質問: 日本刀の焼きいれの原理について、教えてください。 まず、鉄を熱することで、炭素の固溶限度量を増やしま
回答: 「限度量が格段と違ってくるからですが、それは、なぜなのでしょうか? 結晶状態が、体心立方格子構造から、面心立方格子構造へ、変わるためでしょうか?」 ↓ これは、おっしゃるように 「結晶状態が、体心立方格子構造から、面心立方格子構造へ、変わるため」 が大きな要因と考えていいと思います。 侵入型で固溶される炭素原子は、FCCの方が入りやすいのだと思います。 「それから、マルテンサイトになった場合、常温では不安定とありました。 ということは、日本刀は、時間が経つと切れ味がにぶってくるのでしょうか? 日本刀は、時間が経つと切れ味がにぶってくるのでしょうか? 」 ↓ 切れ味とマルテンサイトの不安定性は直接的な関係はないと思います。 切れ味を支配するのは、刃の状態(刃の角度や研ぎ具合等)だと思います。 もちろん強度とも無関係ではないですが、経時的な変化はわずかでしょう。 マルテンサイトは、平衡状態図で考えて固溶できない炭素を固溶していますので、 内部エネルギーが高い、不安定な状態であると言えます。 そのため、自然界の法則として、より内部エネルギーが下がるように 炭素の固相拡散が起こる可能性があります。 その結果、絡み合った転位がほぐれるため、相対的に強度が低下します。 それによって、起こりうる実際的な現象としては、時代劇のように 日本刀同士をぶつけ合った時、刃がこぼれやすくなったりすることが考えられます。 ただし、それは一般的に切れ味とは言わないでしょう。 #参考 日本刀でどうしているか知りませんが、普通、焼入れの後には、「焼き戻し」を します。