Lame en acier 101

Utilisé à l'origine par les alchimistes pour décrire l'extraction des métaux à partir des roches et des minéraux, le terme métallurgie englobe aujourd'hui un ensemble de disciplines scientifiques et techniques qui étudient, testent et créent de nouveaux alliages métalliques. Dans le domaine de la coutellerie, l'expression « acier pour lames » désigne une liste sans cesse croissante de matériaux possédant chacun des propriétés chimiques et physiques uniques, idéales pour la fabrication d'outils de coupe et de lames de couteaux.

Lors de la conception d'un couteau, les couteliers sélectionnent les meilleurs aciers et matériaux en fonction de plusieurs critères. Un couteau d'autodéfense n'a pas forcément besoin d'un tranchant exceptionnel, mais il doit impérativement être robuste et résistant. En revanche, un couteau de poche destiné à un usage quotidien peut servir à de multiples tâches de coupe ; dans ce cas, la durabilité du tranchant est primordiale. Quoi qu'il en soit, bien connaître sa lame permet de faire des choix éclairés lors de l'achat, de l'utilisation et de l'entretien de ses couteaux. En tenant compte de la résistance à la rouille, de la solidité et des différents avantages des aciers utilisés pour la fabrication des couteaux, les amateurs peuvent choisir la lame idéale en fonction de leurs besoins et préférences spécifiques.

Internet regorge de fiches techniques, de tableaux, d'analyses et de discussions sur les aciers pour lames. Pour ceux qui souhaitent se lancer, Knife Steel Nerds est une mine d'informations, vivement recommandée à tous ceux qui s'intéressent à la métallurgie des lames. Nous allons maintenant aborder quelques notions de base pour vous aider à mieux comprendre la signification du marquage de l'acier sur votre lame.

Acier CPM-S30V dans le Necron™ | Jade G10

Avant d'aller plus loin, il convient de définir quelques termes clés importants :

Maintien 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 sous l'effet d'un impact.

Ténacité : Capacité d'un acier à résister à la rupture, 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 influe directement sur la tenue du tranchant.

Carbures : particules métalliques dures mais fragiles, composées de carbone et d’autres métaux présents dans l’acier. La dureté des carbures influe directement sur la résistance à l’usure de l’acier, tandis que leur taille, leur quantité et leur fragilité peuvent impacter sa ténacité.

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 lui conférer certaines propriétés. La plupart des aciers utilisés aujourd'hui dans la production industrielle sont fabriqués soit par coulée en fusion traditionnelle, soit par métallurgie des poudres ou des particules.

Dans la fonderie d'acier traditionnelle, les métaux sont mélangés dans un four, puis l'acier en fusion est coulé dans un moule et transformé en lingots. À partir de ces lingots, l'acier est ensuite forgé ou laminé – ou les deux – pour obtenir une forme utilisable, généralement une tôle. À l'état fondu, l'acier est majoritairement homogène, avec une répartition uniforme de tous les métaux dans le mélange. Cependant, dès qu'il commence à refroidir et à durcir dans le moule, un processus appelé ségrégation se produit : les éléments d'alliage s'agglomèrent avec le carbone pour former de gros carbures, ce qui entraîne un mélange moins homogène et une répartition inégale des propriétés chimiques recherchées. Le forgeage et le laminage de l'acier permettent de remélanger et de redistribuer les carbures.

La métallurgie des poudres offre un meilleur contrôle des propriétés d'un acier donné, en éliminant la ségrégation. Au lieu d'être coulé dans un moule, l'acier en fusion est projeté à travers une buse haute pression, se pulvérisant en gouttelettes extrêmement fines 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 en une pièce d'acier solide qui conserve sa structure uniforme.

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

Quelques mots sur les carbures...

En coutellerie, la maîtrise de la taille, de la répartition et de la composition des carbures est primordiale, car ces facteurs influent sur la tenue du tranchant, l'usinabilité, la résistance, la ténacité et la résistance à la corrosion. En clair, les carbures très durs, comme le carbure de vanadium, augmentent la résistance à l'usure de la lame, lui permettant de conserver son tranchant plus longtemps. Cependant, comme les carbures durs sont aussi plus cassants, une quantité excessive de carbures peut donner une lame qui, bien que toujours tranchante, risque de s'ébrécher plus facilement.

