صناعة السيوف اليابانية
الطرق التقليدية > التعدين

التاماقاهاني كمادة خام معدن غير نقي البتة تشكل في فرن الحديد الخالص وتنتج عنها حديد إسفنجي، مزيج غير متجانس من الحديد المطاوع والفولاذ وحديد الغفل، يحتوي حديد الغفل على أكثر من 2% من الكربون. فيما يحتوي الفولاذ عالي الكربون على 1% إلى 1.5% من الكربون في حين يحوي الصلب منخفض الكربون على ما يقارب 0.2%، يسمى الفولاذ الذي يحوي نسبة كربون تقع بين الصلب عالي الكربون والصلب منخفض الكربون بـ بو-كيرا وغالبًا ما يعاد تذويبه مع حديد الغفل لصنع ساقا-هاقاني والذي يحوي على ما يقارب 0,7% من الكربون.
معظم الصلب متوسط الكربون والحديد المطاوع والفولاذ الذي أعيد تذويبه تباع لصناعة أغراض أخرى مثل الأدوات والسكاكين، وتستخدم أفضل قطع الفولاذ عالي الكربون والفولاذ منخفض الكربون وحديد الغفل لصناعة السيوف.
تمتلئ مختلف المعادن بالخبث والفسفور وغيرها من الشوائب وكانت تزال تقليديًا بتحطيمها بمطرقة صغيرة تسقط من ارتفاع معين ثم تفحص الشظايا بعملية مقاربة لاختبار تشاربي للصدمات الحديث، طبيعة الشظايا تختلف باختلاف أنواع الفولاذ، فالصلب مرتفع الكربون بالتحديد يحتوي بيرليت مما يعطي خاصية البريق اللؤلؤي للكريستالات.
تزول خلال عملية الطي معظم الشوائب من الفولاذ ويتحسن الفولاذ باطراد خلال الطرق وعند نهاية العملية يكون الفولاذ الناتج من أنقى سبائك فولاذ العالم القديم ويرجع هذا للتسخين المستمر. يميل الفولاذ لفقدان الكربون، فكمية لا بأس بها من الكربون تستخرج من الفولاذ على هيئة ثاني أوكسيد الكربون أو يعاد توزيعها بتساوٍ خلال الانتشار مخلفة سبائك شبه يوتكدية (تحوي 0.77% إلى 0.8% من الكربون).
فولاذ الحد بذاته ينتهي بتركيب يتفاوت من يتوكيد إلى أقل يوتكيد (يحوي كربون أقل من المركب اليوتيكيدي) مما يمنح صلابة مناسبة من غير التضحية بالليونة. 
فولاذ القشرة يحوي كربونًا أقل غالبًا ما يكون في حدود 0,5%.
يبقى فولاذ النواة نقيًا ويكون تفاعله مع المعالجة الحرارية ضئيلًا. درس سيريل ستانلي سميث -وهو بروفيسور تاريخ التعدين في معهد ماساتشوستس للتقنية- أربعة سيوف مختلفة كلٌ
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
مكونات السيف: مكونات السيف
| العصر | كربون (الحد) | كربون (الجسد) | مغنيسيوم | سيليكون | فسفور | نحاس |
| 1940+ | 1.02% | 1.02% | 0.37% | 0.18% | 0.015% | 0.21% |
| 1800+ | 0.62% | 1.0% | 0.01% | 0.07% | 0.046% | 0.01% |
| 1700+ | 0.69% | 0.43% | 0.005% | 0.02% | 0.075% | 0.01% |
| 1500+ | 0.5% | 0.5% | 0.005% | 0.04% | 0.034% | 0.01% |
في سنة 1993 درس جيرزي بياسكوسكي الكاتانا من نوع كوبوسي بقطع السيف لنصفين وأخذ صورة مقطع عرضي، كشفت الدراسة أن محتويات الكربون على السطح تراوحت من 0,6% إلى 0.8% فيما كان هنا 0.2% في النواة.
كان الفولاذ قديمًا يأتي من أي مصدرٍ متوفر لندرته آنذاك، فكان غالبًا ما يعاد تدوير الأدوات المكسورة والمسامير وأواني الطبخ حتى أن الفولاذ المنهوب من الأعداء في القتالات كان قيمًا لاستخدامه في صنع السيوف.
تبعًا لسميث فإن الطبقات المختلفة من الفولاذ تتضح خلال التلميع لأحد السببين أو لكلاهما: 1)إما أن الطبقات تختلف في محتوى الكربون أو 2) اختلاف محتويات الخبث 
حينما يكون سبب اختلاف الطبقات هو الخبث لن توجد تأثيرات ظاهرة قرب الهامون، حيث يلتقي الياكيبا بالهيرا وكذلك لن تكون هناك فروق واضحة في صلابة الطبقات. سيظهر اختلاف طبقات الخبث كطبقات منقرة خلاف الطبقات القريبة، في أحد أولى دراسات علم التعدين اقترح البروفيسور كونيئيتشي تاورا أن الطبقات كثيفة الخبث لربما أضيفت لأسباب عملية وكذلك للزينة مع أن الخبث يضعف المعدن، ولربما أضيفت الطبقات ذات الخبث الكثيف لتدمج التموجات والترطيب سامحة باستخدام أسهل بلا خسارة كبيرة في القوة.
لكن في حالة كانت الأنماط بسبب اختلافٍ في محتويات الكربون فأنه سيكون هناك إشارات بالقرب من الهامون لأن الفولاذ ذو الصلابة الأكثر سيصير مارتنسيت بعد الهامون فيما ستتحول الطبقات المجاورة لبيرليت، مما يخلف نمط نيوي فاتحًا وواضح ويظهر كخطوط فاتحة تتبع الطبقات بمسافة قصيرة بعيدًا عن الهامون ونحو الهيرا مانحة الهامون مظهرًا مضببًا.
غالبًا ما سيظهر النمط خلال عملية التلميع باستخدام طرق قريبة من الصقل من غير تلميعه تمامًا، وبالرغم من أن التفاعلات الكيميائية يمكن أن تستخدم في النقش لحد معين.
تظهر الاختلافات في الصلابة في الخدوش الميكروسكوبية على السطح وكلما كان المعدن أقسى كان الخدش سطحيًا لذا تنشر الضوء المنعكس، فيما المعدن الألين تكون خدوشه أطول وأعمق فتظهر إما لامعة أو مظلمة اعتمادًا على زاوية الرؤية.