Waske ja myyttinen muinaismetalli wootz

Aika tyylikäs X:ssä veitsivalmistaja Waske esitteli kaksi keittiöveistä, jotka oli valmistettu muinaismetallista, joka tunnetaan nimellä wootz. Veitset herättivät kävijöissä kiinnostusta siinä määrin, että lienee aiheellista avata aihepiiriä. Tässä siis syväluotaus siihen mikä wootzista tekee niin legendaarisen materiaalin ja siitä tehdyistä Wasken veitsistä niin ainutlaatuisia.

Tampereella järjestettiin 13.1. Aika tyylikäs X -tapahtuma, jossa yhtenä esillepanijana oli Waske, joka valmistaa käsityönä high end-tason keittiöveitsiä. Seppien Mikael Waske ja Seishi Oizumi mestarilliset veitset herättivät runsaasti kiinnostusta, mutta varsinkin lähes tuhannen euron hintaan kipuavat wootz-veitset saivat kävijät ihmettelemään mistä oikein on kyse. Näistä erikoisveitsistä Waskella oli myynnissä Mikael Wasken takoma leveäteräinen keittiöveitsi ja Seishi Oizumin käsialaa oleva japanilaistyylinen sujihiki-lihaveitsi. On siis selvitettävä mitä on tuo legendaarinen wootz.

Wasken wootz-veitset herättivät palavaa kiinnostusta. Kuva:Tommi Puuska

Wootz-terästä voidaan hyvällä syyllä kutsua kaikkien hiiliterästen äidiksi. Tarinaan perehtyäksemme on sukellettava kauas historiaan, aikaan jolloin teräksen kovuus ja kestävyys olivat suoraan verrannollisia sen käyttäjän elinikään. Mitä paremmin terä kesti taistelukentällä, sitä suuremmalla todennäköisyydellä sen kantaja selvisi kotiin kilpeään kantaen eikä sen päällä.

Samainen wootz-teräs on antanut inspiraation Game of Thrones -sarjassa nähdyille Valyrian steel -miekoille, joilla pärjää vaikka lohikäärmeille. Materiaalin tuntien vertaus on osuva. Materiaalin historia ja metallurgia on lyhennettynäkin monipolvinen, joten ota hyvä asento ja uppoudu vuosituhansia vanhan metallin mysteereihin.

Legendaarisen teräksen pitkä historia

Wootz on intialaisten metallurgien keksintö yli kahdentuhannen vuoden takaa. Ensimmäinen kirjallinen maininta wootz-teräksestä on peräisin intialaisesta kirjallisuudesta, missä kerrotaan Aleksanteri Suurelle lahjoitetuista teräsharkoista, joiden kuvaus vastaa täsmälleen wootzia. Korkealaatuisen wootz-teräksen tunnistaa selvästi siihen kiteytyvistä aaltomaisista kuvioista. Teksti on ajoitettu noin vuodelle 300eaa. Antiikin Euroopassa metalli on mainittu mm. roomalaisen Plinius Vanhemman kirjoituksissa. Tekniikka on kehitetty samaan aikaan kun Suomessa aloiteltiin vasta rautakautta.

Intialaista huipputeknologiaa ajanlaskun tuolta puolen. Kuva:Archit Patel, Wikimedia Commons., CC BY-SA 2.5

Intiassa valmistettua terästä käytettiin alkuun lähinnä yksittäisten miekkojen ja pienten terien kuten tikarien valmistukseen, sillä sen käsittely oli ja on äärimmäisen vaativaa. Kyseessä on upokasteräs, mikä karkeasti ottaen valmistetaan sulattamalla rautaa saviupokkaassa orgaanisen materiaalin kanssa niin, että rauta imee hiilen itseensä ja tuloksena on terästä. Ongelmana on, että samalla menetelmällä syntyy myös valurauta. Tieto siitä, kuinka näin ei tapahdukaan, on pitkään ollut metallurgien mysteeri ja seppien salaisuus.

Suosittelemme

Intiasta wootz-teräs päätyi kauppiaiden mukana Persiaan ja Antiikin ajalla sieltä edelleen Syyrian Damaskokseen, missä sepät oppivat takomaan siitä uskomattoman kestäviä miekkoja isommassa mittakaavassa ja niiden ympärille rakentui maineikas teollisuus. Ristiretkien aikaan ristiritarit huomasivat teräksen paremmuuden ottaessaan pataan muslimisotureilta, joilla oli miekoissaan intialaista terästä ja maine levisi Eurooppaan.

