Illustrazione di un coltello disegnato con linee bianche, collo della lama evidenziato in giallo

Scienza dei materiali

Cosa c'è nella lama di un coltello?

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Cosa c'è nella lama di un coltello?

Tipi fondamentali di acciai per coltelli

Esistono centinaia di tipi di acciaio utilizzati per le lame dei coltelli, ma possono essere classificati solo in tre tipi fondamentali: I monosteel, che comprendono gli acciai al carbonio e gli acciai inossidabili, gli acciai da polveri e gli acciai di Damasco.

Acciaio al carbonio:

Gli acciai al carbonio non contengono additivi o pochissimi elementi di lega e sono pertanto definiti acciai non legati o a bassa lega.

L'acciaio al carbonio è caratterizzato da una durezza particolarmente elevata (durezza Rockwell superiore a 60 HRC) e quindi dalla ritenzione del filo (per quanto tempo la lama rimane affilata?). Tuttavia, l'affilatura con gli affilacoltelli è relativamente facile.

Poiché non vengono utilizzati elementi di lega, o quasi, e quindi non viene utilizzato il cromo, le lame corrispondenti non sono purtroppo resistenti alla ruggine. Ciò significa che sulla lama compaiono rapidamente segni antiestetici.

Poiché all'acciaio viene aggiunto solo carbonio, è relativamente economico nonostante la sua elevata durezza. Il suo utilizzo per coltelli e altri strumenti da taglio come spade, forbici, asce e accette è quindi ovvio.

Oggi l'acciaio al carbonio è stato ampiamente sostituito in Europa da ...

Acciaio inossidabile / Inox:

Inox è un altro nome dell'acciaio inossidabile. Grazie al contenuto particolarmente elevato di cromo, solitamente superiore al 13%, questi acciai sono particolarmente resistenti alla corrosione e relativamente facili da pulire.

Il contenuto di carbonio, invece, è molto basso. Altri additivi comuni per l'acciaio inossidabile sono il molibdeno e il vanadio. Il primo aumenta anche la resistenza alla corrosione. In assenza di carbonio, il secondo garantisce una maggiore resistenza e tenacità, migliorando anche la tenuta del filo (HRC solitamente 55-60).

Il vantaggio decisivo delle lame in acciaio inossidabile è che richiedono meno manutenzione rispetto alle lame al carbonio. Non si appannano a contatto con i liquidi e sono meno sensibili alla frutta e agli acidi lattici.

Lo svantaggio principale, tuttavia, è la ridotta affilatura dovuta all'elevato contenuto di cromo.

Acciaio in polvere / acciaio metallurgico in polvere:

Questi acciai sono uno sviluppo molto recente, iniziato alla fine del secolo scorso e che ha rivoluzionato la produzione di acciaio.

Normalmente, l'acciaio viene fuso, raffreddato e modellato. Con l'acciaio metallurgico in polvere, i componenti vengono finemente atomizzati in un'atmosfera di azoto. La polvere viene raccolta in una capsula sigillata, riscaldata ad alta temperatura e ricombinata nel processo. Il blocco risultante viene poi ulteriormente lavorato.

Questo processo consente di aggiungere più elementi di lega evitando le impurità.

Di conseguenza, è possibile produrre acciai high-tech particolarmente omogenei con nuove proprietà. Tuttavia, questo processo di produzione molto complesso ha un impatto significativo sul prezzo. In alcuni casi, si producono acciai estremamente duri con durezza Rockwell superiore a 65 HRC, che difficilmente possono essere affilati senza l'ausilio di bacchette diamantate.

Acciaio di Damasco:

L'acciaio di Damasco ha una tradizione di oltre 2000 anni nella produzione di armi e coltelli.

Nella produzione tradizionale, strati di acciaio duro ad alto tenore di carbonio e di acciaio flessibile a basso tenore di carbonio vengono forgiati l'uno sull'altro e piegati più volte fino a sovrapporre diverse centinaia di strati di acciaio.

L'acciaio che ne risulta non solo ha un aspetto ondulato molto particolare e inconfondibile che lo distingue da altri tipi di acciaio, ma è anche molto duro (da 58 a volte oltre 62 HRC) e allo stesso tempo flessibile e resistente alla rottura.

