Materiali per la costruzione delle lame. Le lame dei coltelli sono

Materiali per la costruzione delle lame.
Le lame dei coltelli sono realizzate in larghissima maggioranza in acciai inox (chiamati anche
inossidabili, stainless steel o rostfrei) od acciai non inossidabili. Coltelli per usi particolari sono
realizzati poi anche in ceramica o titanio.
L'acciaio, a seconda del tipo ed a seconda dei trattamenti a cui è sottoposto cambia
notevolmente le sue caratteristiche (tenuta del filo, alle ossidazioni, punto di rottura, durezza,
elasticità ecc), quindi risultano importanti anche i trattamenti (tempre e rinvenimenti) a cui sarà
sottoposto in seguito. Se conosciamo la composizione dell'acciaio ed i trattamenti per il coltello,
possiamo avere una idea di come si comporterà durante il suo utilizzo. Nella coltelleria, si
utilizzano diversi tipi di acciai che a seconda dalle zone di costruzione e per le caratteristiche
meccaniche cha hanno, si dividono in gruppi.
L’ acciaio inox od acciaio inossidabile è il nome dato correntemente agli acciai ad alto tenore
di cromo, circa un 13%, per la loro proprietà di non arrugginire se esposti all'aria e all'acqua. Il
cromo, ossidandosi a contatto con l' ossigeno si trasforma in ossido di cromo (CrO2) che ne
impedisce un ulteriore ossidazione. Vero è che anche un acciaio detto inossidabile, può
arrugginire, se esposto ad intemperie e non curato.
L’acciaio non inossidabile è un acciaio forgiato ad alta percentuale di carbonio che si presta
bene a tempre differenziate, in modo da ottenere due durezze sulla lama, maggior capacità di
taglio e durezza nel tagliente, e maggior elasticità nella costa, come nelle katane. Gli ultimi
numeri di questi acciai indicano la percentuale di carbonio in essi contenuti (ad esempio nel
1055 c’è lo 0,55% di carbonio).
ACCIAI INOX O INOSSIDABILI:
420 e 420j acciai con caratteristiche di alta resistenza alla corrosione, ma anche molto teneri,
quindi impiegati per realizzare coltelli o spade espositive. Il 420 è utilizzato anche per lame
economiche diving.
420 HC acciai come il 420 con l’aggiunta di carbonio per maggiori capacità di taglio.
440A, 425M, 420HC, 12C27, 6A acciai con caratteristiche simili a quelle precedenti ed usati
nella piccola coltelleria perché si possono indurire con il giusto trattamento termico.
ATS55, 440C acciai con più resistenza e forza del gruppo precedente e che resistono molto
bene anche all’ossidazione.
440 A, 440 B, 440C, il contenuto del carbonio di questa famiglia di acciai è di circa 0.75%per
l’A, 0.9% per il B,e 1.2% per il C. Il 440C è il migliore dei tre, acciaio davvero ottimo, di solito
solito intorno ai 56-58 HRC, molto duro e con la buona tenuta del taglio. Tutti e tre le resistono
bene alle ossidazioni. La SOG, per esempio ha usato del 440A per il famoso Seal 2000.
12C27, è un acciaio di scandinavo che se trattato in maniera idonea risulta essere migliore per
leggerezza e resistenza alla famiglia dei 440. E’ utilizzato da molte aziende per realizzare i
pieghevoli.
ATS34, 154CM, VG10, S60V non ci sono molte differenza sostanziali tra questi acciai, vanno
bene per diversi utilizzi, perché tengono bene il filo, sono duri e resistenti alle ossidazioni. Il
VG10 è un acciaio che grazie alle sue qualità permette un taglio netto e pulito. L’S60V è quello
che resiste maggiormente se maltrattato. L’ATS34 è usato da BOB LOVELESS nei suo coltelli,
c’è chi dice che è il miglior acciaio da coltelleria.