Les métaux qui ne se retrouvent pas sous forme de 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 des aciers présentent un équilibre précis entre les teneurs en carbone et en chrome. En solution, le chrome libre contribue à la résistance à la corrosion ; ainsi, les aciers contenant jusqu'à 12 % de chrome, voire plus, sont considérés comme « inoxydables », capables de mieux résister à la rouille et à la corrosion que les aciers à faible teneur en chrome. Cependant, le chrome peut également se lier au carbone pour former du carbure de chrome. Ces carbures peuvent être relativement grands et résistants, et ainsi accroître la solidité d'une lame. Mais comme nous l'avons mentionné précédemment, des carbures plus grands et plus durs peuvent avoir d'autres effets, plus ou moins souhaitables. De plus, si le chrome est lié aux carbures, son efficacité en tant qu'agent antirouille est fortement réduite ; il est donc nécessaire d'ajouter un autre élément d'alliage, comme l'azote ou le molybdène, pour obtenir le même résultat.

Les traitements thermiques ont une influence considérable sur la formation des carbures. Le traitement thermique est le procédé utilisé par les couteliers pour conférer à l'acier la dureté souhaitée, exprimée en HRC. Les procédés et températures de traitement thermique, ainsi que la dureté finale, ont un impact majeur sur les performances d'une lame. Métallurgistes et couteliers doivent contrôler rigoureusement le choix de l'acier et les méthodes de trempe et d'usinage pour garantir des performances optimales.

Lames Benchmade

Maintenant que vous avez un peu le tournis, qu'est-ce que tout cela signifie pour vous ? En résumé, votre lame est fabriquée dans un acier conçu pour posséder des caractéristiques spécifiques, recherchées pour diverses utilisations dans différentes situations. Nous sélectionnons avec soin les aciers que nous privilégions parmi notre gamme d'aciers pour lames, pour diverses raisons généralement liées à la ou aux fonctions prévues du couteau. Sans plus attendre, entrons dans le détail.

Aciers conventionnels

Acier D2 : Breveté pour la première fois en 1927, l’acier D2 est un acier à outils à haute teneur en carbone et en chrome, particulièrement adapté à la fabrication d’outils de toutes sortes. Reconnu pour sa haute résistance mécanique et sa grande résistance à l’usure, dues à sa forte teneur en carbures de chrome, il est idéal pour les outils de coupe soumis à des chocs importants, comme les haches et les marteaux. Sa faible teneur en chrome le rend cependant sensible à la patine et à la rouille, relativement facile à former sans entretien adéquat.

L'acier D2 est devenu un matériau couramment utilisé pour les lames au fil des ans et s'est avéré être un choix fiable pour de nombreux couteliers. Crucible Industries a produit une version CPM du D2 qui offre une robustesse considérablement améliorée et une meilleure résistance à la corrosion.

L' Infidèle , notre fleuron D2.

L'acier 154CM , créé en 1959 par le sidérurgiste américain Crucible Industries, fut l'un des premiers aciers rapides jamais fabriqués. Ces aciers conservent leur dureté aux hautes températures générées par le frottement des pièces mobiles, comme les paliers d'une turbine. Une partie du chrome contenu dans le 154CM forme des carbures, réduisant ainsi son pouvoir antirouille. L'ajout de molybdène, quant à lui, améliore la dureté à chaud et la résistance à la corrosion.

Le légendaire coutelier Bob Loveless a lancé le premier couteau en acier 154CM en 1972, faisant de cet acier un incontournable du secteur, toujours reconnu pour sa robustesse, sa résistance à l'usure et à la corrosion. C'est un acier polyvalent, idéal pour les travaux exigeants comme pour les lames à usage général.

Acier 440C : Créé dans les années 1930, l’acier 440C fut l’un des premiers aciers inoxydables à haute dureté, popularisé pour la coutellerie grâce à sa robustesse, sa résistance à l’usure et à la corrosion. Facile à affûter pour obtenir un tranchant fin et précis, nous le proposons en option pour les lames de nos couteaux de table , mais nous l’utilisons le plus souvent pour les crochets de sauvetage et les outils de défense, comme la gamme 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, l’acier N680 est un acier à haute teneur en chrome et en molybdène auquel on a ajouté de l’azote. L’azote étant difficile à incorporer à l’acier, il n’est présent qu’en faible quantité. Cependant, il améliore considérablement la résistance à la corrosion en réduisant la formation de carbures de chrome, ce qui permet de libérer davantage de chrome pour lutter contre la rouille. De plus, il réduit la formation de carbures fragiles et augmente la ténacité. C’est pourquoi nous l’avons utilisé dans des couteaux comme le couteau de secours Triage , doté d’une lame à pointe émoussée, ainsi que dans le couteau de plongée fixe 112SBK-BLK H2O, également à lame émoussée.

