¿Qué indica la dureza de un cuchillo?

Existen muchos conceptos erróneos sobre lo que significa la dureza de un cuchillo en lo que respecta a sus propiedades. Por eso nos encantaría explicarte lo que puedes y no puedes deducir de la dureza de un cuchillo.

¿Qué suele pensar la gente sobre la dureza?

A menudo escuchamos a nuestros clientes, pero también leemos en Internet en diversos foros, que un cuchillo con mayor dureza conserva su filo durante más tiempo que uno con menor dureza. Y que un cuchillo de menor dureza se rompe con menos facilidad que uno de mayor dureza. Esas enormes diferencias se notan en dos puntos de diferencia de dureza. Todo esto puede ser cierto, pero no es en absoluto evidente y no es cierto en todos los casos. De hecho, hay muchos otros factores que determinan las propiedades específicas de un cuchillo, además de su dureza.

Cómo medimos la dureza: la escala C de Rockwell

Empecemos por el principio: ¿cómo se mide la dureza? La dureza del acero suele especificarse según la escala de dureza Rockwell C. Se trata de un método de ensayo en el que se carga sobre la probeta un cono de diamante con un peso calibrado de diez kilos, tras lo cual se aumenta el peso hasta 150 kilos. La diferencia entre el primer y el segundo peso se utiliza para determinar la dureza Rockwell C. Cuanto más profundo penetra el diamante en el acero, menor es la dureza. Tiene sentido.

La C significa Conus, para metales más blandos también se puede utilizar una bola. Es entonces cuando hablamos de la dureza en la escala B de Rockwell, donde B significa Bola. Para el acero templado siempre hablamos de la escala Rockwell C. HRC en pocas palabras.

Muchos fabricantes indican que la dureza oscila entre 2 y 3 puntos. Así, un cuchillo se endurece hasta 56-58HRC. Esto significa que la dureza se encuentra en algún punto intermedio. Normalmente 57, a veces un poco por encima o por debajo. Las desviaciones máximas figuran en los certificados ISO de las plantas industriales de endurecimiento que los fabricantes de cuchillos utilizan para este fin. Una diferencia de dos puntos parece mucho entre 56 y 58, pero, en una escala total de 0 a 100, no es tan sustancial. Así es como hay que verlo también.

Una diferencia de dureza de 56 a 58 podría ser el resultado del lugar del horno en el que se dejó endurecer la hoja. O incluso dentro de una misma pieza: si mides un cuchillo en varios lugares, siempre encontrarás ligeras desviaciones entre los distintos puntos de medición. Para un buen ensayo Rockwell, recomendamos realizar siempre al menos tres ensayos, y anotar la media de los tres ensayos.

¿Cómo adquiere un cuchillo su dureza?

Para dar dureza a un cuchillo es necesario, sí, endurecerlo. En pocas palabras: el cuchillo se calienta a una temperatura elevada y específica. De 800 a 1200 grados, variando según el tipo de acero y la receta. Después, la hoja se vuelve a enfriar rápidamente. En aceite o agua, entre gruesas láminas de aluminio, o simplemente al aire frío. Después, la hoja será sólida como una roca. Un poco como una lima: dura, pero quebradiza. Después hay que templarla. El cuchillo se calienta a una temperatura de 150-300 grados, una vez más en función del tipo y la receta, una o varias veces durante una cantidad x de horas para devolver la dureza a un nivel perfecto.

Ya lo hemos dicho: se trata de una visión simplificada.

Al fin y al cabo, para un solo tipo de acero puede haber veinte recetas de tratamiento térmico diferentes que, cada una a su manera, sacarán lo mejor del acero. Y de esos veinte puede haber tres que alcancen una dureza de 60-61, pero que aún así te dejen diferentes características en el acero.

No se trata sólo de dureza

Es importante saber que la dureza no lo determina todo para un tipo de acero. Es sólo una de sus muchas cualidades. Y como puede plasmarse en un simple valor numérico, es una opción popular cuando se trata de comparaciones. Al fin y al cabo, es más fácil comparar el valor numérico "57HRC" con "61HRC" que el tamaño, la densidad y los componentes de las moléculas individuales y los carburos del acero.

Ahora nos ponemos un poco técnicos, pero es importante entender el meollo de la historia. Intentaremos hacerlo lo más claro posible.

Cuando se pone un trozo de acero bajo el microscopio se puede ver que está formado por diferentes componentes. En pocas palabras: el acero contiene carburos. Son un tipo de guijarros duros. Estos carburos se mantienen unidos en una estructura determinada. Como si los ladrillos se unieran para crear una pared.

Al calentar el acero a una temperatura determinada durante un periodo de tiempo específico, el acero se reorganiza a nivel microscópico. Los carburos y las conexiones entre los carburos (el cemento) cambian. Más duro o más blando, más ancho o más fino. En teoría es posible templar el mismo tipo de acero con dos recetas diferentes y acabar con la misma dureza. En el caso del cemento, algunas muestras son más blandas y ocupan más espacio, mientras que otras están muy juntas. Sin embargo, el número del durómetro Rockwell no dice nada al respecto. Pero se puede imaginar que un muro con morteros tan anchos y blandos tiene más probabilidades de derrumbarse que un muro bien enladrillado con morteros firmes.

Esto también puede afectar a la retención del filo, la tenacidad y la resistencia a la corrosión. No se nota al ver el número '61HRC'. El siguiente gráfico procede de esa hoja de datos (una especie de manual) para el acero Böhler N690. En el eje vertical se ve la dureza Rockwell C, y en el eje horizontal la temperatura de revenido que hay que mantener para ello.

