Kafamdan Uydurdum

[Emre Anaç]

Sevgili sanatçı dostlarım, abilerim ustalarım;



Çizim çok kabataslak oldu ama kastettiğim şeyi anlayacağınıza eminim. Katanaların yapısından ilham alarak sert ve tok özellikte iki çeliği, kılıç veya bıçak namlusu kesitinde sert bir çekirdek etrafına esnek bir kabuk olarak kaynaştırdık diyelim, burada aklıma yatan nokta şu; okçuluk ve yay yapımcılığına olan merakımdan dolayı yay kollarında kullanılan materyallerin çalışmasından yola çıkarak esneme esnasında yassı ve uzun bir parçanın en çok stres gören kısımları dış yüzeylerdir, kesitin tam ortası en az sıkışma ve çekme etkisine maruz kalır, bununla beraber parça ne kadar ince, yassı ve uzunsa o kadar esneklik gösterir.

Şimdi diyorumki elimize "iki ayrı şam çeliği"nden parça alalım, birinin sert çeliği, birinin esnek çeliği fazla verilerek yoğrulmuş olsun, sert olanı yukarıda eklediğim çizimdeki koyu olan kısıma, esnek olanı açık renkli kısıma gelecek şekilde döverek kaynatalım ve bu yapıya ulaşalım, hatta çelik seçimlerini alaşımda şam çeliğinin harelerinin görünmesini önemsemeden sırf performansa dayalı olarak yapalım. hatta bunu abartıp en ortada hepsinden daha sert ve nispeten kırılgan özellikte bir 3. (jilet inceliğinde) katman dahi darbeden ve esnemeden en az etkileneceği için performansı korkunç yükseltebilir diye kendi kendime hayal kurdum. Sizce böyle birşey mümkünmü? Mümkünse yapımı çokmu zor olur?

[Gökhan Bakla]

emre senin bahsattiğin yöntemin adı san-mai, japonlar bunu genel olarak mutfak bıçaklarında kullanıyorlar, genel olarak bu teknik kullanılarak üretilmiş pek çok bıçağa rastlanabiliyor. (resim 1)

ayrıca zaten hali hazırda katanlarda buna benzer şekillerde bir çok farklı sertlikte çelikten oluşan bir yapı var. (resim 2)

san-mai yapımı aslında normal bir damascus yapmaktan daha zor diyorlar çünkü bunda en ortaya gelecek olan sert çeliğin yüzün tam ortasına gelecek şekilde dövme işleminin yapılması gerekiyor. buda ayrı bir ustalık tabi ki. 

pek tabi ki bu işlemde kullanılıcak çeliklerin birbiri ile uyumlu olasıda şart, yoksa iyi bir netice alınamaz.

[Emre Anaç]

Bilgiler için çok sağol Gökhan usta. Düşündüğüm şey hem damascus hem san-mai tekniğini  aynı anda kullanmaktı. Düşünmesi kolay ama önemli olan yapabilmek dimi

[Emre Kipmen]

Açıkçası hepimizin bu delicesine peşinde koştuğumuz, dımışki, sanmai, wootz, bulat, damaskus vs. tüm bu çelik yapım teknikleri geçmişten gelen ve dengeli - homojen çeliğin daha bilinmediği dönemlerden gelen, tam olarak kontrollü üretilemeyen çeliklerin bıçak ve kılıç üretiminde kullanılmasına imkan veren çeşitli tekniklerdir. Bunlar pek tabii ki zamanında gelişmiş tekniklerdi ve çeşitli sorunlara cevap veriyordu.

Ancak günümüz çeliklerinin yapım tekniği tüm o çağlar boyunca bu tekniklerle ulaşılmaya çalışılmış bir noktada, hatta o noktanın çok çok üstündedir. San-mai tekniği sadece japonyada değil, tarih içinde Kuzey Avrupa'da Nordik klanların kılıç işçiliğinde "pattern welded" (dövme kaynak şam çeliği) işlerinin ağızlarında, baltalarda, Anadolu'da, Türkmenistan, Kafkasya'da zaman zaman kullanılmış bir tekniktir. Asıl amaç olarak hep söylenen sert bir ağız ve esnek gövdenin dışında gerçek neden bence yüksek karbonlu çeliğin değerli olması ve namluda tüm gövdede kullanmak yerine sadece ağızda kullanmaya yönelmesidir...