Acier de Damas : À la fois style d’acier et procédé de fabrication ancestral, l’acier de Damas est un assemblage de deux aciers similaires présentant des niveaux de résistance à la corrosion différents. Ces aciers sont forgés ensemble à la main selon un procédé appelé soudage à la forge : chauffés et pliés l’un contre l’autre, ils créent de multiples couches aux motifs variés. La pièce forgée est ensuite meulée pour former une lame, puis attaquée 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 damassé caractéristique.

Nous utilisons rarement l'acier de Damas, préférant réserver ce matériau unique, travaillé à la main et d'une grande beauté à nos modèles haut de gamme de la gamme Gold Class. L'acier de Damas est un matériau complexe à produire en grande quantité et avec un niveau de qualité élevé ; il exige une attention particulière et un travail minutieux, mais le résultat est véritablement exceptionnel.

Aciers de métallurgie des poudres

CPM - 154 : Cette version en poudre du 154CM possède la même composition chimique, mais présente des améliorations au niveau de la plupart de ses caractéristiques. Des carbures plus petits, plus nombreux et répartis de manière plus homogène préservent la résistance et la durabilité du 154CM conventionnel, tandis que la ténacité et la résistance à la corrosion sont nettement supérieures.

Choisi pour plusieurs de nos produits SelectEdge™, comme le couteau de cuisine , ainsi que pour le reste de notre gamme de couteaux et certains modèles de notre collection chasse , cet acier offre un équilibre parfait entre usage en cuisine et pour la préparation du gibier. Son excellent maintien du tranchant et sa résistance à la corrosion réduisent l'entretien, tandis que sa robustesse accrue garantit une durabilité et une stabilité de coupe optimales.

CPM-S30V : Premier acier conçu spécifiquement pour les lames de couteaux de poche, le CPM-S30V est une version améliorée d'aciers similaires tels que le S90V et le S60V. Réputé pour sa haute teneur en vanadium, il forme un carbure de vanadium très résistant, libérant ainsi du chrome pour une meilleure résistance à la corrosion. Développé par Crucible en collaboration avec le coutelier de renom Chris Reeve, le CPM-S30V est considéré comme un acier polyvalent et performant pour la fabrication de lames.

Alliant robustesse, ténacité, résistance à la corrosion et tenue de coupe, cet acier est le plus répandu de notre gamme. Le CPM-S30V est idéal pour les couteaux EDC (Everyday Carry) ou polyvalents, pour lesquels aucune caractéristique n'est plus importante qu'une autre. Son excellente résistance à la corrosion et sa tenue de coupe en font un choix idéal pour un couteau de poche pouvant servir ponctuellement à diverses tâches, ou quotidiennement à des tâches plus spécifiques. Facile à affûter et à polir sur le terrain, et suffisamment robuste pour la plupart des travaux, le CPM-S30V est également un excellent choix pour nos couteaux de chasse.

M390 : Conçu comme un acier inoxydable de haute dureté et à haute teneur en chrome, le M390 a été créé en Autriche par le célèbre aciérie Böhler Edelstahl. Né du désir de créer un acier à outils inoxydable relativement facile à usiner, le M390 est un acier pour couteaux extrêmement populaire, que l’on retrouve le plus souvent dans les couteaux haut de gamme fabriqués hors des États-Unis. Il est réputé pour sa capacité à obtenir un tranchant ultra-fin et durable, même après une utilisation prolongée. Sa forte teneur en chrome libre lui confère une résistance à la corrosion exceptionnelle. Cette teneur élevée en chrome entraîne également une forte présence de carbure de chrome, ce qui lui confère une résistance à l’usure et une solidité supérieures, mais une ténacité légèrement inférieure à celle d’un acier comme le CPM-S90V. Le M390 est un excellent choix pour les lames nécessitant peu d’entretien.