BG-42,S90V, S30V sono praticamente i migliori. Il BG-42 ha resistenza all'usura migliore tra gli
acciai descritti. È più duro e più resistente all'ossidazione di un ATS-34, ma è di difficile
affilatura. L’ S90V è il top nella resistenza all'usura e nella resistenza alle ossidazioni, e può
essere di difficile riaffilatura. Di difficile lavorazione sono poche le case che producono lame con
questo acciaio, prevalentemente si parla di coltelli costruiti dietro su, impiegati da artigiani e
maestri coltellinai. L’ S30V recede sulla resistenza all'usura all’ S90V,ma è significativamente
più duro e più facile da affilare. È più resistente all'uso di BG-42.
AUS-6, AUS-8, AUS-10, sono acciai inossidabili giapponesi, paragonabili per quantità di
carbonio
alla famiglia dei 440 ( AUS-6, 0.65% , AUS-8, 0.75%, AUS-10,1.1%). Tutti e tre gli acciai hanno
una quantità di vanadio aggiunto, cosa che i 440 non hanno, questo migliora la resistenza
all'usura e raffina i grani dell’acciaio, quindi il taglio sarà più netto e preciso.
GIN-1, acciaio inossidabile ottimo, meno costoso ma con una punta in meno di resistenza
all'usura e che l’ ATS-34.
H1, acciaio ad alta percentuale di Cromo che offre elevate prestazioni a livello di resistenza alle
corrosioni. Usato prevalentemente per coltelli anfibi o da sub, come i famosi coltelli della
Spyderco.
NCo690, questo acciaio austriaco è uno dei migliori sul mercato. L’ N 690 è un acciaio
inossidabile martensitico con il 17% di cromo. Nel confronti dell'acciaio AISI 440 C si distingue
per un più alto tenore di molibdeno (doppio). Il molibdeno oltre ad essere un forte formatore di
carburi che migliora le caratteristiche di taglio, aumentala la resistenza alla corrosione. Inoltre le
aggiunte di vanadio (anch'esso formatore di carburi con incremento della resistenza all'usura e
di conseguenza del filo) e di cobalto (ostacola l'ingrossamento dei grani a temperature più alte e
migliora sensibilmente la capacità di rinvenimento e la resistenza ad alte temperature) elevano
le proprietà di questo acciaio. Alle caratteristiche di alta resistenza alla corrosione, usura, tenuta
del filo tagliente e buona lucidabilità unisce alti valori di durezza superiori a 60 HRC ottenibili
mediante il trattamento termico di tempra.
ACCIAI NON INOSSIDABILI:
Acciaio D-2: è denominato anche “semi-inossidabile”, ha un elevata percentuale di cromo
(12%) però non sufficiente per classificarlo come inossidabile, comunque resiste molto bene
alle ossidazioni negli acciai di questa categoria. Ha una resistenza all'usura eccellente ed è
molto più duro degli acciai inossidabili come l’ ATS-34, la combinazione di resistenza all'usura e
di inossidabilità e durezza rendono questo acciaio tra i più apprezzati per un utilizzo veramente
professionale.
Acciaio M-2: è un tipo di acciaio che tiene bene la resistenza all’usura anche alle elevate
temperature. È leggermente più duro e più resistente all'usura del D-2. Tuttavia, questo acciaio
si ossida molto facilmente. E’ poco diffuso nella coltelleria commerciale.
Acciaio A-2: più duro del D-2 e dell’M-2, ma con meno resistenza all'usura. L'ottima durezza lo
rende un eccellente scelta per lame da combattimento.
Acciaio O-1: molto popolare ed usato dai forgiatori. È un acciaio eccellente per il compromesso
tra tenuta raffilatura del filo. Ossida facilmente se non viene applicata nessuna
manutenzione.
