Dureza do Aço Segundo a Escala Rockwell (HRC)

A dureza das facas é normalmente medida na escala Rockwell e influencia a retenção do fio, a afiação, a resistência e a geometria da lâmina. Os aços mais macios são mais tolerantes, mas perdem o fio mais rapidamente, enquanto os aços mais duros mantêm um fio fino durante mais tempo, mas podem lascar se forem utilizados incorretamente. Este guia explica o ensaio HRC, os intervalos de dureza típicos das facas ocidentais e japonesas, o aço ZDP-189 e por que razão a dureza, por si só, não determina a qualidade de uma faca.

Ao escolher o tipo de aço, os ferreiros consideram propriedades como a duração do fio, a facilidade de manutenção e afiação e, por último, mas não menos importante, o preço e a disponibilidade do aço. Todas estas características práticas estão indissociavelmente ligadas à dureza do aço - a principal propriedade segundo a qual os aços para ferramentas (cutelaria) são classificados.

A dureza é, por definição, a resistência de um material à marcação ou à deformação plástica localizada (permanente). Consequentemente, também significa resistência ao desgaste. A dureza de um material metálico depende da sua composição química e do tratamento termomecânico. O carbono é o elemento químico que tem maior impacto na dureza do aço, a qual também é influenciada positivamente pelo crómio, manganês, vanádio e molibdénio. Juntamente com o carbono, estes últimos elementos formam novos compostos extremamente duros, chamados carbonetos.  

A relação entre a dureza e o teor de carbono é claramente visível no exemplo abaixo: quanto maior for o teor de carbono, maior será também o HRC dos vários tipos de Aço Branco:

  • Aço Branco 1 / 63 HRC / C = 1.25-1.35 % 
  • Aço Branco 2 / 61-62 HRC / C = 1.05-1.15 %
  • Aço Branco 3 / 60 HRC / C = 0.80-0.90 %

Medição da dureza

Existem vários métodos de medição da dureza que utilizam as suas próprias escalas de dureza. A dureza relativa do aço é determinada de acordo com estas escalas, medindo a profundidade de penetração de um penetrador. Utiliza-se geralmente um diamante cónico, que é pressionado contra o material; em seguida, mede-se a profundidade de penetração sob uma força padrão. As diferentes escalas de dureza utilizam as suas próprias combinações de forças de ensaio e impressões de ensaio (cone, esfera, etc.) e estão adaptadas ao tipo de material testado. Na indústria de cutelaria, a escala mais utilizada é a escala Rockwell (HRC).

→ A dureza das facas de cozinha sólidas começa nos 56 HRC, mas estas lâminas perdem rapidamente o fio e são mais difíceis de afiar novamente. No entanto, são mais resistentes e dúcteis. 

→ A dureza da maioria das facas japonesas situa-se entre 60 e 62 HRC; mantêm o fio durante muito tempo e são fáceis de reafiar devido à estrutura do aço. No entanto, tendem a partir-se e podem ficar danificadas se forem utilizadas incorretamente. 

→ Os aços modernos de metalurgia do pó ocupam as posições mais elevadas na escala de Rockwell e apresentam uma dureza de cerca de 64 e 68 HRC. Estes aços são raros (e, por isso, mais caros) e mais difíceis de processar, mas, quando utilizados corretamente, garantem uma afiação incrível e duradoura. Também são um pouco mais sensíveis e exigentes no que diz respeito à afiação. 

Qual é a dureza do aço ZDP-189?

ZDP-189 / 66-67 HRC / C= 3 %

O aço ZDP-189 tem uma composição química interessante, pois contém até 3% de carbono e 20% de crómio (e outros elementos de liga). É um aço em pó que pode atingir até 70 HRC se for corretamente tratado termicamente, enquanto nas facas de cozinha a dureza situa-se normalmente entre 66 e 67 HRC.

O aço ZDP-189 tem um teor de carbono extremamente elevado, o que é invulgar nos aços para ferramentas (o ferro fundido normalmente tem um elevado teor de carbono).

Devido ao elevado teor de crómio, o aço ZDP-189 tem de conter uma percentagem tão elevada de carbono para que os elementos se possam transformar em carbonetos. Os carbonetos afetam a dureza e a duração do fio.

A principal vantagem deste tipo de aço é manter o fio durante um período de tempo extremamente longo. Por ser muito duro, não é tão tenaz e tende mais a partir-se. Por isso, requer um manuseamento cuidadoso sobre uma superfície de corte adequada. 

Escalas de dureza

Dureza segundo Rockwell (HRc - cone e HRb - esfera) 

A profundidade de penetração do penetrador é medida aplicando uma determinada força. Pode utilizar-se uma esfera (HRb) ou um cone (HRc). É uma medição rápida e simples, especialmente adequada para aços de cutelaria.

Ensaio de dureza Vickers  (HV) 

É utilizado um penetrador de diamante piramidal com um ângulo de 136°, medindo-se a força e a superfície da pirâmide impressa.

