Lame en acier 101

Utilisé à l'origine par les alchimistes pour décrire le processus d'extraction des métaux des roches et des minéraux, le terme « métallurgie » englobe une multitude de disciplines scientifiques et d'ingénierie qui étudient, testent et créent de nouveaux alliages métalliques. Dans le monde de la coutellerie, « acier à lame » désigne une liste sans cesse croissante de matériaux possédant chacun des propriétés chimiques et physiques uniques, idéales pour la fabrication d'outils coupants et d'acier à lame de couteau.

Lors de la conception d'un couteau, les couteliers sélectionnent le meilleur acier et les meilleurs matériaux en fonction de plusieurs facteurs. Un couteau conçu pour l'autodéfense n'a pas forcément besoin d'une tenue de tranchant exceptionnelle, mais il doit être solide et résistant. En revanche, une lame EDC peut être utilisée toute la journée pour une multitude de tâches de coupe ; la tenue de tranchant est donc primordiale pour l'utilisateur. Quoi qu'il en soit, connaître sa lame peut vous aider à faire des choix éclairés lors de l'achat, de l'utilisation et de l'entretien de vos couteaux. Lorsqu'ils prennent en compte la résistance à la rouille, la solidité et les divers avantages des différents aciers à couteaux, les amateurs de couteaux peuvent choisir la lame parfaite en fonction de leurs besoins et préférences spécifiques.

Internet regorge de fiches techniques, de graphiques, d'analyses et de forums de discussion sur l'acier des lames. Pour ceux qui souhaitent se lancer, Knife Steel Nerds est une mine d'informations, vivement recommandé à tous ceux qui s'intéressent à la métallurgie des lames. Pour l'instant, nous allons aborder quelques notions de base pour vous permettre de mieux comprendre la marque d'acier sur votre lame.

Acier CPM-S30V dans le Necron™ | Jade G10

Avant d’aller plus loin, il y a quelques termes clés importants que nous devons d’abord définir :

Rétention du tranchant : Capacité d'une lame à conserver un tranchant utile.

Résistance à la corrosion : capacité d’un acier à résister à la rouille.

Résistance : Capacité d'un acier à résister à la rupture ou à l'éclatement lors d'un impact.

Ténacité : capacité d'un acier à résister à la fracture, à l'écaillage ou à la déformation sous contrainte.

Résistance à l'usure : Capacité d'un acier à résister à l'abrasion, à l'érosion ou à d'autres dommages causés par le frottement. Elle a un effet direct sur la tenue des arêtes.

Carbure : Particules métalliques dures mais cassantes composées de carbone et d'autres métaux présents dans l'acier. En général, la dureté des carbures a un effet direct sur la résistance à l'usure d'un acier, tandis que la taille, la quantité et la fragilité des différents carbures peuvent influencer la ténacité de l'acier.

Qu’est-ce que l’acier et comment est-il fabriqué ?

En termes simples, l'acier est un alliage – un mélange de différents métaux – composé de fer et de carbone, ainsi que de divers autres métaux – appelés éléments d'alliage – ajoutés pour conférer à l'acier certaines propriétés. La plupart des aciers utilisés aujourd'hui dans la production industrielle sont produits soit par un procédé traditionnel de coulée en fusion, soit par un procédé de métallurgie des poudres ou des particules.

Dans la coulée d'acier conventionnelle, les métaux sont combinés dans un four, puis l'acier en fusion est coulé dans un moule, puis coulé en lingots. À partir de ces lingots, l'acier est ensuite forgé ou laminé, voire les deux, pour lui donner sa forme finale. À l'état fondu, l'acier est globalement homogène, tous les métaux étant répartis uniformément dans le mélange. Cependant, une fois refroidi et durci dans le moule, un processus appelé ségrégation s'enclenche : les éléments d'alliage s'agglutinent avec le carbone pour former de gros carbures, ce qui entraîne un mélange moins uniforme et une répartition inégale des propriétés chimiques souhaitées. Le forgeage et le laminage de l'acier permettent de remixer et de redistribuer les carbures pour une meilleure homogénéité.

