La durezza dei coltelli viene comunemente misurata sulla scala Rockwell e influisce sulla tenuta del filo, sull'affilatura, sulla tenacità e sulla geometria della lama. Gli acciai più morbidi sono più tolleranti, ma perdono il filo più rapidamente, mentre quelli più duri mantengono più a lungo un filo sottile, ma possono scheggiarsi se usati impropriamente. Questa guida illustra il test HRC, i tipici intervalli di durezza dei coltelli occidentali e giapponesi, l'acciaio ZDP-189 e perché la durezza da sola non determina la qualità di un coltello.
Quando scelgono il tipo di acciaio, i fabbri considerano proprietà come la durata dell'affilatura, la facilità di manutenzione e affilatura e, non da ultimo, il prezzo e la disponibilità dell'acciaio. Tutte queste caratteristiche pratiche sono indissolubilmente legate alla durezza dell'acciaio, la proprietà principale in base alla quale vengono classificati gli acciai per utensili e da taglio.
Per definizione, la durezza è la resistenza di un materiale all'impronta o alla deformazione plastica localizzata (permanente). Di conseguenza, indica anche la resistenza all'usura. La durezza di un materiale metallico dipende dalla sua composizione chimica e dal trattamento termomeccanico. Il carbonio è l'elemento chimico che influisce maggiormente sulla durezza dell'acciaio, che è influenzata positivamente anche da cromo, manganese, vanadio e molibdeno. Insieme al carbonio, questi ultimi elementi formano nuovi composti estremamente duri chiamati carburi.
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Il rapporto tra durezza e contenuto di carbonio è chiaramente visibile nell'esempio seguente: maggiore è il contenuto di carbonio, maggiore è anche il valore HRC dei vari tipi di White Steel:
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Misurazione della durezza
Esistono diversi metodi per misurare la durezza, che utilizzano scale di durezza proprie. La durezza relativa dell'acciaio viene determinata in base a queste scale misurando la profondità di penetrazione di un penetratore. Il più delle volte si utilizza un cono di diamante, che viene premuto sul materiale, dopodiché si misura la profondità di penetrazione a una forza standard. Le diverse scale di durezza impiegano combinazioni proprie di forze di prova e impronte di prova (cono, sfera ecc.) e sono adattate al tipo di materiale esaminato. Nell'industria della coltelleria, la scala utilizzata più spesso è quella Rockwell (HRC).
→ La durezza dei coltelli da cucina robusti parte da 56 HRC, ma queste lame perdono rapidamente il filo e sono più difficili da riaffilare. Tuttavia, sono più tenaci e duttili.
→ La durezza della maggior parte dei coltelli giapponesi è compresa tra 60 e 62 HRC; mantengono il filo a lungo e sono facili da riaffilare grazie alla struttura dell'acciaio. Tuttavia, sono soggetti a rottura e possono danneggiarsi se utilizzati in modo improprio.
→ Gli acciai moderni prodotti con la metallurgia delle polveri raggiungono i valori più elevati della scala Rockwell e vantano una durezza intorno a 64 e 68 HRC. Questi acciai sono rari (e quindi più costosi) e più difficili da lavorare, ma, se utilizzati correttamente, garantiscono un'affilatura incredibile e duratura. Sono anche un po' più sensibili e impegnativi da affilare.
Quanto è duro l'acciaio ZDP-189?ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 % L'acciaio ZDP-189 ha una composizione chimica interessante, poiché contiene fino al 3% di carbonio e il 20% di cromo (oltre ad altri elementi di lega). È un acciaio prodotto con la metallurgia delle polveri, che può raggiungere fino a 70 HRC se sottoposto a un corretto trattamento termico, mentre nei coltelli da cucina la durezza si aggira solitamente intorno a 66 e 67 HRC. L'acciaio ZDP-189 ha un contenuto di carbonio estremamente elevato, insolito per gli acciai da utensili (la ghisa di solito ha un alto contenuto di carbonio). A causa dell'elevato contenuto di cromo, l'acciaio ZDP-189 deve contenere una percentuale di carbonio così alta da permettere agli elementi di trasformarsi in carburi. I carburi influenzano la durezza e la durata dell'affilatura. Il principale vantaggio di questo tipo di acciaio è che mantiene il filo estremamente a lungo. Poiché è molto duro, è meno tenace e più soggetto a rompersi. Richiede quindi una manipolazione delicata su una superficie di taglio adatta. |
Scale di durezza
Durezza secondo Rockwell (HRc - cono e HRb - sfera)
Si misura la profondità di penetrazione di un penetratore applicando una determinata forza. È possibile utilizzare una sfera (HRb) o un cono (HRc). È una misurazione rapida e semplice, particolarmente adatta agli acciai per coltelleria.