Escala de dureza mineral de Mohs

A escala de Mohs mede a dureza de minerais e materiais sintéticos, caracterizando a resistência aos riscos de vários minerais através da capacidade de um material mais duro riscar um material mais macio. Na escala de Mohs, o talco tem uma dureza de 1 e o diamante tem uma dureza de 10 (de acordo com a nova escala, 15).

Como é medida a dureza segundo o método HRC?

Para medir a dureza segundo o método HRC, é utilizado um dispositivo especial constituído por três partes principais: uma bigorna, um cone de diamante e um mostrador de medição. Uma amostra é colocada sobre a bigorna e é aplicada uma carga menor. O mostrador de medição é colocado a zero e, em seguida, é aplicada uma carga maior. A profundidade de penetração a partir do ponto de referência zero é medida no mostrador.

HRc (cone)

Um cone de diamante com um ângulo de 120° é pressionado contra a superfície, aplicando uma força de 100 N. Este é o ponto de partida da medição. É aplicada uma força adicional de 1400 N a 1500 N, que é mantida durante um “tempo de permanência” suficiente para que a indentação pare. Em seguida, esta carga é libertada e a profundidade de penetração do cone é medida em milímetros com a carga inicial de 100 N. Dureza HRc = 100-500h, em que h corresponde à profundidade de penetração em mm.

O que significa um valor de dureza mais elevado nas facas?

Maior valor de dureza → Fio afiado duradouro
Maior valor de dureza → Lâmina mais fina
Maior valor de dureza → Maior fragilidade

Porque é importante

Para as ferramentas de corte mais simples, pode ser utilizado qualquer aço, desde que adquira dureza suficiente combinada com tenacidade durante o tratamento térmico. Um valor de dureza mais elevado significa uma vida útil mais longa da lâmina, porque quanto mais tempo uma faca se mantiver afiada (quando utilizada corretamente), menos vezes terá de ser afiada.

A maior vantagem das facas mais duras é manterem o fio afiado durante mais tempo e permitirem uma lâmina fina. Uma dureza superior a 60 HRC permite um ângulo de afiação mais pequeno e, consequentemente, é necessária menos força para cortar.

O compromisso

A desvantagem das facas duras é poderem ficar danificadas se forem utilizadas incorretamente.

Rockwell HRC 1
Rockwell HRC 2
Rockwell HRC 3

Infelizmente, é impossível combinar os valores máximos de dureza, resistência e tenacidade. Por isso, os fabricantes de facas procuram encontrar o equilíbrio certo entre estas propriedades, especialmente ao tentar encontrar o ponto ideal entre a duração do fio e a fragilidade. 

Ao escolher uma faca, é, portanto, importante considerar a finalidade e as propriedades de utilização, incluindo a dureza. Embora o HRC seja indicativo da qualidade do material, não deve ser o principal critério ao escolher uma faca de cozinha. Diferentes aços têm os seus próprios intervalos ideais de propriedades e utilização, pelo que, além do fio, deve também analisar as propriedades específicas do aço em função da finalidade principal da sua faca.

A tabela abaixo apresenta todas as propriedades das ferramentas de corte de acordo com a escala HRC

HRC: PROPRIEDADES DAS FERRAMENTAS DE CORTE

52-54 HRC
Estes aços são muito macios, mas permitem fabricar facas relativamente robustas e económicas. O seu fio é razoável, embora não seja muito suave nem fino. Devido à estrutura destes aços, não é fácil afiá-los em pedras de água em casa. Graças à sua maior ductilidade, uma faca com um valor HRC mais baixo tende a dobrar-se em vez de se partir quando é aplicada demasiada força. É uma escolha melhor para facas de exterior.

54-56 HRC
A maioria das facas de cozinha francesas enquadra-se nesta categoria. O aço é suficientemente duro para facas de cozinha, mas estas precisam de ser regularmente passadas por uma chaira para manterem o fio. São fáceis de afiar.

56-58 HRC
As facas de cozinha profissionais alemãs com este nível de dureza mantêm um bom fio se forem regularmente e frequentemente passadas por uma chaira. São fáceis de afiar.

58-60 HRC
Esta dureza é típica de canivetes de qualidade, como os da Spyderco, Cold Steel e Buck, bem como de algumas facas de cozinha japonesas, como as Global. Estas facas mantêm o fio durante bastante mais tempo. São fáceis de afiar.

60-64 HRC
A maioria das facas japonesas de classe mundial situa-se neste intervalo de dureza e mantém-se afiada durante um período incrivelmente longo. Requerem cuidados especiais e devem ser utilizadas numa superfície adequada para evitar quebras e danos na lâmina. Devido à sua ligeira fragilidade, combinada com uma lâmina fina, não são adequadas para qualquer tarefa. Devem ser manuseadas com suavidade e precisão. São fáceis de afiar.

65-68 HRC
Aços pulverizados: ZDP-189, HAP-40, R2, Super X, etc.
Nos últimos anos, o progresso tecnológico impulsionou a criação de novos tipos de aço que atingem uma dureza de até 64-68 HRC e apresentam propriedades extraordinárias. São um pouco mais difíceis de afiar novamente. As facas cuidadosamente fabricadas em aço pulverizado são o melhor dos utensílios de cozinha.

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