La métallurgie des poudres, comme le procédé CPM de Crucible Industries, permet un contrôle bien plus précis des propriétés d'un acier donné, éliminant ainsi la ségrégation. Plutôt que d'être coulé dans un moule, l'acier en fusion est projeté à travers une buse haute pression et atomisé en minuscules gouttelettes qui se solidifient rapidement en poudre. Ces micro-lingots sphériques refroidissent si vite qu'ils forment des carbures plus petits sans ségrégation, et le mélange reste homogène. L'étape finale consiste à cuire la poudre à haute pression, la transformant ainsi en une pièce d'acier solide conservant sa structure uniforme.

Images reproduites avec l'aimable autorisation du Dr Larrin Thomas. Les points les plus brillants visibles ici sont des carbures grossis 100x.

Quelques mots sur les carbures...

Le contrôle de la taille, de la répartition et de la composition des carbures est primordial en coutellerie, car tous ces facteurs peuvent influencer la tenue du tranchant, l'usinabilité, la solidité, la ténacité et la résistance à la corrosion. En résumé, un carbure très dur, comme le carbure de vanadium, augmente la résistance à l'usure de la lame, lui permettant de rester aiguisée plus longtemps. Cependant, comme les carbures plus durs sont également plus cassants, une utilisation excessive donne une lame qui reste aiguisée, mais qui risque de s'écailler plus facilement.

Les métaux qui ne finissent pas dans les carbures existent en solution , remplissant l'espace entre les carbures et contribuant à plusieurs caractéristiques clés de la lame finale.

Prenons l'exemple du chrome. Le chrome est l'un des éléments d'alliage les plus courants dans l'acier, et la plupart de ces aciers présentent un équilibre subtil entre carbone et chrome. En solution, le chrome contribue à la résistance à la corrosion ; ainsi, les aciers contenant jusqu'à 12 % de chrome ou plus sont considérés comme des aciers « inoxydables », capables de mieux résister à la rouille et à la corrosion que les aciers pauvres en chrome. Cependant, le chrome peut également se lier au carbone pour former du carbure de chrome. Ces carbures peuvent être relativement gros et résistants, ce qui renforce la résistance d'une lame. Cependant, comme nous l'avons mentionné précédemment, les carbures plus gros et plus durs peuvent avoir d'autres effets, plus ou moins souhaitables. De plus, si le chrome est lié aux carbures, il n'est pas très efficace comme antirouille. Il faut donc ajouter un autre élément d'alliage, comme l'azote ou le molybdène, pour obtenir un autre résultat.

Les procédés de traitement thermique peuvent également avoir un impact important sur la formation du carbure. Le traitement thermique est le procédé que les couteliers doivent utiliser pour conférer à l'acier la dureté souhaitée, exprimée en HRC. La méthode de traitement thermique, les températures utilisées et l'indice HRC final ont un impact considérable sur les performances d'une lame. Entre métallurgistes et couteliers, le choix de l'acier et les procédés de trempe et d'usinage utilisés pour le transformer en lame doivent être soigneusement contrôlés afin de garantir les performances attendues de l'acier.

Lames Benchmade

Maintenant que vous avez la tête qui tourne, qu'est-ce que tout cela signifie pour vous ? En bref, votre lame est faite d'un acier conçu pour présenter certaines caractéristiques recherchées pour diverses utilisations et situations. Nous choisissons soigneusement parmi une gamme d'aciers pour lames que nous privilégions pour diverses raisons, généralement liées à la fonction prévue – ou à l'éventail de fonctions – du couteau en question. Sans plus attendre, passons aux choses sérieuses.

Aciers conventionnels

D2 : Breveté pour la première fois en 1927, l'acier D2 est un acier à outils dit « à haute teneur en carbone et en chrome ». Il convient parfaitement à la fabrication d'outils de toutes sortes. Réputé pour sa grande solidité et sa résistance à l'usure, grâce à sa forte teneur en carbures de chrome, il est idéal pour les outils coupants à fort impact comme les haches et les marteaux. Sa faible teneur en chrome en solution le rend sujet à la patine et peut rouiller relativement facilement sans entretien.

Le D2 est devenu un matériau de lame couramment utilisé au fil des ans et s'est avéré une référence fiable pour de nombreux couteliers. Crucible Industries propose une version CPM du D2 offrant une robustesse et une résistance à la corrosion considérablement améliorées.

L' Infidèle , notre vaisseau amiral D2.