Damaskus ja ei-damaskus

Damaskoksessa wootzista taotut miekat opittiin tuntemaan yleisnimellä damaskus ja parhaat niistä tunnisti juuri teräksen kuvioidun rakenteen ansiosta. Niiden kantajat hallitsivat taistelukenttiä aina tuliaseiden vallankumoukseen asti.

Keskiajalla Euroopassa opittiin takomaan myös halvemmasta teräksestä kerrosrakenteisia miekkoja, joka muistutti wootzia ja sen työstö oli halvempaa ja helpompaa, mutta oli ominaisuuksiltaan perinteistä eurooppalaista terästä kestävämpää. Kun intialainen teräs alkoi ajan myötä käydä vähiin, myös Damaskoksen miekkasepät käyttivät ajan saatossa tätä lamellitekniikkaa. Oikein taottuna terä muistutti wootzia siinä määrin että sen saattoi myydä aidon hinnalla. Nykyisin damaskusteräksen nimellä kulkeva materiaali tarkoittaa lähes poikkeuksetta tällaista lamellirakenteista terästä. Aitoja wootz-miekkoja on valmistettu kuitenkin vielä niinkin myöhään kuin 1600-luvulla.

Moderni dasmaskus on kauniimpi imitaatio wootzista. Kuva:Albert Straub, Flicr, CC BY 2.0

Wootz-teräksen valmistusmenetelmä unohtui teollistumisen ajan ja tuliaseiden myötä ja sen alkuperäisessä valmistuksessa käytetty tarkka menetelmä on unohtunut. Vuosituhannen taitteessa materiaalin salaisuus kuitenkin selvitettiin Iowan yliopistossa ja sittemmin kourallinen metallurgeja on onnistunut takaisinmallintamaan tekniikan, jolla perinteisiä menetelmiä käyttäen syntyy vastaavaa terästä. Näistä yksi on maailmalla paremmin tunnettu Niko Hynninen jolta Wasken käyttämä wootz on peräisin. Tämä on sitä aitoa damaskus-terästä.

Muinaismetallin kovassa ytimessä

Kohti metallurgian esoterian syvää päätyä edeten, veitsimateriaalin ominaisuuksista täytyy ensimmäisenä mainita sen kovuus. Ominaisuutena se on, jos sanaleikki sallitaan, kaksiteräinen miekka. Mitä kovempaa teräs on, sitä terävämmäksi sen voi teroittaa. Mitä kovempi teräs on, sitä alttiimpi se kuitenkin on katkeamaan. Moderneissa avaruusajan teräksissä joustavuutta on saatu lisäämällä seosaineita kuten molybdeenia tai mangaania ja jättämällä kovalle väännölle alttiit veitset hieman pehmeämmäksi. Kompromissi johtaa siihen, että veistä pitää olla koko ajan teroittamassa ja veitsi kuluu nopeammin loppuun.

Mitta-asteikkona käytetään usein Rockwellin kovuutta (HRC), joka vertailun vuoksi on useimmissa markettiveitsissä HRC 50-55:n tienoilla. Huippulaadukkaista teollisista teräksistä valmistettujen veisten kovuus on luokkaa HRC 60-65. Wasken käyttämän 26C3-teräksen maksimikovuus on HRC 68, joskin käytännön syistä se lämpökäsitellään vain HRC 65:n. Varhaisten eurooppalaisten miekkojen kovuus on mitattu olleen jossain HRC 30-40. Ei siis ihme että ristiritarit olivat pulassa saadessaan vastaansa wootz-teräksisiä miekkoja, joiden kovuus on parhaimmillaan HRC 65.

Moderni korkeahiilinen teräs pärjää wootzille, mutta ei ylivoimaisesti. Wasken käyttämä moderni teräs on kovuudeltaan HRC 65 eli yhtä kovaa kuin wootz.

Teräksen hiilipitoisuus vaikuttaa myös sen kovuuteen. Mitä korkeampi hiilipitoisuus, sitä kovempi seos. Ja hauraampi. Terästä jossa on yli 2,11% hiiltä kutsutaan valuraudaksi, joka on erittäin kovaa mutta haurasta sen sisältämien grafiittikiteiden takia. Korkea hiilipitoisuus myös laskee sulamispistettä, minkä takia valurautaa ei oikein voi kuumatyöstää ilman että se joko sulaa tai särkyy kuin lasi. Mystisimmät sepät sanovat että voi, mutta hyvin varovasti ja lähellä sulamispistettä, mutta se ei ole käytännöllistä tai järkevää.

