La spada nella brocca

Virile sudore si mischia all'assordante rumore di un martello. La spada, stremata, si lancia in un bagno di acqua fresca. Ha aspettato tre ore dopo i pasti? Ma sopratutto, perché questo procedimento?


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Hai visto Billy!?

Ciò che hai appena ammirato non accade perché la nostra scatola cranica “è così tenera che si taglia con un grissino“.

Direi che il merito sta tutto il quel grosso coltellaccio nipponico!

Ti sei mai chiesto perché quella spada che in fin dei conti è fatta di acciaio, non abbia assolutamente niente a che vedere con quella robaccia che tieni in casa e ti ostini a definire coltello?
Male! Malissimo! Perché dovresti proprio cambiarla! Non assolve nemmeno al sacrosanto dovere di spalmare la Nutella!

(Di cui personalmente io e Babbo Natale consigliamo proprio QUI di evitare l’abuso.)

Tornando a noi Tonnetto spin-ne gialle, anche questa volta non si tratta di magia bensì di scienza!

Devi innanzitutto sapere che l’acciaio non è un elemento come lo sono ad esempio ossigeno o alluminio, è piuttosto una lega, cioè una combinazione di più elementi.

Nel dettaglio l’acciaio è una lega di ferro e carbonio (quest’ultimo in percentuale minore allo 2,06%, altrimenti avremmo una ghisa e noi vogliamo fare un’arma, mica un termosifone soldato-Billy!)

Schermata 2015-09-02 alle 17.12.41La differenza tra una forchetta ed una katana risiede non tanto nell’acciaio in sé, ma nella sua “storia” e lavorazione.

Devi sapere che il ferro puro è piuttosto “tenero” e proprio l’aggiunta di carbonio lo rende invece così duro e resistente!

Come forgiare una spada

Hai presente la scena in cui il fabbro medievale lancia la spada incandescente appena forgiata nell’acqua?

Bene, poiché di solito i materiali inorganici non sono particolarmente interessati a prevenire la ritenzione idrica e di certo il fabbro non ha nessuna fretta di raffreddare rapidamente la sua opera al fine di usarla deve esserci sicuramente un’ulteriore spiegazione a quest’antica usanza già nota ai tempi di re Artù.

Per comprendere meglio ti mostro questo diagramma

Schermata 2015-05-21 alle 22.54.08

Questa è ciò che normalmente viene definita tempra cioè il rapido raffreddamento di un pezzo austenitizzato di acciaio fino ad ottenere martensite.

Ovvio no? Ora è tutto più lapalissiano!

-Come come? Lampade siamo?

No eh? Beh.. forse è meglio che sia un pochino più Chiara.

Affinché la nostra scimitarra assuma le proprietà di cui ogni ninja che si rispetti ha bisogno, è necessario che il nostro pezzo di acciaio venga riscaldato al di sopra dei 723°C in modo che assuma una struttura cristallina definita cubica a facce centrate detta austenite.

CFC

A seconda delle modalità che scegliamo per raffreddare il nostro materiale incandescente questo si organizzerà in forme strutturalmente diverse dette forme allotropiche; tra le diverse possibili quella che interessa a noi è la martensite.

Come? Raffreddando alla velocità del suono il nostro pezzo di austenite da una temperatura superiore a 723°C fino a temperatura ambiente.

Adesso hai capito perché i fabbri di tutti i tempi lanciano le loro neonate opere in bagni di acqua fredda?

La composizione del nostro materiale ovviamente non cambia durante il trattamento termico, ma la struttura della nostra spada passa da un reticolo cubico a facce centrate ad una forma di non-equilibrio tetragonale a corpo centrato metastabile, cioè che può persistere indefinitamente a temperatura ambiente.

Schermata 2015-09-02 alle 17.07.23

Si tratta di una trasformazione praticamente istantanea in cui il reticolo si distorce senza che vi sia il tempo di riorganizzarsi e di far avvenire i normali processi di diffusione per cui la soluzione risultante sarà sovrassatura di atomi di carbonio rispetto a quanto avverrebbe se si avesse un raffreddamento lento.

Avremo una struttura non ordinata, distorta, una sorta di impacchettamento forzato che causerà delle forti tensioni interne che non permetteranno ai cristalli quando sottoposti a forze esterne di scorrere.

A causa di questo “micro-caos” a noi invisibile quando un uomo col coltello incontra un uomo con la katana, quello col coltello è un uomo morto!

Quindi caro Billy, morale della favola?

Non sempre dall’acqua nasce la vita, e l’uomo col coltello lo sa bene.

Pubblicato da AnnaChiara Giovannelli

La ex piccola chimica del gruppo. E' talmente tanto timida che leggendo questa descrizione la state facendo arrossire: ora che studia Ingegneria Nucleare probabilmente si sarà annichilita!