154CM : Créé par le producteur d'acier américain Crucible Industries en 1959, le 154CM fut l'un des premiers aciers inoxydables rapides jamais fabriqués. Les aciers rapides conservent leur dureté aux températures élevées provoquées par le frottement des pièces mobiles, comme les roulements d'une turbine en rotation. Une partie du chrome contenu dans le 154CM forme des carbures de chrome, réduisant ainsi la quantité de chrome capable de repousser la rouille. L'ajout de molybdène améliore la dureté à chaud tout en améliorant la résistance à la corrosion.

Le légendaire coutelier Bob Loveless a lancé le premier couteau en acier 154CM en 1972, ce qui en a fait un incontournable de l'industrie, toujours reconnu pour sa robustesse, sa résistance à l'usure et à la corrosion. Cet acier aux formes arrondies est idéal pour les applications les plus exigeantes ou les lames à usage général.

440C : Créé dans les années 1930, l'acier 440C était l'un des premiers aciers inoxydables à haute dureté, popularisé pour la fabrication de couteaux grâce à sa robustesse, sa résistance à l'usure et à la corrosion. Facile à affûter, il est proposé en option pour nos lames de couteaux de table . Nous l'utilisons surtout pour les crochets de sauvetage et les outils de défense, comme la famille de poignards SOCP , en raison de sa facilité d'affûtage et de son coût inférieur à celui d'un acier similaire comme le 154CM.

N680 : Produit par Böhler, le N680 est un acier à haute teneur en chrome et molybdène auquel on a ajouté de l'azote. L'azote est difficile à ajouter à l'acier, il n'en contient donc qu'une faible quantité, mais il améliore significativement la résistance à la corrosion en réduisant la formation de carbure de chrome, laissant ainsi plus de chrome libre pour résister à la rouille. Cela a également l'avantage de réduire la fragilité des carbures et d'augmenter la ténacité. C'est pourquoi nous l'utilisons dans des couteaux comme le couteau de sauvetage Triage , avec sa lame émoussée à pointe de levier, ainsi que dans le couteau de plongée fixe 112SBK-BLK H2O, également émoussé.

Damas : À la fois un type d'acier et un procédé de fabrication ancien, l'acier Damas est une combinaison de deux aciers similaires présentant des niveaux de résistance à la corrosion différents. Ces aciers sont forgés ensemble à la main pour obtenir leur forme finale grâce à un procédé appelé « soudage par forge » , où les deux aciers sont chauffés et pliés ensemble, créant ainsi plusieurs couches aux motifs variés. Le matériau forgé final est ensuite meulé pour former une lame et gravé à l'acide par immersion dans un bain d'acide. L'acide corrode les deux aciers à des vitesses légèrement différentes, révélant ainsi le motif caractéristique du Damas.

Nous utilisons rarement l'acier Damas, préférant ce matériau unique, artisanal et magnifique, à certaines de nos versions haut de gamme de la Classe Or. L'acier Damas est un produit difficile à produire en grande quantité et avec un niveau de qualité élevé, exigeant une attention particulière et un travail minutieux, mais les résultats sont vraiment exceptionnels.

Aciers pour la métallurgie des poudres

CPM - 154 : Cette version poudre du 154CM est produite selon le procédé CPM (Crucible Particle Metallurgy) de Crucible. Bien que sa composition chimique soit identique à celle du 154CM, le CPM-154 présente une amélioration sur la plupart de ses caractéristiques. Des carbures plus petits, plus nombreux et uniformément répartis conservent la robustesse et la résistance à l'usure du 154CM classique, tandis que la ténacité et la résistance à la corrosion sont améliorées.

Utilisé pour plusieurs de nos produits SelectEdge™, comme le couteau Station , ainsi que pour d'autres couteaux de coutellerie et plusieurs couteaux de la collection Chasse , cet acier est parfaitement équilibré pour une utilisation en cuisine et pour la préparation du gibier. La stabilité du tranchant et la résistance à la corrosion réduisent l'entretien, tandis que sa robustesse accrue assure une durabilité et une stabilité accrues du tranchant.

