Eisen wurde als Werkstoff später als andere Metalle (Blei, Kupfer) verwendet. Elementares Eisen kommt in der Natur nicht vor, ausgenommen als Meteoreisen.

Reines Eisen ist als Werkstoff ungeeignet, da es sehr spröde ist und durch den hohen Schmelzpunkt schwer zu verarbeiten.

Kohlenstoff (0,1% bis 1,7% Anteil) bildet mit Eisen schmiedbaren Stahl. Werkzeugstahl mit mindestens 0,2% Kohlenstoffanteil bildet ein feinkörniges Gefüge und ist härtbar und gut schärfbar.
Chrom, Mangan und andere Metalle bilden mit Stahl Legierungen und beeinflussen dessen Eigenschaften.

Die chemische Zusammensetzung ist eine Voraussetzung, jedoch werden die Materialeigenschaften erst durch die Wärmeführung und die Bearbeitungsschritte beeinflusst, erfordern also handwerkliches Know-How:

• Schmieden macht das kristalline Gefüge homogener und feinkörniger.
• Härten wird durch Erhitzen auf bestimmte Temperaturen zwischen 800 und 1.000 °C sowie anschließendes Abschrecken, also mehr oder weniger schnelles Abkühlen mit Luft, Öl oder Wasser erreicht. Auch dies verändert die Kristallstruktur.
• Anlassen durch Erhitzen auf bestimmte Temperaturen zwischen 180 und 300 °C und mit bestimmter Dauer vermindert die Härte, dafür wird der Stahl zäher und bruchfester.

Damastklingen bestehen aus „Kohlenstoffstahl (1059 )“ mit 1% Kohlenstoff, 0,5% Mangan sowie weniger als / P < 0,04% Phosphor und 0,05% Schwefel. Phosphor und Schwefel sind natürliche Verunreinigungen und verschlechtern die Stahleigenschaften.

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