Esiste però anche un Damasco non autentico, in cui viene utilizzata una sola lega. L'aspetto viene creato piegando la lama più volte fino a quando non si nota il tipico motivo ondulato, oppure il motivo viene semplicemente laserato sulla lama.

Tuttavia, la differenza con il Damasco autentico è facilmente riconoscibile nel prezzo. I prezzi dei damasco contraffatti sono solitamente a due cifre, mentre quelli dei damasco autentici sono a tre o quattro cifre.

Alta lega / bassa lega

Gli acciai al carbonio sono acciai non legati o a bassa lega. Oltre al carbonio, in genere non contengono altri elementi di lega o ne contengono pochi. La percentuale di additivi è inferiore al 5%.

Nel caso degli acciai ad alta lega, la somma degli elementi di lega può talvolta superare il 20%. Il contenuto di cromo da solo può essere del 18-20% negli acciai inossidabili.

Proprietà dell'acciaio

I gradi di acciaio si differenziano per i componenti della lega e quindi per le proprietà.

Durezza:
La durezza determina essenzialmente la rigidità o la flessibilità di una lama. È anche correlata alla sua affilatura e alla tenuta del filo. A durezze molto elevate, una lama è particolarmente rigida, ma può anche diventare porosa e fragile. Le lame più dure possono essere affilate con angoli più acuti.

Affilabilità:
Indica la facilità con cui una lama può essere affilata o levigata. Maggiore è la durezza, più difficile è l'affilatura di una lama. Possono essere necessarie bacchette diamantate o bacchette in ceramica per l'affilatura.

Ritenzione del filo:
Quanto più a lungo la lama di un coltello mantiene la sua affilatura dopo l'affilatura, tanto maggiore è la sua tenuta del filo. Una durezza maggiore e angoli di affilatura più ampi aumentano la tenuta del filo.

Resistenza alla corrosione / resistenza alla ruggine:
La resistenza alla corrosione si ottiene principalmente con l'aggiunta di cromo. Con un elevato contenuto di cromo, l'acciaio non si macchia e non si scolorisce praticamente più.

Additivi per acciaio e loro proprietà

Di seguito sono elencati la maggior parte (ma non tutti) degli elementi che possono essere aggiunti agli acciai. Non tutti questi elementi sono desiderabili e sono inclusi solo a causa del processo di produzione.

Gli elementi determinano le varie proprietà dell'acciaio, come la durezza, la flessibilità o la resistenza alla corrosione.

Carbonio

Il carbonio non è solo storicamente l'elemento di lega più importante e influente nella produzione di acciaio. Maggiore è il contenuto di carbonio, maggiore è la durezza. In cambio, però, l'acciaio è più difficile da lavorare sotto tutti i punti di vista. Inoltre, più alto è il contenuto di carbonio, più l'acciaio diventa fragile e meno resistente alla corrosione.

Vantaggi: aumenta la durezza, migliora la resistenza all'usura e riduce l'abrasione sotto sforzo.

Svantaggi: un contenuto di carbonio troppo elevato lo rende fragile e suscettibile alla corrosione.

Cromo

A partire da un contenuto di cromo di circa il 13%, l'acciaio diventa molto resistente alla corrosione, ma non inossidabile. Ciò significa che la corrosione procede più lentamente, ma non è completamente impedita. In una certa misura, il cromo può persino rendere la lama più dura. Tuttavia, quanto più alta è la proporzione, tanto più morbida torna ad essere la lama.

Vantaggi: migliora la resistenza alla corrosione più di tutti gli altri elementi.

Svantaggi: riduce la tenacità ad alte percentuali.

Vanadio

Il vanadio è l'elemento chiave per aumentare la durezza dell'acciaio ed è indispensabile nella maggior parte delle leghe di polvere. Le lame con vanadio sono estremamente resistenti all'abrasione, quindi gli acciai per coltelli rimangono affilati più a lungo.

Vantaggi: le lame non solo diventano più dure, ma anche meno fragili e fragili. Inoltre, l'affilabilità è migliorata grazie a una microstruttura più uniforme.

Svantaggi: -

Manganese

Il manganese aumenta la durezza dell'acciaio formando carburi più duri e resistenti. Ciò comporta una maggiore resistenza all'usura e una maggiore durezza dell'acciaio.