Photo : Will Sauer @everlastingember

CPM-20CV : Au début des années 2000, l’acier M390 commençait à gagner en popularité, mais sa rareté le rendait peu utilisé dans la fabrication de couteaux. Latrobe Steel, en Pennsylvanie, racheté plus tard par Crucible Industries, a créé le Duratech 20CV, une version américaine du M390.

Malgré de légères différences, le CPM-20CV est considéré comme l'équivalent du M390 : un acier de haute dureté offrant un excellent maintien du tranchant et une résistance à la corrosion remarquable. Nous sommes particulièrement heureux de le proposer comme option de lame supplémentaire dans notre configurateur de couteaux sur mesure.

Elmax : Développé par Uddeholm en 1990, Elmax SuperClean (en référence à la Le procédé de métallurgie des poudres Böhler-Uddeholm est reconnu pour sa haute teneur en carbone, chrome et vanadium, qui lui confère une résistance exceptionnelle à la corrosion, une grande solidité et une excellente résistance à l'usure, ainsi qu'une ténacité remarquable. La forte teneur en chrome assure l'inoxydabilité, tandis que la structure à grains fins garantit la ténacité malgré la formation de carbure de chrome.

L'acier Elmax est resté inaccessible aux couteliers américains jusqu'en 2009 environ, ce qui explique sa moindre diffusion par rapport aux aciers M390 ou 20CV. Cependant, il rivalise avec ces deux aciers en termes de tenue de coupe et de résistance à la corrosion, tout en les surpassant en robustesse. De ce fait, il constitue un excellent choix pour les amateurs de plein air évoluant dans des conditions difficiles.

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 à haute résistance à l’usure, plus dur que des aciers similaires comme le M390 et le CPM-20CV. Il en résulte un acier qui contribue à déconstruire l’idée reçue selon laquelle un acier plus dur est forcément meilleur. Notre CPM-S90V est trempé à 59-61 HRC, une valeur très proche des 58-60 HRC du CPM-S30V. Cependant, sa teneur plus élevée en vanadium lui confère un avantage significatif en termes de tenue de coupe, sans compromettre sa ténacité.

Grâce à sa résistance supérieure à l'usure, l'acier CPM-S90V est également plus difficile à affûter, à biseauter et à aiguiser, ce qui rend son utilisation plus longue et plus laborieuse. Cependant, ses avantages compensent largement ces inconvénients, et 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 dans notre gamme de 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 à rouge », ou la capacité de l'acier à maintenir sa dureté à des températures qui le rendraient rougeoyant.

Le tungstène est incroyablement résistant, mais le molybdène offre les mêmes performances avec deux fois moins de matière. L'acier M4 classique utilise un mélange des deux. Après plusieurs années et de nombreux tests, les derniers doutes concernant le molybdène, moins cher et plus facilement disponible, ont été dissipés, le rendant préférable au tungstène et incitant Crucible à produire du CPM-M4 exclusivement en molybdène.

Grâce aux progrès de la métallurgie des poudres, l'acier CPM-M4 est l'un des aciers à lames les plus populaires, sinon le plus récent, dans le monde de la coutellerie. Il se caractérise par une résistance à l'usure exceptionnelle et une dureté élevée, avec un tranchant comparable à celui du CPM-20CV, tout en offrant la robustesse du D2. Bien qu'il soit particulièrement difficile à usiner, il est parfaitement adapté aux utilisateurs intensifs. Sa faible teneur en chrome nécessite cependant un entretien régulier : il faut le maintenir au sec et l'huiler.

Le système de sauvetage 537GY-1, doté d'une structure en acier CPM-M4 (Photo : Adam Tangsrud @adam.tangsrud)

CPM-3V : Dernier-né de notre gamme, l’acier CPM-3V a été créé par Crucible comme acier à haute ténacité. Sa forte teneur en vanadium, combinée aux avantages de la métallurgie des poudres, permet d’obtenir une faible quantité de carbures de vanadium ultra-durs. Ces carbures confèrent à la lame une excellente résistance à l’usure, tandis que leur faible densité améliore sa ténacité. En effet, en cas de flexion de la lame, le nombre de carbures durs susceptibles d’entrer en contact et de provoquer des fissures ou des déformations est réduit.

Lors de nos premiers tests en laboratoire, l'acier CPM-3V s'est avéré incassable, une première pour Benchmade. La lame a fléchi à près de 45 degrés avant que la machine de test ne cède, puis elle a repris sa forme initiale, quasiment intacte. Cette robustesse exceptionnelle fait du CPM-3V le choix idéal pour un couteau ultraléger et ultra-résistant comme le 537GY Bailout® ou un outil tactique ultra-résistant comme le 185 SOCP® Combat Fixed Blade .

