鉄が使われます。」
という部分を
「芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が“少ない”鉄が使われます。」
に修正しました。
ゆうたさん、ご指摘ありがとうございました。
【追記】
3段落目の記述を訂正しました。
「芯にする芯鉄とそれを包む皮鉄からなります。 芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が少ない鉄が使われます。」
という部分を、
「日本刀の刃は皮鉄と芯鉄から作られる場合には刃は皮鉄が形成することになるので、包み込む皮鉄には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込まれ日本刀の背骨となる芯には折れにくさを求め炭素含有量が少ない鉄が使われます。」
と改めました。
私が芯鉄と刃鉄（皮鉄と芯鉄以外に刃のために鉄を用意する場合）を混同したために、間違った記述になっていました。
お詫びして訂正させて頂きます。
4段落目に焼き入れによる鉄の結晶構造の変化についての記述を加えました。
ほぼさん、そもそもさん、かっきーさん、KAKIMOTOさん、ご指摘ありがとうございました。
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はじまして、lastmanと申します。
日本刀にはちょっと興味があるので質問なのですが芯鉄・皮鉄ともに炭素含有量の多い鉄を使っているということなのでしょうか？
lastmna at November 22, 2005 01:18 AM＞ lastmnaさん
炭素含有量が0.02％以上2％以下の鉄を鋼というそうです。
それ以上は鋳鉄、以下だと軟鉄というようですね。
日本刀には炭素含有量の異なる複数の鋼を用いているので、炭素含有量としてはそれほどおおいものを使っているということにはならないのではないかと思います。
鋼の中でもたたらを用いて作った玉鋼というのが最高のものだとされているようですね。
詳しくは参考URLにもあげましたが、
http://www.hi-net.zaq.ne.jp/osaru/index.htm
が良い資料になるのではないかと思います。
とし at November 22, 2005 02:03 AMlastmanさんがいっているのはこの部分↓のことだと思うんですが。
>芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、
>包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が多い鉄が使われます。
正しくは、「芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が"少ない"鉄が使われます。」ではないでしょうか？
ソースのサイトによると、皮鉄には炭素含有率0.3%、芯鉄には0.8%の鋼を使っているようですね。
ついでなので、もう１つ。
参考ＵＲＬがフレームなしのページになっているので直したほうがいいと思います。
http://www.hi-net.zaq.ne.jp/osaru/index.htm
ゆうた at November 22, 2005 09:20 AM>>ゆうたさん
僕が言いたかったのはまさにその部分です。
僕の文章力がないばかりに巧く表現できませんでした、ありがとうございました。
>>としさん
くわしい解説、ありがとうございます。大変勉強になります。
自分で焼いた炭を使って鍛冶屋仕事をするのが僕の夢なんです。
lastmna at November 22, 2005 01:45 PM＞ ゆうたさん
補足ありがとうございます！
早速直しました。
＞ lastmnaさん
すみません。 こちらの読解力不足ですね。
夢を叶えられるよう、お祈りしております。
とし at November 22, 2005 03:42 PM鉄の性質が炭素含有量によって大きく変わるという点はその通りだと思うのですが、
日本刀の芯と皮鉄の炭素含有量は結果であって目的ではないのではありませんか？
炭素含有量が多い少ないはあくまで結果であって、切れ味や折れにくさを求めて
炭素含有量の多い少ない鉄を採用したとうい話しではないというように思えます。
また炭素含有量と鉄の性質だけでなく、鉄の結晶構造や、焼き入れにともらい
それらがとうなるかなど語る必要はありませんか？
読み直すと、叩くことの意味も分かってないような気がしますが....大丈夫ですか？
ぽぽ at November 23, 2005 02:21 AMそもそも、柔らかい芯鉄を硬い皮鉄で包んでいるということを理解しておられない気がします。
そもそも at November 23, 2005 02:24 PM＞ ほぼさん
たしかに、結果であると思います。
結果的にそのような構成にしたときに質の良い日本刀ができるということですね。
しかし、そうなっていることの理由という意味では性質を知る意味があると思います。
＞鉄の結晶構造や、焼き入れにともらい
＞それらがとうなるかなど語る必要はありませんか？
なるほど。
それらに関しては全く考えておりませんでした。
鉄の炭素含有量だけでは説明できない点があるわけですね。
今回のエントリに関しては、鉄の炭素含有量にだけ注目しました。
タイトルを考えると全てに置いて浅くとも概要を解説すべきであったのかも知れませんね。
＞ そもそもさん
うーん、理解できていないのでしょうか？
とし at November 23, 2005 04:45 PM「芯には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、包み込む皮鉄には折れにくさを求め炭素含有量が“少ない”鉄が使われます。」
に修正されていますが、これもちょっと違うのでは・・・。
”芯”は背骨に相当するもので、一方、”皮鉄”は文字通り外側に配置され、実際に刃となって物体を切断する部分ですから、正しくは、
「皮鉄には切れ味を求めるために炭素含有量の多い鉄を、背骨となる芯には折れにくさを求め炭素含有量が少ない鉄が使われます。」
だと思います。外は硬く、中は柔らかくして、鋭い切れ味と、折れづらさを両立しているわけです。
かっきー at November 24, 2005 12:31 AM＞ ほぼさん
焼き入れと結晶構造に関する記述をほんの少しですが加えてみました。
＞ そもそもさん
やはり根本的なところが理解できていなかったようです。
皮鉄は完全に芯鉄をくるんでいるわけですね。
ようやく基本的なところが解りました。
＞ かっきーさん
訂正させて頂きました。
みなさん、貴重なご指摘をいただき本当にありがとうございました。
今後はより良いエントリを皆さんにご提供できるよう注意したいと思います。
これからもよろしくお願い致します。
とし at November 24, 2005 11:31 PM
