Le couteau est l'un des outils les plus anciens de l'humanité. Si nous ignorons les âges de la pierre et du bronze, alors dans le cas le plus simple, un couteau est un morceau de fer (acier) aiguisé avec un manche confortable à tenir.
La partie principale du couteau, qui détermine son objectif fonctionnel, est une lame avec un tranchant. Ses capacités sont largement déterminées par le matériau de structure - l'acier et son traitement thermique.
Composition et structure
Les propriétés de l'acier sont déterminées par sa composition et sa structure. La présence de certaines impuretés (éléments d'alliage) peut augmenter la dureté ou la résistance à la corrosion de l'aube. Le problème réside souvent dans le fait qu'en augmentant la dureté, on peut à la fois augmenter la fragilité de l'acier et diminuer sa résistance à la corrosion. Par contre, en augmentant la résistance à la corrosion, on aggrave d'autres paramètres.
Par exemple, le carbone augmente la dureté de l'acier, mais diminue sa ténacité et sa ductilité. D'autres éléments d'alliage ajoutent également des propriétés positives et négatives à l'acier. Le chrome augmente la résistance à l'usure et à la corrosion, mais augmente la fragilité. Le vanadium et le molybdène augmentent la ténacité et la résistance, augmentent la résistance aux effets thermiques, le nickel - augmente la résistance à la corrosion, la dureté et la ténacité de l'acier, le vanadium améliore la résistance et la résistance à l'usure de l'acier. Le manganèse et le silicium augmentent la ductilité de l'acier. Tous ces éléments ne portent leurs qualités positives que dans des quantités strictement définies, de sorte que les métallurgistes doivent être extrêmement prudents et équilibrés dans le choix de la composition de l'acier.
De plus, les éléments d'alliage ont souvent tendance à se concentrer en certains points, où une source de contrainte peut apparaître, de sorte que, sous charge, l'aube se brisera exactement à cet endroit.
Pour cette raison, dans l'ancien temps, les aciers damas et damassés sont apparus, dans lesquels, par superposition multiple de plusieurs types d'acier et leur forgeage, la répartition la plus uniforme des éléments d'alliage était obtenue.
Selon l'auteur, trois périodes peuvent être distinguées dans la dernière histoire du couteau.
La première période a été l'utilisation d'aciers au carbone « rouillés » et d'aciers inoxydables à faible dureté et caractéristiques de rétention des bords (première moitié du 20e siècle).
La seconde période est l'apparition d'aciers inoxydables à hautes caractéristiques de dureté et de rétention des arêtes de coupe (seconde moitié du 20e siècle).
La troisième période est l'apparition des aciers inoxydables en poudre (début du XXIe siècle).
Ces périodes peuvent être considérées comme plutôt arbitraires, car même maintenant, certaines entreprises produisent des couteaux en acier au carbone. Néanmoins, c'est au début du 20ème siècle qu'apparaissent les premiers aciers inoxydables, dont le fameux acier de nuance 420, à partir duquel un grand nombre de couteaux sont encore produits dans le monde entier. Par exemple, si un couteau chinois bon marché est acheté, coûtant plusieurs centaines de roubles, la lame contiendra très probablement de l'acier 420.
L'apparition dans la seconde moitié du 20e siècle des nuances d'acier 440A, 440B, 440C (proches homologues russes 65x13, 95x18, 110x18), caractérisées par une haute teneur en carbone, a permis de produire des couteaux en acier inoxydable conditionnellement avec une dureté et des propriétés de coupe comparables. aux couteaux et lames en acier au carbone.
Pourquoi « conditionnellement inoxydable » ?
Parce que presque tous les aciers peuvent rouiller, la seule question est l'environnement et le degré d'exposition. Par exemple, la plupart des aciers inoxydables se corrodent bien en mer à cause de l'eau salée. Soit dit en passant, l'acier 420 ancien est l'un des aciers les plus inoxydables.
