Lors du choix du type d'acier, les forgerons tiennent compte de propriétés telles que la durée d'affûtage, la facilité d'entretien et d'affûtage et, enfin et surtout, le prix et la disponibilité de l'acier. Toutes ces caractéristiques pratiques sont inextricablement liées à la dureté de l'acier – la principale propriété par rapport à laquelle les aciers à outils (couverts) sont classés.
La dureté est par définition la résistance du matériau au gaufrage ou à la déformation plastique (permanente) localisée. Par conséquent, cela signifie également une résistance à l’usure. La dureté d'un matériau métallique dépend de sa composition chimique et de son traitement thermomécanique. Le carbone est l'élément chimique qui a le plus grand impact sur la dureté de l'acier, qui est également influencé positivement par le chrome, le manganèse, le vanadium et le molybdène. Avec le carbone, ces derniers éléments forment de nouveaux composés extrêmement durs appelés carbures.
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Le lien entre la dureté et la teneur en carbone est clairement visible dans l'exemple ci-dessous : plus la teneur en carbone est élevée, plus le HRC des différents types d'acier blanc est également élevé : |
Mesurer la dureté
Il existe plusieurs méthodes de mesure de la dureté qui utilisent leurs propres échelles de dureté. La dureté relative de l'acier est déterminée selon ces échelles en mesurant la profondeur de pénétration d'un pénétrateur. Un diamant conique est le plus souvent utilisé et imprimé sur un matériau, puis la profondeur de pénétration à force standard est mesurée. Différentes échelles de dureté utilisent leurs propres combinaisons de forces d'essai et d'indentations d'essai (cône, bille, etc.) et sont adaptées au type de matériau testé. Dans l'industrie de la coutellerie, la balance la plus souvent utilisée est la balance Rockwell (HRC).
➨ La dureté des couteaux de cuisine solides commence à 56 HRC, mais ces lames perdent rapidement leur tranchant et sont plus difficiles à réaffûter. Cependant, ils sont plus résistants et ductiles.
➨ La dureté de la plupart des couteaux japonais est comprise entre 60 et 62 HRC, ils conservent longtemps leur tranchant et sont faciles à réaffûter grâce à leur structure en acier. Cependant, ils sont sujets à la casse et peuvent être endommagés s’ils ne sont pas utilisés correctement.
➨ Les aciers modernes issus de la métallurgie des poudres se classent au premier rang sur l'échelle de Rockwell et affichent une dureté d'environ 64 et 68 HRC. Ces aciers sont rares (et donc plus chers) et plus difficiles à travailler, mais, lorsqu'ils sont utilisés correctement, ils garantissent un tranchant incroyable et durable. Ils sont également un peu plus sensibles et exigeants à affûter.
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Quelle est la dureté de l'acier ZDP-189 ? ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 % L'acier ZDP-189 a une composition chimique intéressante puisqu'il contient jusqu'à 3 % de carbone et 20 % de chrome (et d'autres éléments d'alliage). Il s'agit d'un acier en poudre qui peut atteindre 70 HRC s'il est correctement traité thermiquement, tandis que dans les couteaux de cuisine, la dureté est généralement d'environ 66 et 67 HRC. L'acier ZDP-189 a une teneur en carbone extrêmement élevée, ce qui est inhabituel pour les aciers à outils (la fonte a généralement une teneur élevée en carbone). En raison de sa teneur élevée en chrome, l'acier ZDP-189 doit contenir un pourcentage de carbone si élevé pour que les éléments puissent se transformer en carbures. Les carbures affectent la dureté et la durée du tranchant. Le principal avantage de ce type d’acier est qu’il conserve son tranchant extrêmement longtemps. Parce que c’est très dur, ce n’est pas aussi dur et c’est plus susceptible de se casser. Il nécessite donc une manipulation douce sur une surface de coupe adaptée. |
Échelles de dureté
➨ Dureté selon Rockwell (HRc - cône et HRb - bille)
La profondeur de pénétration d'un pénétrateur est mesurée en appliquant une certaine force. Une balle (HRb) ou un cône (HRc) peuvent être utilisés. Il s'agit d'une mesure simple et rapide, particulièrement adaptée aux aciers à couverts.