Sonuçta tüm bu kültürler aslında sadece ağızın sert olduğu yapılardaki en optimum durumun gövdenin  esnek olması (yay gibi) ama inşaat demiri gibi sünek olmasını istemezdi. Aslında bu şekilde bir kılıç yapmanın en güzel yöntemi tümü homojen yüksek sertleşebilir bir çelik kullanıp, yine tüm kılıca su vermek ancak kılıcın sırtını daha yüksek ısıda menevişleyip ağzını daha düşük ısıda menevişleyerek tüm gövdenin bir yay gibi davranması ancak ağzın jilet gibi keskin olmasını sağlamaktır. Eminim ki bu yöntem aslında en basit yöntemlerden biridir ancak bu tüm yapının o dönemlerde çok çok değerli olan japonya da "beyaz çelik", Anadolu'da "erkek çelik", günümüzdeki yüksek karbon çeliğinden oluşmasının ekonomik olmamasından çok nadiren uygulanan bir yöntemdir.

San-mai yöntemi en yaygın olarak balta yapımında tüm dünyada hala kullanılmaktadır. Özellkile balta gibi gövdesi ciddi bir şekilde dış etmenlerden etkilenmeyecek kadar kalın aletlerde günümüz için bile sadece ağızda kullanmak yerine tüm gövde için yüksek karbonlu çelik kullanmak tam anlamıyla israf olacaktır 

Ek bir bilgi: Emre Bey, aslında çok yapılan bir benzetme olmasına rağmen aslında çelik ahşap gibi organik yapılardan daha farklı bir yapıya sahiptir. Yani laminasyon yapılmış ahşap tek parça ahşaptan çok daha güçlüdür, haklısınız, ancak çelik için bu pek de geçerli değildir, laminasyon yapılmamış ve yay menevişi verilmiş çelik boyutsal kararlılığı en yüksek yapıdadır. Bunun nedeni yapının ahşap yollarından farklı olarak kristallerden ve metalik bağlardan oluşmasıdır. Bu bağlar ahşap yapıdaki selülozik yapı bağlarından farklı olarak ısıl işlemle istediğiniz şekle sokulabilir, ister tüm yapıyı sünek, ister esnek ister sert yapabildiğiniz gibi, isterseniz bölgesel olarak kristal düzenini değiştirip istediğiniz şekle sokabilirsiniz (yeterince ustalaşıldığında tabii ).  Sorun yapıyı ahşapmış gibi tasavvur etmenizde, maalesef çelik kendi başına hem en sert ahşabın sertliğinden çok daha üst noktalardadır, hem de istenirse bir bamboo gibi esnek veya bir oyun hamuru gibi plastik bir malzeme şeklinde davranabilir, ve bunları tek bir bünyede yapabilmesi için laminasyona ihtiyaç duyulmaz 

[Emre Anaç]

Şimdi anladım. Teşekkürler.
 
Peki her ne şekilde çelik kombine edilmiş olursa olsun damaskusun yüksek alaşım çeliklerini geçebileceğini düşünmek bir romantizm midir diyorsunuz? (yanlış anlaşılmasın öyle olsa bile şam çeliği zaten kendine özgü olarakta çok güzel bir işçilik)
Birde japon tekniğindeki deki yumuşak çekirdek etrafına sert kabuk şeklinde yapılan modellerde amaçlanan sert kısma destek olsun diye  kırılmayı engellemesi için düşük ve yüksek karbonlu çeliğin lamine gibi kullanılması mesela kobuse, makuri; öyleyse gomai niye var? Ayrıca bu örneklerde bıçak yüzeyini çevreleyen sert kısımda bölgesel kırılma_çatlama olsa bile namlunun geneline etki etmemesiyle hayat kurtarıcı etkisine rağmen yinede bir deformasyonun oluşması söz konusu değil mi?