Hiili tuo teräkseen kovuutta

Kerrosrakenteisissa damaskusteräksissä ahjohitsataan ja taotaan yhteen terään korkeahiilistä kovempaa ja matalahiilistä pehmeämpää metallia. Kova metalli pitää terän, pehmeämpi tuo joustavuutta. Wootz-teräksen ainutlaatuisuutta on sen kiderakenne, jossa molemmat ominaisuudet ovat läsnä samassa seoksessa.

Upokasteräs
Upokasteräksen valmistus on aina ollut kuumaa ja kummallista hommaa. Tätä on maailmalla osattu tehdä jo ennenkuin Suomessa opittiin kunnolla valmistamaan edes rautaa.

Upokasteräs on yksi vanhimpia tunnettuja teräksen muotoja. Se valmistetaan saviupokkaassa joka kestää sulan metallin kuumuuden. Rautamalmikimpaleiden kanssa sulatetaan orgaanisia aineita kuten olkia, jonka palaessa syntyy hiiltä. Hiilen yhdistyessä seokseen nostavat seoksen hiilipitoisuutta. Sulatuksen aikana malmin epäpuhtaudet sulavat ja nousevat upokkaassa pintaan kuonakerrokseksi joka poistetaan teräksen jäähdyttyä. Pohjalle jää kimpale upokasterästä.

Jos sula teräs joutuu tekemisiin hapen kanssa, se yhdistyy hiilen kanssa muodostaen hiilidioksidia joka pelkistää teräksen ja sen hiilipitoisuus laskee. Sulaa terässeosta piti siis suojella hapelta joko riittävän kovalla kuumuudella joka polttaa kaiken hapen tai suojaamalla seos sulatuksen ajan esimerkiksi samaisilla orgaanisilla aineilla. Teollistuneet britit keksivät 1800-luvulla valmistaa suuria määriä terästä juuri pelkistämällä sulaa valurautaa puhaltamalla ilmaa sulaan metalliin nk. Bessemer-prosessissa.

Wootz-teräksen hiilipitoisuus on n.1,5-2%. Muinaisella metallurgilla ei ollut tapaa pelkistää metallia tarkasti, vaan se oli pikemminkin vältettävä asia. Metallurgin tuli siis tietää vuonna 300eaa. silmämääräisesti, kuinka paljon orgaanista ainesta sulatetaan, kuinka kuumennetaan seos tarpeeksi kuumaksi että kaikki ylimääräinen aines sulaa ja orgaanisten aineiden hiili yhdistyy juuri sopivassa määrin teräkseen, jotta tuloksena on juuri korkeahiilistä terästä eikä valurautaa. Vaikka mittausmenetelmät ovat kehittyneet, samat mysteerit koskevat wootzin valmistajia edelleen.

wootz-upokasterästä
Muinaisterästä suoraan upokkaasta. Kuva:Jlahorn, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Antiikin nanoteknologiaa

Osittain wootzin salaisuus on hyvässä tuurissa. Alkuperäinen malmi mistä teräs valmistettiin, sisälsi myös pieniä määriä vanadiumia. Teräksen sulatus kesti jopa pari päivää, jotta kaikki ylimääräinen varmasti suli. Vanadiumin sulamispiste on kuitenkin reilusti muita seosaineita korkeampi, joten se säilyi sulassa kiinteänä ja toimi kiteytymispisteenä.

Lähikuva Wasken wootz-terästä paljastaa metallin aaltoilevan luonteen.

Hitaasti jäähtyessään seoksen rauta ja hiili kiteytyvät vanadiumhitujen ympärille korkeampihiilisiksi rautakarbidi- eli sementiittinanolangoiksi. Ympäröivän teräksen rakenne kiteytyy matalahiilisemmiksi karbideiksi kuten perliitiksi. Toisin sanoen materiaalin kovuus vaihtelee sen sisältämien vanadium-hitujen perusteella. Samasta syystä wootzissa näkyy pintarakenteessa sille tyypillinen aaltoileva kuvio.

Pakko myöntää että nanoteknologian mainitseminen 300eaa metallurgien yhteydessä tuo mieleen meemin muinaisista alieneista. Hämmästyttää kuinka edistynyttä yli kaksituhatta vuotta vanha teknologia saattoi olla. Vähitellen intialainen vanadium-pitoinen malmi ehtyi ja vaikka intialaiset metallurgit keksivät korvata vanadiumin sulatuksen yhteydessä muilla seosaineilla kuten kromilla ja molybdeenilla, viisisataa vuotta vanha wootz ei ole yhtä maagista kuin alkuperäinen.