➨ Essai de dureté Vickers (HT)
Un pénétrateur pyramidal en diamant avec un angle de 136° est utilisé et la force et la surface de la pyramide échancrée sont mesurées.
➨ Échelle de Mohs de dureté minérale
L'échelle de Mohs mesure la dureté des minéraux et des matériaux synthétiques, caractérisant la résistance aux rayures de divers minéraux grâce à la capacité d'un matériau plus dur à rayer un matériau plus mou. Sur l'échelle de Mohs, le talc a une dureté de 1 et un diamant une dureté de 10 (selon la nouvelle échelle, 15).
Comment est mesurée la dureté selon HRC?
Pour mesurer la dureté selon la méthode HRC, un appareil spécial est utilisé et se compose de trois parties principales : une enclume, un cône en diamant et un cadran de mesure. Un échantillon est placé sur l'enclume et une charge mineure est appliquée. Le cadran de mesure est mis à zéro puis une charge importante est appliquée. La profondeur de pénétration à partir de la référence zéro est mesurée à partir d'un cadran.
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HRc (cône) Un cône de diamant avec un angle de 120° est imprimé sur la surface en appliquant une force de 100 N. C'est le point de départ de la mesure. Une force supplémentaire de 1 400 N à 1 500 N est appliquée et laissée pendant un « temps de séjour » suffisant pour que l'indentation s'arrête. Ensuite, cette charge est relâchée et la profondeur de pénétration du cône est mesurée en millimètres à la charge initiale de 100 N. Dureté HRc = 100-500h, où h est égal à la profondeur de pénétration en mm. |
Que signifie une valeur de dureté plus élevée dans les couteaux?
✅ Valeur de dureté plus élevée ➨ Acuité durable
✅ Valeur de dureté plus élevée ➨ lame plus fine
❌ Valeur de dureté plus élevée ➨ fragilité plus élevée
✅ Pour les outils de coupe les plus simples, n'importe quel acier peut être utilisé, à condition qu'il ait acquis une dureté suffisante en combinaison avec une ténacité pendant le traitement thermique. Une valeur de dureté plus élevée signifie une durée de vie plus longue de la lame, car plus un couteau reste aiguisé longtemps (lorsqu'il est utilisé correctement), moins il doit être affûté..
✅ Le plus grand avantage des couteaux plus durs est un tranchant durable et une lame fine. Une dureté de 60+ HRC permet un angle d'affûtage plus petit et, par conséquent, moins de force est nécessaire pour la coupe.
❌ L'inconvénient des couteaux durs est qu'ils peuvent être endommagés s'ils sont mal utilisés..
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Malheureusement, il est impossible de combiner les valeurs de dureté, de résistance et de ténacité les plus élevées. C'est pourquoi les fabricants de couteaux tentent de trouver le juste équilibre entre ces propriétés, en particulier lorsqu'il s'agit de trouver le juste milieu entre la durée du tranchant et la fragilité.
Lors du choix d'un couteau, il est donc important de tenir compte de son objectif d'utilisation et de ses propriétés, ainsi que de sa dureté. Même si le HRC est un indicateur de la qualité du matériau, il ne devrait pas être votre principal critère de sélection lors du choix d’un couteau de cuisine. Différents aciers ont leurs propres gammes de rapports optimaux de propriétés et d'utilisation. Ainsi, en plus du tranchant, vous devez également examiner les propriétés individuelles de l'acier par rapport à l'objectif principal de votre couteau.
Le tableau ci-dessous présente toutes les propriétés des outils de coupe selon l'échelle HRC 👇
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HRC : PROPRIÉTÉS DES OUTILS DE COUPE 52-54 HRC 56-58 HRC |