Vantaggi: aumenta in una certa misura la durezza, la temprabilità e la resistenza all'usura. In combinazione con il cromo, ad esempio, è possibile aumentare la resistenza alla corrosione.

Svantaggi: tuttavia, contenuti superiori al 4% possono portare alla formazione di una struttura martensitica fragile anche se raffreddata lentamente. La ritenzione del bordo della lama è ridotta.

Molibdeno

Il molibdeno aumenta la resistenza alla corrosione e viene spesso utilizzato insieme al cromo nell'acciaio inossidabile. Inoltre, riduce l'usura dell'acciaio, il che significa che la lama rimane affilata più a lungo ed è più resistente all'usura.

Vantaggi: può aumentare la tenacità dell'acciaio, rendendo la lama più resistente alle cricche e alle scheggiature.

Svantaggi: riduce la duttilità durante la produzione.

Cobalto

Aumentando la durezza, il cobalto contribuisce a migliorare la resistenza all'usura dell'acciaio. Gli acciai per coltelli con cobalto rimangono affilati più a lungo. Il cobalto è presente solo in piccole quantità negli acciai per coltelli.

Vantaggi: aumenta la resistenza e la durezza. Rafforza le proprietà individuali degli altri elementi di lega come aggiunta secondaria.

Svantaggi: -

Tungsteno

Il tungsteno forma carburi di tungsteno molto duri, che aumentano la durezza dell'acciaio. Questi carburi sono estremamente resistenti all'abrasione e garantiscono che la lama rimanga affilata più a lungo. Viene utilizzato per coltelli di alta qualità che richiedono un'elevata ritenzione del filo e una resistenza alla deformazione e alla rottura.

Vantaggi: aumenta la resistenza e la tenacità, migliora la temprabilità. Aumenta notevolmente la resistenza alla trazione.

Svantaggi: -

Nichel

Il nichel viene aggiunto solo in tracce a molti acciai per coltelli, poiché riduce la temprabilità. La lama diventa meno fragile e più resistente alla rottura e alla scheggiatura.

Vantaggi: aumenta la tenacità e migliora la resistenza alla corrosione, soprattutto contro acidi e cloruri.

Svantaggi: riduce la durezza.

Niobio

Il niobio è un elemento di lega che può essere utilizzato negli acciai per coltelli, ma è meno comune di altri elementi di lega. Il niobio può contribuire a migliorare la resistenza alla corrosione dell'acciaio, anche se non è efficace come altri elementi di lega come il cromo o il molibdeno.

Vantaggi: il niobio può contribuire a migliorare la durezza e la resistenza se combinato con alcuni elementi di lega.

Svantaggi: -

Azoto

L'azoto aumenta la resistenza dell'acciaio, soprattutto in combinazione con altri elementi di lega come il cromo e il molibdeno. Ciò contribuisce a migliorare la tenuta del filo e la resistenza all'usura della lama.

Vantaggi: migliora la resistenza alla corrosione anche con basse aggiunte.

Svantaggi: riduce la tenacità anche in piccole quantità.

Silicio

Il silicio è un additivo secondario che rafforza gli effetti positivi del carbonio e compensa parzialmente quelli negativi.

Vantaggi: aumenta la durezza e la resistenza dell'acciaio, ma allo stesso tempo lo rende più morbido e meno fragile. Anche la ritenzione del filo è notevolmente aumentata.

Svantaggi: -

Rame

Il rame è un elemento di lega presente occasionalmente negli acciai per coltelli, ma di solito in quantità relativamente ridotte. Il rame contribuisce a migliorare la resistenza alla corrosione dell'acciaio, soprattutto in ambienti acidi o a contatto con acqua salata. Forma uno strato di ossido protettivo con l'acciaio, che ne protegge la superficie.

Vantaggi: aumenta la resistenza alla corrosione.

Svantaggi: riduce la durezza e la resistenza all'usura.

Fosforo

Il fosforo è un parassita dell'acciaio che entra in piccole quantità durante la produzione. Si cerca di mantenere la percentuale al di sotto dello 0,04%, ove possibile.

Vantaggi: -

Svantaggi: rende l'acciaio molto fragile anche in piccole quantità.