Acciai serie 10..come 1095 (e 1084, 1070, 1060, 1050, ecc.): molti degli acciai 10.., sono
utilizzati per la coltelleria, il 1095 è il più utilizzato tra la famiglia. Più la numerazione finale è
elevata, maggiore sarà la percentuale di carbonio, quindi più resistenza e maggiore durezza. Il
1060 e 1050, sono spesso usati per la costruzione di spade. Per l’uso in coltelleria industriale il
1095 è un ottimo compromesso tra i costi e qualità, è ragionevolmente duro e tiene un buon filo
rimanendo facile da affilare,purtroppo ossida facilmente se non viene effettuata nessuna
manutenzione data l’alta percentuale di carbonio. E' un acciaio semplice, che contiene soltanto
due leganti: 0.95% di carbonio e 4% di manganese. Moltissime coltellerie USA usano questo
tipo di acciaio.
Acciaio Carbon V: brevetto Cold Steel, a dire il vero oggi poco utilizzato perché ha sostituito
questo tipo di acciaio. Sembra che questo acciaio sia un prodotto intermedio tra il 1095 e O-1, e
se non viene effettuata la manutenzione ossida facilmente.
Acciaio 50100-B: buon acciaio cromo-vanadio molto simile allo O-1, ma meno costoso.
Acciaio 5160 : ha carbonio intorno allo 0.60%, molto usato tra i forgiatori che creano lame di
grandi dimensioni. Ha buona resistenza all'usura ed ha una durezza eccezionale dovuta
all'aggiunta di cromo. Solitamente viene portato dai 50 HRC (per le spade) a 60 HRC (per la
coltellerie).
Acciaio 5210:ha carbonio intorno all’ 1% Usato per le lame di caccia quando si cerca una
migliore resistenza all'usura a discapito di qualche grado di durezza inferiore.
Acciaio CPM 10V: piuttosto resistente alle ossidazioni ed ha una elevata resistenza all'usura,
ma discapito della durezza.
Acciaio CPM 3V: incredibilmente duro e resistente all'usura è eccellente e buona la resistenza
pure alle ossidazioni. Utilizzato quando si vuole un prodotto estremamente duro con un'ottima
resistenza all'usura, naturalmente a discapito della resistenza meccanica.
ACCIAIO DAMASCO
Sono ottenuti tramite forgiatura di uno o più acciai che poi vengono battuti, torti e ritorti a
seconda del motivo che si desidera realizzare. In questo modo si può ottenere un materiale
resistente duro e flessibile nello stesso tempo. Successivamente con l’applicazione di acido
particolare si fanno risaltare le trame della lavorazione ottenute. Al giorno d’oggi il damasco
viene costruito per estetica che per un reale utilizzo prestazionale.
TITANIO
Le nuove leghe di titanio forniscono alte prestazioni, sono estremamente resistenti alle
ossidazioni, leggeri, resistenti alle abrasioni ed a-magnetici. Per il costo elevato e la difficoltà
nella lavorazione, poche sono le aziende che utilizzano questo materiale per realizzazioni
pratiche o commerciali.
CERAMICA
Le lame in ceramica sono durissime, ottenute utilizzando del zirconio arricchito con magnesio,
silicio e calcio. Prevalentemente usate per coltelleria da cucina offrono caratteristiche uniche
come una tenuta del tagliante superiore alla media, igiene molto elevata che grazie appunto alla
ceramica, non provoca reazioni con l'alimento tagliato. La lama però risulta molto fragile.
Trattamenti degli acciai
TEMPRA: per sfruttare nel modo migliore le potenzialità dell'acciaio inossidabile martensitico, ci
si avvale del trattamento termico o tempra. L'acciaio legato ad altri elementi sviluppa le sue
proprietà secondo le caratteristiche che si vogliono esaltare ed in basa all’uso che si vorrà fare
dello stesso. In genere ciò che trasforma un acciaio per la coltelleria è il trattamento termico,
ossia la tempra ed il successivo rinvenimento. Ogni acciaio è caratterizzato da una temperatura
critica, alla quale la sua struttura molecolare muta aumentando la solubilità del carbonio in esso
contenuto: tale temperatura deve essere mantenuta per un esatto tempo, per ottenere
l'austenizzazione dell'acciaio ma non da favorire la crescita della dimensione della granulosità,
che di solito per una lama che debba aver un taglio preciso si preferisce mantenere bassa.