CPM-S30V : Premier acier conçu pour les lames de couteaux de poche, le CPM-S30V est un perfectionnement d'aciers similaires comme le S90V et le S60V, réputés pour leur forte teneur en vanadium, qui crée un carbure de vanadium très résistant, libérant ainsi du chrome pour une meilleure résistance à la corrosion. Développé par Crucible en collaboration avec le célèbre coutelier Chris Reeve, le CPM-S30V est considéré comme un acier polyvalent et polyvalent pour lames.

Alliant robustesse, robustesse, résistance à la corrosion et tenue du tranchant, cet acier est le plus courant de notre gamme. Le CPM-S30V est idéal pour les lames EDC ou à usage général, où aucune caractéristique n'est plus importante qu'une autre. Son excellente résistance à la corrosion et sa tenue du tranchant en font un couteau de poche idéal pour une utilisation variée, ponctuelle ou quotidienne, pour un nombre limité d'applications. Facile à affûter et à affûter sur le terrain et suffisamment robuste pour la plupart des tâches, le CPM-S30V est également un choix de premier ordre pour nos couteaux de chasse.

M390 : Conçu comme un superacier inoxydable haute dureté et à haute teneur en chrome, le M390 a été créé en Autriche par le célèbre sidérurgiste Böhler Edelstahl. Né de la volonté de créer un acier à outils inoxydable relativement facile à usiner, le M390 est un acier à couteaux extrêmement populaire, principalement utilisé dans les couteaux haut de gamme fabriqués hors des États-Unis. Il est réputé pour sa capacité à conserver un tranchant ultra-fin et à le maintenir en usage prolongé. Sa teneur élevée en chrome libre lui confère une résistance phénoménale à la corrosion. Cette forte teneur en chrome permet également d'obtenir une grande quantité de carbure de chrome, ce qui améliore la résistance à l'usure et la robustesse, mais sa ténacité est légèrement inférieure à celle d'un acier comme le CPM-S90V. Le M390 est une excellente option de lame nécessitant peu d'entretien.

Photo : Will Sauer @everlastingember

CPM-20CV : Au début des années 2000, le M390 gagnait en popularité, mais il était peu utilisé dans les couteaux en raison de sa rareté. Latrobe Steel, une entreprise de Pennsylvanie, rachetée plus tard par Crucible Industries, a créé le Duratech 20CV, une version américaine du M390. Aujourd'hui, le CPM-20CV de Crucible est aussi populaire que le M390 et largement disponible auprès des fabricants américains.

Bien qu'il existe de légères différences entre eux, le CPM-20CV est considéré comme un analogue du M390, excellent comme super acier haute dureté avec une excellente tenue du tranchant et une excellente résistance à la corrosion. Nous sommes particulièrement heureux de le proposer comme lame supplémentaire dans notre outil de création de couteaux sur mesure.

Elmax : Développé par Uddeholm et livré pour la première fois en 1990, Elmax SuperClean (en référence au Le procédé de métallurgie des poudres Böhler-Uddeholm est reconnu pour ses teneurs élevées en carbone, chrome et vanadium, ce qui lui confère non seulement une excellente résistance à la corrosion, une solidité et une résistance à l'usure exceptionnelles, mais aussi une excellente ténacité. Sa forte teneur en chrome lui confère une résistance à l'usure élevée, tandis que sa structure à grains fins assure la ténacité malgré la formation de carbure de chrome.

L'acier Elmax n'était pas disponible pour les couteliers américains jusqu'en 2009 environ, il n'a donc pas été aussi largement adopté que le M390 ou le 20CV. Cependant, il rivalise avec ces deux aciers en termes de tenue du tranchant et de résistance à la corrosion, tout en les surpassant en robustesse. Il constitue donc un excellent choix pour les amateurs de plein air confrontés à des conditions difficiles et à une utilisation intensive.

CPM-S90V : Précurseur du CPM-S30V, le CPM-S90V a été développé par Crucible en 1996, dans le but de créer un nouvel acier inoxydable hautement résistant à l'usure, plus résistant que des aciers similaires comme le M390 et le CPM-20CV. Le résultat est un acier qui contribue à dissiper l'idée reçue selon laquelle un acier plus dur est un acier de meilleure qualité. Notre CPM-S90V est trempé à 59-61 HRC, un degré très proche de celui du CPM-S30V (58-60 HRC). Cependant, sa teneur plus élevée en vanadium lui confère un avantage significatif en termes de tenue des arêtes sans compromettre la ténacité.

