Behind every razor-sharp Japanese knife is a split-second transformation that occurs during heat treatment: the formation of martensite. This process is what gives hardened steel its legendary edge-holding power—and it all hinges on a controlled shock known as quenching.
Martensite is a hard, brittle crystalline structure that forms when austenite (a high-temperature phase of steel) is rapidly cooled. This transformation is not diffusive—it happens almost instantly, without atomic rearrangement via heat.
By dropping the steel from ~800°C to room temperature in seconds—often using oil or water—the austenite is “frozen” into a highly strained, needle-like microstructure. This is martensite. It’s what allows blades to become hard enough to take a fine edge and hold it through repeated use.
The ability to hold a razor edge is directly tied to hardness and microstructural integrity. Martensite is harder than ferrite or pearlite, and it supports extremely acute edge angles without collapsing.
However, it’s also brittle. That’s why blades are tempered after quenching—to reduce internal stress and bring back just enough toughness. This delicate balance is the reason some knives chip easily, while others survive heavy work.
| Phase | Temperature Range | Role |
|---|---|---|
| Austenite | ~800–950°C | Soft, formable at high temp |
| Martensite | Room temp (after quench) | Hard, sharp, brittle |
| Tempered Martensite | ~150–300°C | Balanced hardness + toughness |
Bladesmiths carefully tune this cycle based on steel type. White steel needs a fast quench for full hardness, while powdered steels may be air-quenched to control warping or retain toughness.
Traditional steels like Shirogami and Aogami rely heavily on martensitic transformation. They contain no elements to slow it down or modify it—just carbon and iron at the edge of phase stability. This makes timing and control during quenching absolutely critical.
In contrast, modern steels like VG10 or SG2 include chromium, molybdenum, and vanadium to adjust the transformation kinetics and stabilize carbides.
Watching martensite form is nearly impossible without microscopy, but the result is something every cook can feel. A well-quenched knife “sings” on the board. It glides through protein and bites into tomato skin. You don’t see the martensite—but your hand knows it’s there.
Martensitic transformation is the invisible leap that turns hot metal into a cutting tool. It’s not just a heat treatment step—it’s the moment your knife becomes a knife. From sushi prep to vegetable carving, that sharpness you feel is crystallized in the quench, locked into place by physics itself.
日本の包丁に宿る「切れ味」は、鍛造や研ぎだけでなく、熱処理の一瞬の変化によって決まります。その瞬間こそが、マルテンサイト変態。これは、焼入れ時に鋼が急激に冷却されて起こる、目に見えないが決定的な変化です。
マルテンサイトは、オーステナイト（高温での鋼の相）が急冷されることで瞬時に形成される、硬くて脆い結晶構造です。この変態は「拡散」を伴わず、数秒以内に原子の位置が一斉にズレるようにして起こります。
通常、鋼を800°C以上に加熱し、その後すぐに水や油で冷やすことでオーステナイトが「凍結」され、針状で高応力のマルテンサイト構造が生まれます。この構造こそが、極めて鋭い刃を持続させる力の源です。
刃先の保持力は、鋼の硬度と微細構造の安定性に依存します。マルテンサイトはフェライトやパーライトよりもはるかに硬く、鋭角な刃先を支えるのに最適です。
ただし、非常に脆いため、焼入れ後には焼戻しという工程を経て内部応力を和らげ、靭性（しなやかさ）を持たせます。このバランスがうまく取れないと、刃が欠けやすくなってしまいます。
| 相構造 | 温度帯 | 役割 |
|---|---|---|
| オーステナイト | 約800～950°C | 成形可能な高温状態 |
| マルテンサイト | 急冷後の常温 | 極硬・極鋭・しかし脆い |
| 焼戻しマルテンサイト | 約150～300°C | 硬さと靭性のバランスを調整 |
白紙鋼や青紙鋼は、添加元素が少なく、純粋なマルテンサイト変態に依存しています。そのため、焼入れの温度や冷却速度が極めて重要です。
一方、VG10やSG2などの現代鋼は、クロムやモリブデン、バナジウムなどによって変態挙動を緩和・調整しやすくなっています。
マルテンサイトの形成は肉眼では見えません。しかし、適切に焼入れされた包丁は「響くような切れ味」を持ちます。トマトの皮をサクッと裂き、魚の筋をスムーズに通る感覚。まな板との接触音すら違います。
マルテンサイト変態は、熱された鋼を真の刃物へと変える瞬間。その鋭さは、匠の火入れと物理法則によって結晶化されたものです。見えないその変化が、毎日の料理の中で確かにあなたの手に伝わっているのです。