Dopo che l’acciaio è stato portato a questa temperatura il tempo ideale, si raffredda
bruscamente la temperatura con acqua od olio, od altri procedimenti industriali. Dopo questa
operazione, che si chiama appunto tempra, l'acciaio è molto duro ma però anche molto fragile.
Ora si deve procedere con un altro trattamento che si chiama RINVENIMENTO dove si cerca di
dare all’acciaio l’ottimo compromesso fra durezza (durata del filo) ed elasticità (resistenza agli
urti ed alte proprietà meccaniche). Nella lega d’acciaio vi sono vari elementi con caratteristiche
diverse, qui di seguito ne vedremo alcuni tra i maggior impiegati.
Elementi dell’ acciaio
CARBONIO (C): presente in tutti gli acciai è l'elemento che trasforma il ferro in acciaio
caratterizzando l'elasticità della lama aumentando la durezza e la durata del tagliente. Si
consideri che di media 'acciaio deve avere almeno un 0,5% di carbonio per essere definito "ad
alto tenore di carbonio”.
CROMO (Cr): elemento che aumenta resistenza all'usura, a fatica ed a corrosione. Un acciaio
con almeno il 13-14% di cromo è solitamente ritenuto acciaio “inossidabile”, anche se la
definizione non sarebbe del tutto esatta anche perché, malgrado il nome, tutto l'acciaio può
ossidare se non viene effettuata nessuna manutenzione.
COBALTO (Co): incrementa la resistenza e durezza e permette di resistere alle alte
temperature moltiplica gli effetti di altri elementi di lega
MANGANESE (Mn): elemento importante, in quanto il manganese aiuta la struttura ad elevare
la capacità di durezza e migliora l'acciaio, disossida e dei gas ai metalli durante i trattamenti
termici. Presente in maggior parte della coltelleria tranne che nel A-2, L-6 ed il CPM 420V
MOLIBDENO (Mo): impedisce la fragilità o la malattia di Krupp durante il rinvenimento,
aumenta tenacità e resistenza a fatica, aumenta la lavorabilità e la resistenza alla corrosione
Aumenta la durezza e resistenza. Presente in L-6 e AUS-6 e AUS-8.
NICHEL (Ni): può svolgere anche un ruolo nella resistenza alla corrosione pure, ma non è
sicuramente valido come il cromo e dovrebbe essere usato con alte percentuali a discapito
della tenuta del tagliente.
SILICIO (Si): contribuisce ad aumentare la resistenza. Come il manganese, rende all'acciaio
più duttile durante la costruzione per l'effetto della deossidazione e degasazione. Spesso
evitato nella coltelleria, migliora la lavorazione ma diminuisce la durezza degli acciai.
TUNGSTENO o WOLFRAMIO (W): aumenta la resistenza all'usura e tenacità
VANADIO (V): contribuisce ad aumentare la resistenza all'usura ed agli urti. Altra caratteristica
non poco importate è che è in grado di raffinare la crescita granulare nell'acciaio, ciò aumenta la
durezza che permette di avere un taglio estremamente pulito e funzionale. Diversi sono gli
acciai che hanno questo componente, mai più significativi sono i CPMS60 e CPMS90.