Prova di durezza Vickers (HV)
Si utilizza un penetratore diamantato piramidale con un angolo di 136° e si misurano la forza e la superficie della piramide impressa.
Scala di durezza dei minerali di Mohs
La scala di Mohs misura la durezza dei minerali e dei materiali sintetici, caratterizzando la resistenza ai graffi dei vari minerali attraverso la capacità di un materiale più duro di graffiare uno più morbido. Sulla scala di Mohs, il talco ha una durezza pari a 1 e il diamante pari a 10 (secondo la nuova scala, 15).
Come si misura la durezza secondo il metodo HRC?
Per misurare la durezza secondo il metodo HRC si usa un dispositivo speciale, composto da tre parti principali: un’incudine, un cono diamantato e un quadrante di misurazione. Un campione viene collocato sull’incudine e viene applicato un carico minore. Il quadrante di misurazione viene azzerato, quindi viene applicato un carico maggiore. La profondità di penetrazione rispetto al punto di riferimento zero viene misurata sul quadrante.
HRc (cono)Un cono diamantato con un angolo di 120° viene impresso sulla superficie applicando una forza di 100 N. Questo è il punto di partenza della misurazione. Viene applicata un’ulteriore forza da 1400 N a 1500 N e mantenuta per un “tempo di permanenza” sufficiente a far cessare l’impronta. Quindi il carico viene rimosso e la profondità di penetrazione del cono viene misurata in millimetri con il carico iniziale di 100 N. Durezza HRc = 100-500h, dove h equivale alla profondità di penetrazione in mm. |
Cosa significa un valore di durezza più elevato nei coltelli?
Perché è importante
Per gli utensili da taglio più semplici si può usare qualsiasi acciaio, purché abbia raggiunto una durezza sufficiente in combinazione con la tenacità durante il trattamento termico. Un valore di durezza più elevato significa una maggiore durata della lama, perché più a lungo un coltello rimane affilato (se usato correttamente), meno spesso deve essere affilato.
Il vantaggio principale dei coltelli più duri è l’affilatura duratura e la lama sottile. Una durezza superiore a 60 HRC consente un angolo di affilatura più ridotto e, di conseguenza, richiede meno forza per tagliare.
Il compromesso
Lo svantaggio dei coltelli duri è che possono danneggiarsi se usati in modo scorretto.
Purtroppo è impossibile combinare i valori massimi di durezza, resistenza e tenacità; per questo i produttori di coltelli cercano di trovare il giusto equilibrio tra queste proprietà, soprattutto quando devono individuare il punto ottimale tra la durata dell’affilatura e la fragilità.
Quando si sceglie un coltello, è quindi importante considerarne l'uso previsto e le proprietà, inclusa la durezza. Sebbene l'HRC sia indicativo della qualità del materiale, non dovrebbe essere il criterio principale nella scelta di un coltello da cucina. I diversi acciai hanno intervalli ottimali propri per quanto riguarda proprietà e utilizzo; pertanto, oltre all'affilatura, è necessario considerare anche le singole proprietà dell'acciaio in relazione allo scopo principale del coltello.
La tabella seguente mostra tutte le proprietà degli utensili da taglio secondo la scala HRC
HRC: PROPRIETÀ DEGLI UTENSILI DA TAGLIO52-54 HRC 56-58 HRC |