Yhtään nykyaikaisia metallurgeja vähättelemättä, wootz-teräksen valmistus ilman laboratorio-olosuhteita tuo mieleen Arthur C. Clarken kolmannen lain: “Mitä tahansa tarpeeksi edistynyttä teknologiaa on mahdotonta erottaa taikuudesta”.

Työkalussa kauneus asuu sisäpuolella. Rustiikkisuus ja koruttomuus ovat näissä veitsissä tarkoituksellista.

Mystinen sepäntyö tekee veitset

Nyt kun ollaan jo niin syvällä materiaalitekniikan puolella etteivät omatkaan jalat kunnolla kanna, voidaan ihmetellä sitä mestaruutta mitä niin muinaisilla Damaskoksen sepillä kuin nykyisilläkin wootzia takovilla rautioilla on käsissään.

Yllä mainitut ominaisuudet tekevät wootzista todella vaativaa käsiteltävää. Sen taonta vaatii juuri oikean lämpötilan. “Jos teräs kuumenee liikaa, terä muuttuu hauraaksi. Jos teräs on liian kylmää, muodostuu taottaessa jännitteitä jotka aihettauvat vääntyilyä ja pahimmillaan halkeamia. Taonnan lämpötilaikkuna on noin 100 astetta. Aika jonka teräs on oikean lämpöinen ahjosta alasimelle on joitakin sekunteja. Wootzia täytyy ymmärtää, jotta sen kanssa voi tehdä töitä. Sen kanssa työskentely taas, se vaatii paljon kokemusta.” sanoo veitset takonut Waske Oy:n seppä Mikael Waske.

Teräksen lämpökäsittely on seppien parhaiten varjeltuja salaisuuksia. Tästä aiheesta ei sepästä irronnut lausuntoa julkiseen kirjoitukseen. Lämpökäsittelyllä wootz-terän kovuus saadaan lopulta nostettua sinne aiemmin mainittuun n. HRC 65 tuntumaan. Terää kuumennetaan, jotta sen jännitteet poistuvat, jäähdytetään, kuumennetaan uudelleen jotta teräs karkenee, mutta toisaalta ei liian kuumaksi, jotteivat kovimmat karbidirakenteet mene pilalle, jäähdytetään terän geometria huomioon ottaen niin että ohuet ja paksut osat jäähtyvät oikeaan aikaan.

Lämpökäsitelty wootz on niin kovaa että sen hiominen ja teroitus pitää pääsääntöisesti edelleen tehdä käsin. Nauhahiomakoneen nauha menee poikki eikä juurikaan tee jälkeä terään. Yhden terän käsin hiominen ja teroitus kestää kestää noin kymmestä kahteentoista tuntia.

Lämpökäsittely on sepäntyön suurimpia mysteereitä. Japanilainen kaareva katana on taottaessa suora, mutta vasta lämpökäsittely vääntää sen mutkalle. Hallitusti. Wootzin lämpökäsittely on sen verran salatiedettä, ettei siitä löydy tietoa mistään. Sepät pitävät salaisuutensa.

Wootz-veitsen arvo on sen tarinassa

Vaikka moderneilla teräksillä päästään teknisissä ominaisuuksissa samalle viivalle mystisen muinaisteräksen kanssa, on sen pitkällä historialla runsaasti painoarvoa. Kauneus ei ole ulkonäössä vaan sen luonteessa ja tarinassa. Sekä metallurgian että sepäntyön mestaruutta vaativa metalli kantaa mukanaan kaikkien teräaseiden historiaa. Ilman teollisia menetelmiä valmistettu wootz-veitsi, joka kuitenkin pärjää ominaisuuksiltaan kevyesti avaruusajan moderneille materiaaleille, lähestyy sitä rajaa missä teknologian ja taikuuden erottaminen on vaikeaa.

Materiaaliin perehtyneenä on helppo ymmärtää miksi wootz on todellakin kuninkaiden terästä. Vaikka hankkisit vastaavilla ominaisuuksilla varustetun keittiöveitsen teolliselta valmistajalta, se ei kuitenkaan olisi sitä samaa terästä, josta Plinius vanhempi puhui, samaa jota Aleksanteri Suuri sai lahjaksi. Voi hyvin kuvitella että sillä pystyy tappamaan lohikäärmeitä.

kaksi waske oy:n valmistamaa wootz-veistä

Jos myyttinen teräs houkuttelee, Wasken käsintaotut veitset löydät osoitteesta waske.fi tai jälleenmyyjiltä hiomakivi.fi ja gearandgoods.fi

Lue lisää