Néanmoins, il est beaucoup plus pratique d'utiliser des couteaux en acier inoxydable dans la vie de tous les jours - pendant la même période, alors que l'acier inoxydable n'est recouvert que de taches de rouille, l'acier au carbone rouillera jusqu'aux trous. De plus, les aciers au carbone produisent souvent un arrière-goût désagréable lors de la coupe.
L'apparition des aciers en poudre a permis de résoudre le problème de l'uniformité de la répartition des éléments d'alliage. L'un des moyens d'obtenir de l'acier en poudre consiste à pulvériser du métal en fusion dans un environnement de gaz inerte, après quoi une fine poudre est formée avec des éléments d'alliage uniformément répartis. Après cela, la poudre est frittée en un barreau monolithique par pressage isostatique.
L'un des premiers et des plus courants poudre d'acier utilisé pour la fabrication de couteaux était le CPM S30V, développé en 2001 par Dick Barber, un spécialiste de la Swedish Crucible Materials Corporation, et Chris Reeve, un coutelier renommé.
En plus du procédé habituel de fabrication des lames à partir de feuillards et de barres, l'acier en poudre permet des solutions technologiques très intéressantes.
La société américaine Kershaw a sorti un couteau pliant Offset 1597, avec une lame réalisée selon la technologie MIM (Metal Injection Molding) - une technologie de coulée de poudres métalliques et alliages sous pression, également appelée MITE (Metal Injection Molding with an Edge). La technologie MIM/MITE mélange la poudre métallique avec le liant pour rendre la taille du moule 20 % plus grande que la taille finale de la lame. Ensuite, à l'aide du frittage sous pression, la densité du produit fini est augmentée à 99,7 % de la densité du métal de base (le liant brûle pendant le frittage). Le résultat est un produit avec une forme 3D complexe qui ne peut être obtenue d'aucune autre manière.
La possibilité d'une répartition uniforme des éléments d'alliage dans les aciers en poudre a conduit à une augmentation de leur pourcentage, ce qui a entraîné l'apparition de ce que l'on appelle les super aciers, tels que, par exemple, le ZDP 189 ou le Cowry-X, cependant, la complexité de leur l'affûtage et le coût élevé limitent leur diffusion.
Des aciers plus équilibrés tels que M390 / M398, CPM-20CV, Elmax et d'autres plus faciles à fabriquer et à entretenir - CPM S30V / CPM S35V, CTS-XHP, etc. sont devenus plus populaires.
En fin de compte, tout dépend du coût de la lame - ni les super aciers, ni même les aciers en poudre de haute qualité n'ont remplacé les aciers sans poudre moins chers du marché. Le marché de l'acier à couteaux peut être considéré comme une pyramide, avec l'acier 420 bien mérité à la base et les derniers super aciers au sommet, descendant à mesure que des aciers encore plus « super » émergent.
De plus, il ne s'agit pas seulement ici du coût du matériau de départ - le processus technologique le plus important qui "révèle" les caractéristiques de l'acier est le traitement thermique. Chaque acier nécessite son propre traitement thermique et lorsqu'un nouveau super acier arrive, il faut du temps aux fabricants pour le maîtriser.
Traitement thermique
Traitement thermique - durcissement, revenu, normalisation, recuit et traitement cryogénique du métal, vous permet d'amener la lame aux caractéristiques impliquées par la qualité de l'acier utilisé. Un traitement thermique correct de haute qualité vous permet de "tirer" le maximum possible de l'acier, tandis que le mauvais peut complètement ruiner le produit final, quels que soient les matériaux coûteux utilisés. Il est prudent de dire qu'il vaut mieux choisir une lame en acier plus simple, mais avec un bon traitement thermique, qu'une lame en super acier, fabriquée par un spécialiste qui ne sait pas la chauffer.
Une entreprise de couteaux est souvent réputée pour sa capacité à travailler avec un certain acier, et ses produits en acier plus moderne peuvent avoir des performances inférieures en raison de mauvais processus de traitement thermique.
