Généralités sur l'acier à couteaux

Lorsqu'il s'agit de choisir l'acier en tant que coutelier ou forgeron, de nombreuses considérations entrent en jeu, et il n'existe pas un acier qui convienne à tout le monde. Dans cet article, nous allons donner une brève introduction à l'acier, expliquer comment naviguer dans le monde de l'acier et présenter certains des types d'acier les plus populaires. Vous aurez ainsi la possibilité de choisir vous-même ce qui convient le mieux à vos besoins et à l'utilisation de vos couteaux. Si vous souhaitez une introduction plus détaillée, n'hésitez pas à nous contacter pour que nous puissions vous aider.

Comment les propriétés de l'acier sont-elles décrites ?
Parfois, il est difficile de comprendre ou de se faire comprendre, c'est pourquoi il est important que nous ayons la même compréhension des termes utilisés. Par exemple, la ténacité peut avoir des connotations négatives pour certains, tandis que pour d'autres, c'est une propriété très importante.

Dureté
Définie comme la capacité à résister à la déformation. La dureté est mesurée sur l'échelle Rockwell C (HRC).

Ténacité (Toughness)
Le contraire de la fragilité, la ténacité est la capacité à résister à l'écaillage du tranchant, aux fissures et aux ruptures. Ceci est crucial pour avoir une lame qui supporte une utilisation intensive, et est souvent sous-estimé par rapport à la dureté, à la résistance à la rouille et à la tenue de coupe.

Tenue de coupe (Retention)
La durée pendant laquelle la lame restera tranchante lors de l'utilisation. Il n'existe pas de test standardisé largement répandu pour la tenue de coupe ; il s'agit donc souvent d'une évaluation subjective basée sur des tests tels que la coupe d'une quantité donnée de corde, de cartons, etc.

Résistance à la rouille
La capacité à résister à l'oxydation/rouille. Elle provient d'une teneur élevée (supérieure à 10,5 %) en chrome, ce qui conduit au sacrifice d'autres propriétés, le plus souvent au détriment de la ténacité. Il convient de noter la distinction entre "acier inoxydable" et "stainless". Ce n'est pas "sans rouille" (rust-free), car tout acier finit par rouiller, il "tache moins" (stains less).

Aciers à couteaux populaires :

80CrV2
Acier au carbone connu pour sa ténacité, sa trempe tolérante, sa facilité d'affûtage et sa tenue de coupe, mais comme les autres aciers au carbone, il rouillera s'il est exposé à l'humidité. Un véritable juste milieu.

1075, également connu sous le nom de C75S
Un acier très sous-estimé qui offre de bonnes performances pour la plupart des usages sans être capricieux lors du processus de trempe. En d'autres termes, il est facile à façonner, facile à tremper, et offre un tranchant très aiguisé facile à entretenir.

ELMAX
Acier issu de la métallurgie des poudres, avec une trempe un peu plus exigeante que les aciers inoxydables plus simples ; il offre une bonne tenue de coupe et une bonne résistance à la rouille, mais au prix d'une certaine perte de ténacité, ce qui le rend préférable pour les petits couteaux.

Sleipner
Un acier à outils fortement allié qui se distingue par de bonnes performances et une trempe relativement simple, mais qui nécessite un environnement sans oxygène. Il est souvent décrit comme une amélioration de l'acier à outils bien connu D2, très utilisé par les couteliers. Le Sleipner possède une ténacité améliorée, ce qui le rend bien mieux adapté pour les outils tranchants.

M4
Conçu pour conserver un tranchant le plus longtemps possible tout en maintenant une bonne ténacité. Le point négatif est qu'il est exigeant à tremper et difficile à affûter.

S30V
Très bonne tenue de coupe et résistance à la rouille, souvent utilisé dans les couteaux de cuisine et les couteaux pliants haut de gamme.

S35VN
Version "améliorée" du S30V qui le rend plus facile à travailler, augmente la ténacité et facilite l'affûtage.

AEB-L
Acier inoxydable souvent utilisé dans les lames de rasoir Gillette. Très utilisé dans les couteaux de chef artisanaux, les couteaux de chasse et même dans les couteaux norvégiens traditionnels (tollekniv) à lame inoxydable. Quelque peu exigeant à tremper par rapport à l'acier au carbone, mais plus simple que l'Elmax.

1095
Recherché pour sa haute teneur en carbone et sa capacité à créer une ligne de trempe (hamon). Le 1095 a une teneur en carbone élevée, est facile à affûter et relativement facile à tremper.

Structure de l'acier

Le matériau consiste en un mélange de carbone et de fer avec des additifs supplémentaires comme le manganèse, le vanadium, le silicium, le chrome, etc. Principalement, c'est la composition de l'acier et le travail du fabricant d'acier qui déterminent l'aptitude de l'acier lorsqu'il arrive chez le forgeron, qui à son tour détermine les propriétés finales de l'acier dans ces limites grâce au processus de trempe.

L'alliage est le terme que nous utilisons pour décrire la composition de l'acier. On parle souvent d'acier non allié, faiblement allié et fortement allié. Non allié désigne simplement ou presque uniquement du fer et du carbone (ex. acier 15 et 1095), faiblement allié aura quelques additifs ou de petites quantités offrant des effets souhaités (ex. 80CrV2 et D2), les aciers fortement alliés sont des mélanges avancés souvent conçus spécifiquement pour une fonction précise (ex. S35VN, ELMAX et AEB-L).

Acier au carbone et inoxydable
On distingue souvent les aciers entre haute teneur en carbone et inoxydable, avec des extrêmes à chaque bout et un vaste choix entre les deux. La résistance à la rouille provient d'une teneur élevée en chrome. Dans de nombreux cas, cela se fait au détriment de propriétés importantes telles que la ténacité et l'entretien du tranchant. Cela signifie que l'inox n'est pas le "saint graal" que beaucoup croient, mais si l'on connaît l'usage prévu du couteau, l'acier peut être choisi et trempé pour obtenir des propriétés optimales.

Connaissez l'acier !
Tous les aciers ne peuvent pas être trempés, et il est donc important d'utiliser un acier dont vous connaissez la composition pour le tremper correctement.

Si vous utilisez de l'acier trouvé ou récupéré, vous devez savoir s'il peut être trempé, ou commencer par vérifier cette aptitude. L'examen se fait principalement via deux techniques.

L'une est appelée test à l'étincelle, où différents matériaux ferreux produisent des motifs d'étincelles différents lorsqu'ils sont meulés. Identifier des types d'acier généraux demande de l'expérience et/ou des recherches. Nous ne détaillerons pas cela ici, mais l'essentiel est qu'un acier à haute teneur en carbone produira plus d'étincelles (plus longues et plus ramifiées) qu'un acier à faible teneur en carbone. Le métal à faible teneur en carbone, aussi appelé "acier doux", ne peut pas être trempé pour faire une lame de couteau.

La seconde technique consiste à chauffer l'acier jusqu'à ce qu'il ne soit plus magnétique, puis à le refroidir dans de l'huile de colza. S'il n'est pas bien trempé, on peut chauffer à nouveau et refroidir dans l'eau. Certains aciers prennent également la trempe par refroidissement à l'air. Vous pouvez ainsi découvrir comment l'acier réagit à la trempe, et des essais ultérieurs avec différentes températures et durées de maintien peuvent donner de meilleurs résultats.

Trempe de l'acier
La trempe est un monde aux possibilités quasi illimitées, mais grossièrement, il s'agit de chauffer l'acier au-delà d'une température donnée propre à chaque acier, où sa structure change, puis de le refroidir rapidement en dessous d'un certain seuil, ce qui permet aux cristaux de l'acier de se stabiliser sous une forme martensitique. Cela confère à l'acier sa dureté. Ensuite, on sacrifie un peu de dureté en échange d'un matériau plus solide/tenace en effectuant un revenu (chauffage doux, ex. 200°C), car dans la plupart des cas, l'acier serait trop fragile et impropre à l'utilisation dans un couteau.

Exemple de processus de trempe :
L'acier au carbone est souvent le plus facile à tremper ; avec les aciers non alliés ou faiblement alliés les plus simples, il suffit souvent de chauffer l'acier jusqu'à ce qu'il ne soit plus magnétique, puis de refroidir rapidement dans une huile. L'huile moteur usagée fonctionne, mais l'huile de colza a de bonnes propriétés comme une température d'inflammation élevée, moins de gaz toxiques, de fumée et d'odeur ; en plus, cela ne coûtait pas plus de 20 kr le litre la dernière fois que j'ai vérifié ! Pensez à mettre l'huile dans un récipient résistant à la chaleur. L'huile peut devenir si chaude que les seaux en plastique et autres peuvent se déformer et/ou fondre.

Vous trouverez ci-dessous des exemples pour la trempe d'aciers à couteaux ; ce ne sont pas nécessairement des recettes idéales, mais cela donnera un aperçu de la manière dont les processus de trempe se déroulent. Les processus peuvent varier considérablement selon la température et le temps de maintien ; vous devriez donc rechercher la trempe idéale pour l'acier concerné et l'usage prévu du couteau.

Acier 15 et autres non alliés :

1. 810 degrés (non magnétique)
2. Refroidir dans l'eau pour une dureté plus élevée (et un risque plus élevé de fissures) ou dans de l'huile de colza pour une dureté moindre (et un risque plus faible).
3. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures
4. Refroidir à température ambiante à l'air
5. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures

80CrV2 (faiblement allié)

1. 850°C - l'acier a changé de structure et doit être maintenu 5 à 15 min pour assurer une répartition uniforme des éléments d'alliage.
2. Refroidir dans l'huile de colza
3. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures
4. Refroidir à température ambiante à l'air
5. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures

AEB-L (inoxydable)

1. Emballer dans du papier aluminium de trempe pour empêcher l'apport d'oxygène.
2. Chauffer à 1040°C (éventuellement 1080°C*)
3. Refroidir entre 2 plaques d'aluminium épaisses (min. 20 mm)
4. (* à plus haute température, une cryogénisation doit être effectuée pour éviter l'austénite résiduelle, réalisée à l'aide d'un bain de carboglace/alcool ou d'azote liquide)
5. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures
6. Refroidir à température ambiante à l'air
7. Revenu à 200°C (four) pendant 2 heures

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