Birde bahsettiğim kompozit yapıyı iyi anlatamadığımı düşünüyorum. Şimdi geleneksel yay yapımcılığında (Osmanlı veya diğer asya Kompozitleri) kullanılan ahşap sadece diğer elemanlardan bir tanesi ve ortada bir iskelet çekirdek olarak, boynuz ve sinirin arasında bulunuyor, sinir tabakası çekmeye karşı bir direnç, boynuz tabakasıda sıkışmaya karşı bir direnç sağlıyor ve burada ahşap iskelet en ortada çok daha kırılgan olmasına karşın özkütlesi daha düşüktür ve hafiflik sağlamasıda(ağaç katmanın) bu alanda (ok hızının artması)+ bir özelliktir zaten merkezin bunlarla(boynuz sinir vs) aynı esnekliğe sahip olması çok birşey değiştirmez, strese maruz kalan kısım yüzey ve yüzeye yakın olan kısım. Bunlarda tek yöne çalışma söz konusu olduğu için aslında modern olimpik yaylardaki daha güzel bir örnek oluşturur çünkü hem çekmeye hem sıkışmaya göre ayrı eleman yok, esneklik ve hafifliği-katılığı gereken katmanlarda kullanıp bir oryantasyon sağlanıyor, ortada ahşap ve iki yanda daha esnek fiberglas şeritlerle yapılmış bir laminasyon, daha yüksek model yaylarda 3-5 farklı materyal ile karbon fiber ve diğer materyalden katmanlar mevcut. Biz bu hafif-esnek kombinasyonunu sert-esnek şeklinde alıp neden denemeyelim(dene o zaman diyorsunuz dimi )? Amaç bu yöntemle kazanabilen tokluk payını kullanarak sertliğe empoze edebilmek veya dengelemek.

Demek istediğim tüm yapıyı sünek yaptığınız vakit sünmeden yorulan sadece dış yüzey, ortada kedi gözü gibi bir yapı düşünün bundan muhaf olacak hatta bu nispeten sert yapılırsa kırılganlığı düşündüğünüz kadar artırmayacak hem ağız dayanımını, hem genel sertliği artırırken kırılganlıktan koruyacak. Bunu iki ayrı özellikte yüksek alaşım çeliği kullanarak maksimize ettiğinizi düşünün.

Burada benim sayenizde farkettiğim en önemli şey ağızı daha sert bırakılmış san-mai bıçağın organik materyallerde bu şekilde bir yapının yapıştırılarak sağlanmasının imkansız olması fakat metalde bir bütünün belli kısımları değiştirilebildiği için istenildiği gibi oynanabilmesi oldu, belki bu bile tek başına yeterli oluyordur, kastettiğiniz budur. Konuyu bilmeden tartışmaya girmiş gibi olduysam affedin. Sadece bir teori üzerinden tartışma yaratarak belki biryerlere varılır diye düşündüm. Tabiki bu işin bilenleri sizsiniz.

[Emre Kipmen]

Emre Bey,

Güzel düşünüyorsunuz, zaten modern endüstride karbürleme, nitrürleme gibi yüzeysel sertleştirme yöntemleri aynen dediğiniz amaçlar için uygulanır. Ancak bıçaklarda is daha değişiktir. Bıçağın ağız kısmı en yüksek basınca maruz kalan yerdir. Özellikle en tepe noktası muhteşem basınçlarla karşılaşabilir. Sertlik bildiğiniz gibi esnekliğin karşıtı değildir tam olarak, sertlik yumuşaklığın tam karşıtıdır. Bu demektir ki, yeterli ağız dayanımına sahip olup yüksek esneklik dayanımına sahip olabilir çelik... Çelikte laminasyon pek tabii ki ahşaptaki laminasyon gibi işleyebilir ancak bir sorun var o da sert çelik ne yaparsanız yapın kırılgandır. Yani esnek veya sünek genel bir yapının içindeki kırılgan tabaka yine kırılgandır. Japon yöntemlerinin hepsinde kılıcın dayanımı için ısıl işlem kil kaplama yöntemi ile yapılır. Bu yöntem sonunda kılıcın sırt kısmı ve içi sünek iken ağız cam gibi kırılgandır. Hiç şaşırmayın ama japon kılıçları nerdeyse hiç filimlerdeki gibi kılıç kılıca silah dövüşü için tasarlanmamıştır, iki katana ağız ağıza tokştuğunda iki kılıcın ağız da ciddi bir şekilde hasar görecektir.

Düşündüğün türde san-mai aslında uyduruk değil. Japon çeliklerinin geneli demir cevherinin karbon zengin bir ortamda eritilmesi ile elde edilir ve bu elde edilen çelik parçalar yaklaşık 1 milyon kadar katmana sahiptir. San-mai katanaların çoğu sadece sırt ve gövdedeki kısımdaki düşük karbonlu katmanın ortasına yüksek karbonlu çeliğin dövme kaynakla eklenmesinden ibarettir. Bu işlem genelde en başta çelik külçe dövülürken "beyaz çeliğin" ortaya kaynaklanması şeklinde yapılır. Daha modern tekniklerde gövde düşük karbonlu olması yerine damaskus gibi daha kozmetik görünümlere sahip olabiliyor...