En raison de sa plus grande résistance à l'usure, le CPM-S90V est également plus difficile à affûter, à biseauter et à aiguiser, ce qui le rend plus long et exigeant en main-d'œuvre. Mais les avantages du CPM-S90V dépassent largement ces préoccupations. Nous l'utilisons pour les lames haut de gamme de nos couteaux des séries Blue Class, Black Class et HUNT, ainsi que pour diverses éditions limitées, et comme option premium pour nos couteaux. fabricant de couteaux sur mesure.

15017-1 Hidden Canyon Hunter, avec CPM-S90V

CPM-M4 : Lorsque l'acier M4 original a été créé, les aciers à outils rapides étaient encore nouveaux dans le monde de la métallurgie, et il n'y avait pas de consensus sur l'utilisation du tungstène par rapport au molybdène comme élément d'alliage clé utilisé pour améliorer la « dureté rouge », ou la capacité de l'acier à maintenir sa dureté à des températures qui le rendraient rouge vif.

Le tungstène est incroyablement résistant, mais le molybdène peut faire tout ce que le tungstène fait avec deux fois moins de matériau. Le M4 conventionnel utilise un mélange des deux. Plusieurs années et de nombreux tests plus tard ont dissipé les derniers doutes concernant le molybdène, moins cher et plus facilement disponible, le rendant ainsi préférable au tungstène et conduisant Crucible à produire du CPM-M4 uniquement avec du molybdène.

Bénéficiant de la métallurgie des poudres moderne, le CPM-M4 est l'un des aciers à lame les plus populaires, voire les plus récents, dans le monde de la coutellerie. Il se caractérise par une résistance à l'usure exceptionnelle et une dureté élevée, avec une tenue du tranchant comparable à celle du CPM-20CV, tout en offrant la robustesse du D2. Exceptionnellement dur à usiner, il convient parfaitement aux utilisateurs intensifs. Sa faible teneur en chrome permet de le maintenir sec et huilé régulièrement.

Le 537GY-1 Bailout, équipé d'acier CPM-M4 (Photo : Adam Tangsrud @adam.tangsrud)

CPM-3V : L'un des derniers ajouts à notre gamme, le CPM-3V, développé par Crucible, est un acier à haute ténacité. Sa forte teneur en vanadium, combinée aux merveilles de la métallurgie des poudres, permet d'obtenir un faible volume de carbures de vanadium ultra-durs. Ces carbures confèrent à la lame une bonne résistance à l'usure, tandis que leur faible densité améliore sa ténacité. En effet, si la lame est pliée, moins de carbures durs peuvent entrer en contact et provoquer des fractures de contrainte ou des déformations.

Lors de nos premiers tests dans notre laboratoire, le CPM-3V est resté incassable, une première pour Benchmade. La lame a fléchi à près de 45 degrés avant que la machine ne tombe en panne, et elle a repris sa forme initiale, presque à son état initial. Cette robustesse exceptionnelle fait du CPM-3V le choix idéal pour un couteau ultra-léger et robuste comme le 537GY Bailout® ou un outil tactique robuste comme le 185 SOCP® Combat Fixed Blade .

CPM-MagnaCut : Le développement de MagnaCut marque un tournant pour son créateur, le Dr Larrin Thomas. Comme il sera le premier à vous le dire, il n'est pas métallurgiste, mais au cours de son exploration approfondie de l'acier pour lames, stimulé dès son plus jeune âge par sa curiosité pour le S30V, l'idée de développer un nouvel acier pour lames l'a fasciné. Selon ses propres termes : « J'avais envisagé de créer mes propres compositions d'acier, mais ce simple désir ne garantit pas que l'on ait quelque chose d'unique à proposer. Cependant, passer tout ce temps à écrire sur différents aciers pour couteaux m'a finalement conduit à une série d'illuminations sur des possibilités de conception d'acier encore inexplorées. »