CPM-MagnaCut : L'histoire du développement de MagnaCut marque en quelque sorte la boucle bouclée pour son créateur, le Dr Larrin Thomas. Comme il le reconnaît lui-même, il n'est pas métallurgiste, mais son exploration approfondie de tous les aciers pour lames, initialement motivée par sa curiosité pour le S30V, l'a fasciné par l'idée de développer de nouveaux aciers. Il explique : « J'avais envisagé de créer mes propres compositions d'acier, mais le simple fait d'en avoir envie ne signifie pas forcément avoir quelque chose d'unique à proposer. Cependant, passer autant de temps à écrire sur différents aciers pour couteaux a finalement conduit à une série de révélations 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, provoquant un engouement considérable pour 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. L'alliance du savoir-faire de Crucible et du procédé de laminage à chaud de Niagara, combinée à un dosage précis d'alliages, a permis d'obtenir un acier dont la résistance et la ténacité égalent celles du CPM-M4 et dont la résistance à la corrosion surpasse celle du N680, avec en prime une excellente résistance à l'usure. À l'instar du S30V avant lui, cet acier pour couteaux, conçu spécifiquement pour cet usage, établit une nouvelle norme en combinant les meilleures qualités des aciers à outils et des aciers inoxydables. 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 davantage sur le développement de notre collection Water et l'intégration de l'acier MagnaCut .

L'acier CPM-CruWear , ainsi que plusieurs aciers similaires, a vu le jour dans les années 1980, suite à l'expiration du brevet du 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 se répandait pour améliorer la résistance à l'usure, mais une trop grande quantité pouvait rendre l'usinage difficile, d'où la nécessité de trouver le bon dosage. Le Vasco Die a donné naissance au Vasco Wear, un acier plus résistant offrant un meilleur compromis 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. Après l'expiration du brevet de Johnstin, d'autres aciéries se sont attelées à la création de leurs propres versions du Vasco Wear.

L'acier CPM-CruWear, breveté en 1994, est le premier acier en poudre haute ténacité de Crucible. Sa ténacité est comparable à celle de l'acier 3V, mais il privilégie la résistance à l'usure, offrant ainsi des performances globales pour la fabrication de couteaux intermédiaires entre celles des aciers 3V et M4. Nous sommes ravis de le proposer dans de nombreux outils robustes, notamment le 273 Mini Adamas , où sa durabilité exceptionnelle, sa facilité d'affûtage et son excellent maintien du tranchant font toute la différence.

Photo : Will Sauer @everlastingember

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

Deux aciers sont atomisés puis compactés par pressage isostatique à chaud pour densifier l'acier. Il est ensuite forgé et laminé pour recevoir le motif. Ce motif est obtenu par torsion et/ou frappe. Il est révélé après une attaque à l'acide, comme pour le Damas traditionnel. Proposé dans une gamme de motifs en constante expansion, le Damasteel est apprécié pour sa robustesse, sa résistance à la corrosion et son excellent tranchant. Le Damasteel nous offre des performances et une fiabilité optimales, tout en étant adapté à la production de couteaux à grande échelle.

Nous sommes fiers de proposer l'acier Damasteel® sur plusieurs de nos éditions limitées et en option pour les couteaux personnalisés comme le CSTM. 940 Osborne .

Photo : Brandon Yuen @every.day.minimalist

La fin… ou pas ?

Bravo ! Vous avez réussi ! Il y a une mine d'informations ici, et ce n'est que la partie émergée de l'iceberg. Toute discussion sur l'acier des lames peut mener à des analyses très approfondies, et des ressources comme Knife Steel Nerds sont extrêmement instructives et enrichissantes.

Nous recherchons constamment de nouveaux aciers, les plus récents et les plus fiables à notre disposition, et nous les examinons avec soin, toujours dans le but d'offrir les meilleures performances, la meilleure qualité et la meilleure fiabilité.

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Un grand merci au Dr Larrin Thomas de KnifeSteelNerds.com pour son incroyable mine d'informations sur l'acier utilisé en coutellerie. Je vous recommande vivement son ouvrage : « Knife Engineering: Steel, Heat Treating, and Geometry ».