Önceki cevabımda bahsettiğim esneklik ve süneklik olayı şu:
Eğer bıçağın / kılıcın namlusu kille kaplı su verilirse, sadece ağız kısmı açık bırakılırsa (geleneksel japon su verme yöntemi) sadece ağız kısmı sertleşecek, sırt tarafı sünek kalacaktır.
Eğer bıçağın tümüne su verilip sertleştirilir ve sadece bıçağın sırtına meneviş yapılırsa (örneğin bıçağın ağzı suda iken sırtına meşale ile ısı tatbik edilirse) bıçak genel olarak esnek olacak ama aynı şekilde ağız sert kalacaktır.
Bu iki tekniğin sonuçları aslında sanmai ile elde edilen yönteme denk olabilir. Ancak senin bahsettiğin sert-yumuşak katmanlı damaskus sırttan oluşan sanmai yine de bunlardan üstün olabilir, sonuçta bir miktar daha güçlü bir yapı oluşturmuş ama aynı miktarda esnek hale getirmiş olabiliriz.

Ancak benim anladığım kadarıyla tüm yapının optimum bir noktada sertleştirilip menevişlenerek esneklik kazandırılmış hali yine de tüm bu anlatılanlardan çok daha kontrollü ve yüksek bir performansa sahip olabilir....

Bunların hepsi aslında çok fazlasıyla karışık konular, hepsi büyük bir ustalık ile yapılırsa hepsi mükemmel bıçaklar bize sunabilir. Sünek yapının bir kötü tarafı deformasyona açık olmasıdır, esnek yapının sünek yapıdan farklı olarak belli bir deformasyon direnci vardır ancak bir noktada kırılır. Sert yapı ise aşınma direnci ile diğerlerinden ayrılır ancak kırılgandır, esnekliği yoktur...

Benim bahsettiğim bir çelik yapıda bu fazların tümü barınabilir.
Sünekliği veren genelde küresel perlit-ferritik yapıdır...
Esnekliği menevişlenmiş martensit, ince perlit ve bainit yapılar verir
Sertlik ise martensitik yapıdır.
Bu yapıların dışında türlü türlü değişik yapılar da vardır, karbürler, martensitin türlü halleri , kaba perlit, östenit, dendrit vs. vs...

Bunların hepsi bir araya geldiğinde aslında bildiğimiz çeliğin aslen ne kadar büyük bir değişken potansiyellere sahip olduğunu görebiliriz. Sadece iki üç değişik ısıl işlem denemesi yaparsanız çeliğin bu anlattığım özelliklerini daha iyi algılayacaksınız.

Tabii ki laminasyon teknikleri, sanmai, damaskus, wootz vs. tam anlamıyla nostaljik değil, belli bazı işlevleri var. Ancak unutmayın ki islem karmaşıklaştıkça sistemin bozulma ihtimali artar. Kompleks bir damaskus + sanmai denemesi ilginç bir şekilde çok kalitesiz bir yapıya neden olabilir eğer çok çok büyük bir ustalık ile üretilmemişse. Ocak kaynağı ile yapılan her katman sonuçta çeliğin kristal düzeyinde düzensiyliklere, makro ölçekte, katmanlar arasında boşluklara, kaynamamış noktalara, yabancı madde kirliliğine, karbon kaybına, karbon göçüne, tane büyümesi, tane sınırlarında karbür düzensizliği ve/veya büyümesi, aşırı termal ve mekanik strese, flux (boraks) ceplerine, aşırı karbon yüklemesine, mikro çatlaklara, daha sayamayacağım türlü kusurlara neden olur. Bu yüzden dayanıklılık testleri yaparsanız testlerin çoğunda yekpare çelik bıçakların laminasyon ile üretilmiş (ister damaskus olsun ister sanmai ister başka bir teknikle olsun) bıçaklarla karşılaştırıldığında testlerin %90'ında daha yüksek performans sunacaklardır. Metal üretiminin evriminde endüstri bu yüzden en homojen çeliği üretme yolunda büyük çabalar harcamış ve laminasyon tekniklerinin hepsi tarihte yitip gitmiştir.

Bu tekniklerle iyi bir bıçak yapılamaz demiyorum, ancak mono-çelik ile yapılabilenden daha iyisi yapılamaz diyorum, üstelik çok daha büyük ustalık, titizlik ve şans gerektirir laminasyon teknikleri