En 2021, le Dr Thomas, Crucible Industries et Niagara Specialty Metals ont lancé le CPM-MagnaCut, déclenchant une ruée massive sur ce nouvel acier exceptionnel. Mais qu'est-ce qui le rend si spécial ? Sur le papier, il ne semble pas révolutionnaire, mais la chimie ne fait pas tout. La combinaison de la production de Crucible et du procédé de laminage à chaud de Niagara, combinée à un mélange d'alliages parfaitement adapté, a permis de produire un acier offrant une résistance et une ténacité comparables à celles du CPM-M4, une résistance à la corrosion supérieure à celle du N680 et une excellente résistance à l'usure. À l'instar du S30V avant lui, cet acier à couteaux spécialement conçu établit une nouvelle norme, alliant les meilleures qualités de l'acier à outils et de l'acier inoxydable. Ces caractéristiques en ont fait le choix idéal pour notre collection Water , parmi d'autres couteaux Benchmade. Découvrez l'histoire fascinante de la création du MagnaCut ici et apprenez-en plus sur le développement de notre collection Water et l'intégration de l'acier MagnaCut .

CPM-CruWear : Le Cru-Wear, ainsi que plusieurs aciers similaires, est apparu dans les années 1980, après l'expiration du brevet de l'acier Vasco Die, déposé par Harry Johnstin en 1964. Ce brevet concernait un acier capable de résister à la chaleur générée lors du forgeage et de la fabrication des matrices. L'utilisation du vanadium gagnait en popularité pour accroître la résistance à l'usure, mais une concentration excessive pouvait rendre l'acier difficile à rectifier, ce qui entraînait le problème classique de trouver le bon équilibre. L'acier Vasco Die a donné naissance à l'acier Vasco Wear, plus résistant, offrant un meilleur équilibre entre résistance à l'usure et ténacité, ainsi qu'une meilleure résistance à la corrosion que les aciers à outils plus anciens comme le D2. À l'expiration du brevet de Johnstin, d'autres fabricants d'acier se sont mis à créer leurs propres versions de l'acier Vasco Wear.

Breveté en 1994, le CPM-CruWear est le premier acier en poudre haute ténacité de Crucible. Similaire à l'acier 3V en termes de ténacité, il privilégie la résistance à l'usure, ce qui lui confère des performances de coupe globales entre 3V et M4. Nous sommes ravis de le proposer dans plusieurs outils à usage intensif, notamment le Mini Adamas 273 , qui se distingue par sa durabilité exceptionnelle, sa facilité d'affûtage et sa grande résistance au tranchant.

Photo : Will Sauer @everlastingember

Damasteel® : Si l'acier Damas était inventé aujourd'hui, voici comment il serait fabriqué. Produit par Damasteel Labs en Suède, Damasteel® est une version inoxydable de l'acier Damas obtenue par métallurgie des poudres. Ce procédé réduit considérablement la quantité d'inclusions et d'impuretés par rapport à l'acier coulé classique, tout en garantissant un assemblage sans les risques potentiels liés au procédé de forgeage-soudage.

Deux aciers sont atomisés puis compactés par pressage isostatique à chaud pour densifier l'acier. Il est ensuite forgé et laminé pour être modelé. Ce modelage est réalisé par torsion et/ou frappe. Le motif est révélé après gravure à l'acide, comme pour le Damas traditionnel. Disponible dans une gamme de motifs toujours plus large, nous apprécions Damasteel pour sa robustesse, sa résistance à la corrosion et sa capacité à obtenir un tranchant très tranchant. Damasteel nous offre des performances et une fiabilité optimales, tout en étant disponible pour la production de couteaux à grande échelle.

Nous sommes fiers d'offrir Damasteel® sur bon nombre de nos versions limitées et en option pour les couteaux personnalisés comme le CSTM. 940 Osborne .

Photo : Brandon Yuen @every.day.minimalist

La fin... Ou pas ?

Vous avez réussi ! Il y a beaucoup d'informations ici, et ce n'est que la partie émergée de l'iceberg. Toute conversation sur l'acier des lames peut se transformer en une véritable plongée dans le vif du sujet, et des ressources comme Knife Steel Nerds sont extrêmement instructives et enrichissantes.

Nous progressons constamment et explorons les aciers les plus récents et les plus fiables à notre disposition, et nous examinons soigneusement les nouveaux aciers, toujours dans le but de fournir les meilleures performances, qualité et fiabilité.

---

Un grand merci au Dr Larrin Thomas de KnifeSteelNerds.com pour sa précieuse collection d'informations sur l'acier à couteaux. Découvrez son livre, « Cutting Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry ».