La dureté des couteaux est généralement mesurée sur l’échelle de Rockwell et influence la tenue du tranchant, l’affûtage, la ténacité et la géométrie de la lame. Les aciers plus tendres sont plus tolérants, mais s’émoussent plus rapidement, tandis que les aciers plus durs conservent plus longtemps un tranchant fin, mais peuvent s’ébrécher en cas de mauvaise utilisation. Ce guide explique les essais HRC, les plages de dureté typiques des couteaux occidentaux et japonais, l’acier ZDP-189 et pourquoi la dureté seule ne détermine pas la qualité d’un couteau.
Lorsqu’ils choisissent un type d’acier, les forgerons tiennent compte de propriétés telles que la durée du tranchant, 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 sur laquelle sont classés les aciers à outils (de coutellerie).
La dureté est par définition la résistance d’un matériau à l’embossage ou à la déformation plastique localisée (permanente). Elle signifie donc 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, laquelle est également favorisée 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 :
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Mesure de la dureté
Il existe plusieurs méthodes de mesure de la dureté, qui utilisent chacune leur propre échelle 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 enfoncé dans un matériau, puis la profondeur de pénétration sous une force standard est mesurée. Les différentes échelles de dureté utilisent leurs propres combinaisons de forces d’essai et d’empreintes d’essai (cône, bille, etc.) et sont adaptées au type de matériau testé. Dans l’industrie de la coutellerie, l’échelle la plus utilisée est l’échelle de Rockwell (HRC).
→ La dureté des couteaux de cuisine monoblocs commence à 56 HRC, mais ces lames perdent rapidement leur tranchant et sont plus difficiles à réaffûter. Cependant, elles sont plus tenaces et ductiles.
→ La dureté de la plupart des couteaux japonais se situe entre 60 et 62 HRC. Ils conservent longtemps leur tranchant et sont faciles à réaffûter grâce à la structure de l’acier. Ils sont toutefois sujets à la casse et peuvent être endommagés en cas d’utilisation incorrecte.
→ Les aciers modernes issus de la métallurgie des poudres se situent au plus haut de l’échelle Rockwell et affichent une dureté d’environ 64 à 68 HRC. Ces aciers sont rares (et donc plus chers) et plus difficiles à usiner, mais, lorsqu’ils sont utilisés correctement, ils garantissent un tranchant incroyable et durable. Ils sont également un peu plus sensibles et plus exigeants à aiguiser.
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, car il contient jusqu’à 3 % de carbone et 20 % de chrome (ainsi que d’autres éléments d’alliage). Il s’agit d’un acier issu de la métallurgie des poudres qui peut atteindre jusqu’à 70 HRC après un traitement thermique approprié, tandis que, dans les couteaux de cuisine, la dureté se situe généralement autour de 66 à 67 HRC. L’acier ZDP-189 possède une teneur en carbone extrêmement élevée, ce qui est inhabituel pour les aciers à outils (la fonte contient généralement beaucoup de carbone). En raison de sa forte teneur en chrome, l’acier ZDP-189 doit contenir un pourcentage de carbone suffisamment élevé pour que les éléments puissent se transformer en carbures. Les carbures influent sur la dureté et la durée du tranchant. Le principal avantage de ce type d’acier est qu’il conserve son tranchant extrêmement longtemps. Comme il est très dur, il est moins tenace et davantage sujet à la casse. Il nécessite donc une manipulation délicate 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 force donnée. On peut utiliser soit une bille (HRb), soit un cône (HRc). Il s’agit d’une mesure rapide et simple, particulièrement adaptée aux aciers pour coutellerie.
Essai de dureté Vickers (HV)
On utilise un pénétrateur diamanté pyramidal avec un angle de 136°, puis on mesure la force et la surface de la pyramide imprimée.
Échelle de dureté minérale de Mohs
L’échelle de Mohs mesure la dureté des minéraux et des matériaux synthétiques, en caractérisant la résistance aux rayures de divers minéraux grâce à la capacité d’un matériau plus dur à rayer un matériau plus tendre. Sur l’échelle de Mohs, le talc a une dureté de 1 et le diamant une dureté de 10 (selon la nouvelle échelle, 15).
Comment mesure-t-on la dureté selon la méthode HRC ?
Pour mesurer la dureté selon la méthode HRC, on utilise un appareil spécial composé de trois éléments principaux : 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 majeure est appliquée. La profondeur de pénétration à partir du point de référence zéro est mesurée sur un cadran.
HRc (cône)Un cône en diamant présentant un angle de 120° est enfoncé dans la surface par l’application d’une force de 100 N. Il s’agit du point de départ de la mesure. Une force supplémentaire de 1400 N à 1500 N est appliquée et maintenue pendant un « temps de maintien » suffisant pour que l’empreinte cesse de s’approfondir. Cette charge est ensuite relâchée et la profondeur de pénétration du cône est mesurée en millimètres sous la charge initiale de 100 N. Dureté HRc = 100-500h, où h correspond à la profondeur de pénétration en mm. |
Que signifie une valeur de dureté plus élevée pour les couteaux ?
Pourquoi est-ce important
Pour les outils de coupe les plus simples, n’importe quel acier peut être utilisé, à condition d’avoir acquis une dureté suffisante tout en conservant une ténacité adéquate lors du traitement thermique. Une valeur de dureté plus élevée prolonge la durée de vie de la lame, car plus un couteau reste tranchant (lorsqu’il est utilisé correctement), moins il doit être affûté.
Le principal avantage des couteaux plus durs est qu’ils restent tranchants plus longtemps et peuvent avoir une lame plus fine. Une dureté supérieure ou égale à 60 HRC permet un angle d’affûtage plus petit et, par conséquent, nécessite moins de force pour couper.
Le compromis
L’inconvénient des couteaux durs est qu’ils peuvent être endommagés s’ils sont utilisés incorrectement.
Malheureusement, il est impossible de combiner les valeurs de dureté les plus élevées avec la résistance et la ténacité. Les fabricants de couteaux cherchent donc à trouver le juste équilibre entre ces propriétés, notamment entre la durée du tranchant et la fragilité.
Lors du choix d’un couteau, il est donc important de tenir compte de son usage et de ses propriétés, notamment de sa dureté. Même si le HRC donne une indication sur la qualité du matériau, il ne devrait pas être votre principal critère pour choisir un couteau de cuisine. Chaque acier possède ses propres plages optimales de propriétés et d’utilisation ; outre le tranchant, vous devez donc également examiner les propriétés spécifiques de l’acier en fonction de l’usage principal de votre couteau.
Le tableau ci-dessous présente toutes les propriétés des outils de coupe selon l’échelle HRC.
HRC : PROPRIÉTÉS DES OUTILS DE COUPE52-54 HRC 56-58 HRC |