Acciaio
0-1
1095
154CM
20CV
420
420J2
425
440A
440B
440C
440XH
5160
52100
8Cr13MoV
9Cr18Mo
A-2
ATS-34
ATS-55
AUS-10
AUS-6
AUS-8
BG-42
CPM-10V
CPM-15V
CPM-35VN
CPM-3V
CPM-9V
CPM-M4
CPM-S110V
CPM-S30V
CPM-S60V(440V)
CPM-S90V(420V)
Cronidor30
CTS-204P
CTS-20CP
CTS-40CP
CTS-B52
CTS-B75
CTS-BD-1
CTS-XHP
D-2
Elmax PM170
GIN-1
H-1
Hitachi Blue Super Steel
M-2
M390
MBS-26
MRS-30
N690Co
Sandvik 12C27
Sandvik 12C27 Mod,
VANEX 35
VANEX 75
Vascowear
VG-10
W-1
W-2
X-15TN
ZDP-189
Carbonio
Cromo
Cobalto
Manganese
Molibdeno
Nichel
Silicio
Vanadio
0,92
0,96
1,05
1,90
0,38
0,15
0,47
0,70
0,85
1,00
1,60
0,60
1,04
0,80
0,95
1,00
1,05
1,00
1,02
0,60
0,72
1,15
2,45
3,40
1,38
0,80
1,78
1,40
2,90
1,45
2,15
2,30
0,35
1,90
2,20
1,07
1,04
1,15
0,90
1,60
1,55
1,70
0,90
0,15
14,50
1,00
1,90
0,92
1,12
1,07
0,60
0,52
0,20
0,20
1,12
1,00
1,10
1,17
0,42
3,00
0,50
14,00
20,00
13,60
13,00
14,25
17,00
17,00
17,50
16,00
0,80
1,45
13,00
16,00
5,25
14,00
14,00
13,75
13,75
13,75
14,50
5,25
5,25
14,00
7,50
5,25
4,00
15,25
14,00
17,00
14,00
16,00
20,00
13,00
17,00
1,45
14,50
15,50
16,00
11,50
18,00
15,50
15,00
0,40
4,15
20,00
14,00
14,00
17,00
13,50
14,50
20,00
21,20
7,75
15,00
0,15
0,15
15,55
20,00
0,40
2,50
1,50
1,40
-
1,20
0,40
0,30
0,50
1,00
0,50
1,00
1,00
0,50
0,50
0,87
0,35
0,40
0,30
0,85
0,40
0,50
0,50
1,00
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,30
0,40
0,40
1,00
0,30
0,50
1,00
0,35
0,50
0,60
0,50
0,35
0,30
0,60
2,00
0,25
0,30
0,30
0,45
0,50
0,40
0,40
0,60
0,30
0,30
0,30
0,50
0,25
0,25
0,46
-
4,00
1,00
0,80
0,75
0,75
0,50
0,80
0,15
0,50
1,10
4,00
0,60
0,20
0,20
4,00
1,30
1,30
2,00
1,30
1,30
5,25
2,25
2,00
0,40
1,00
1,10
1,00
1,30
0,75
4,00
0,30
0,80
0,90
1,00
0,30
1,00
0,40
5,00
1,00
0,22
0,60
1,10
2,50
1,30
1,60
1,05
0,10
0,10
1,70
-
0,30
0,35
0,20
0,10
0,49
0,49
0,49
0,50
0,35
7,00
0,20
0,20
0,30
-
0,50
0,30
0,75
1,00
0,80
1,00
1,00
0,30
0,40
0,22
0,22
0,50
0,50
0,35
0,35
0,40
1,00
1,00
1,00
0,30
0,90
0,90
0,90
0,55
0,60
0,40
1,00
0,60
0,90
1,00
0,22
0,30
0,37
0,40
0,45
0,80
0,37
3,75
0,15
0,30
0,70
0,65
1,00
0,40
0,40
0,40
0,30
0,30
1,20
0,60
0,25
0,25
0,23
-
0,30
4,00
0,30
0,10
0,45
0,10
0,25
0,18
0,17
0,18
1,20
9,75
14,50
3,00
2,75
9,00
4,00
9,10
4,00
5,50
9,00
4,00
9,30
1,25
0,10
0,45
0,80
3,00
0,50
1,95
4,00
0,25
0,10
2,80
9,00
2,40
0,20
0,10
0,25
0,29
-