Les équipements de traitement thermique jouent un rôle important. Les fours de trempe modernes permettent un traitement thermique sous vide et dans divers milieux - argon, azote, hélium, hydrogène. L'équipement de cryotraitement à une température de -196 degrés augmente la résistance à l'usure, la résistance cyclique, la résistance à la corrosion et à l'érosion. Par exemple, la ressource en produits par cryotraitement peut être augmentée de 300 %.
La nécessité d'utiliser des équipements complexes et coûteux ne permet pas aux ateliers artisanaux d'effectuer toutes les opérations technologiques nécessaires, par conséquent, l'affirmation selon laquelle « notre oncle Kolya fabrique les meilleurs couteaux du monde dans le garage » est à peine justifiée.
Lames composites
Une autre façon de fabriquer des lames de couteaux est de créer des lames composites.
En principe, les lames susmentionnées en acier damas et damas sont également composites - en elles, des matériaux à faible teneur en carbone sont combinés avec des matériaux à plus forte teneur en carbone. Cependant, dans les lames composites modernes, le processus est mis en œuvre d'une manière légèrement différente.
Habituellement, la partie prédominante de la lame est faite d'un matériau qui a plus d'élasticité, mais moins de dureté et de fragilité, tandis que le tranchant est fait d'un matériau plus dur. Une telle lame combine de bonnes propriétés mécaniques et un tranchant de haute qualité. Cependant, sur les modèles de couteaux coûteux, ils préfèrent toujours utiliser des super aciers.
Une autre option consiste à utiliser de l'acier moins cher comme base et de l'acier plus cher mais de haute qualité sur le tranchant. Par exemple, sur le couteau Kershaw JYD II, la base du tranchant est en acier chinois 14C28N bon marché et le tranchant est en D2 américain plus durable.
Cependant, comme dans le cas de couteaux plus chers, la réduction du coût de la matière première est compensée par la complexité de fabrication d'une lame composite, et donc de tels modèles sont l'exception plutôt que la règle.
La direction la plus populaire dans laquelle les lames composites sont utilisées est celle des couteaux de créateurs produits en quantités limitées. Ils combinent des matériaux pour créer une apparence de lame spectaculaire.
Passé contre futur
Sur Internet, vous pouvez souvent voir des articles qui disent que le secret du vrai damas et du vrai damas est perdu depuis longtemps et que ses homologues pitoyables sont maintenant publiés. Disons que si ce secret est révélé, alors les lames en "vrai" damas ou damas donneront une longueur d'avance de 100 points sur les aciers modernes.
En fait, c'est hautement improbable. Les progrès technologiques, les équipements et la science des matériaux sont désormais au plus haut niveau, inaccessibles aux maîtres du passé. Oui, de bons artisans pourraient fabriquer des produits à partir de damas et de damas avec des caractéristiques en avance sur leur temps, mais maintenant leurs produits sont susceptibles de céder à leurs homologues modernes en super aciers.
Cependant, depuis le moment où les aciers inoxydables modernes de la ligne 440 et leurs analogues sont apparus, il n'y a pas de besoin global d'amélioration des aciers à couteaux - presque tous les couteaux bien fabriqués avec un traitement thermique correct font face aux tâches quotidiennes.
L'apparition des super aciers sur les couteaux est plutôt un hommage au marché et au désir des utilisateurs, dont beaucoup sont fans et collectionneurs de couteaux et souhaitent obtenir quelque chose de nouveau, de plus "cool". Et il n'y a rien de mal à cela, car non seulement l'acier est amélioré, mais aussi la conception des couteaux et le design. Beaucoup de couteaux modernes peuvent être attribués en toute confiance à des objets d'art, dont la valeur artistique n'est pas inférieure aux toiles d'artistes exceptionnels, et la valeur ne fait qu'augmenter avec le temps.