Si se mira de cerca, se puede ver que en tres lugares diferentes la dureza Rockwell es de 58. ¿El acero tiene la misma calidad en los tres lugares porque está a 58 HRC? Ni de lejos. Para uno de estos puntos, el acero es más resistente a la corrosión que para el otro. También hay un punto en el que el acero es más resistente al desgaste. No verás esta diferencia si te fijas únicamente en el valor HRC.

Como ya se ha dicho, hay mucho que decir en contra de lo anterior, pero es un ejemplo que demuestra que hay más en una cifra de HRC de lo que se pueda pensar.

Estructura del acero vs la dureza

Antes hemos hablado de la dureza y de la construcción del acero. El ejemplo del muro ya era bastante claro, pero vamos a dar un paso más. Pasaremos de 2D (un muro) a 3D (un gran bloque de ladrillo macizo).

Porque desde hace varias décadas, los tipos de acero no sólo se fabrican echando diferentes elementos de aleación en un gran crisol y removiéndolo un par de veces. Hoy en día también existen tipos de "acero en polvo". Son tipos de acero en los que se pulverizan y mezclan los distintos elementos de aleación. Así se obtiene una estructura mucho más fina. Ahora ya no hablamos de ladrillos, sino de guijarros. Que están más juntas, con finas capas de cemento entre ellas. ¿Se rompe algo? Entonces no se desprende todo el ladrillo, sino sólo una piedrecita. Mucho más fuerte. Ejemplos de ello son los tipos de acero CPM de Crucible, como S30V, S35VN y todos los demás tipos de acero que empiezan por CPM. Para Carpenter, son aceros MicroMelt (MM). Como CTS-XHP y CTS-204P. En el caso de Böhler, por ejemplo, hablamos del famoso acero Böhler M390, fabricado según su proceso MicroClean.

Debido a esa estructura más fina a nivel molecular, estos tipos de aceros en polvo son más capaces de conservar su filo, y debido a la estructura más fina también son menos propensos a romperse.

Así pues, partiendo de esta base, es muy posible que un tipo de acero sencillo con una estructura gruesa y una dureza de 61HRC sea menos capaz de conservar el filo que un acero en polvo con una dureza de 58HRC. Simplemente porque es mucho más difícil romper un guijarro pequeño que un ladrillo grande.

Acabados adicionales durante el tratamiento térmico

En la explicación simplificada anterior de un tratamiento térmico no hemos hablado de los diferentes matices que pueden aplicarse al endurecer o templar una hoja. Un tratamiento criogénico en nitrógeno líquido, por ejemplo, puede dejarte mejores cualidades, sin que ello se refleje necesariamente en la dureza. Simplemente porque a nivel molecular mejora aún más las cosas. ¿Y dejarás el cuchillo en el nitrógeno líquido durante una, dos o incluso doce horas? Todas las diferencias no se ven. El M390, por ejemplo, puede, con un tratamiento criogénico a 59HRC conservar mejor su filo que el M390 que, a 61HRC, no recibió dicho tratamiento.

Tratamiento térmico BOS

Un ejemplo famoso son las recetas de tratamiento térmico de Paul Bos, utilizadas por Buck Knives desde hace años. Cuando mires la hoja o el embalaje, encontrarás un pequeño logotipo con llamas y "BOS". Algunos entusiastas dicen a veces que prefieren el 420HC (un tipo de acero relativamente sencillo) que ha sido sometido a un tratamiento térmico Paul Bos, que el famoso CPM S30V pulvimetalúrgico endurecido por otra persona. ¿Se nota al mirar la dureza Rockwell? No.

Conservación del filo: dureza vs ángulo de afilado

El hecho de que la retención del filo no puede relacionarse directamente con la dureza fue demostrado por el Dr. Larrin Thomas de KnifeSteelNerds. Probó piezas preparadas de acero CPM 154 con la misma dureza exacta y las afiló con diferentes ángulos de afilado. Los resultados de las pruebas mostraron que había diferencias bastante sustanciales en la retención del afilado. Y la hoja tenía la misma dureza. Esto demuestra que comparar la conservación del filo en cuchillos del mismo tipo de acero, de distintos fabricantes y con formas y geometrías diferentes es realmente imposible. Comparar manzanas y peras. Por cierto, si buscas más información científica sobre el acero para cuchillos, te recomendamos el sitio web KnifeSteelNerds. Larrin Thomas también escribió un interesante y completo libro sobre este tema.

¿Qué dice la dureza?

La dureza medida significa sobre todo algo para el fabricante. Podrás saber si realmente se ha conseguido la receta con la dureza prevista. Si, por ejemplo, tu objetivo es una dureza de 60-61HRC, y el acero es de 56-57HRC o incluso de 64-65HRC, algo ha ido mal al ejecutar la receta.

En la base, esta es la única conclusión que se puede extraer de una puntuación HRC. Por supuesto: el mismo tipo de acero que te deja 55HRC para un fabricante, y para el otro con un extremo 65HRC: se podría decir algo al respecto. Pero dentro del rango razonable de 58-62HRC no se puede decir mucho sobre la retención del filo del acero basándose únicamente en la puntuación HRC.

Finalmente

El tratamiento térmico del acero es y sigue siendo un tema difícil. Por algo cada año se licencian personas en metalurgia. Por lo tanto, no pretendemos saberlo todo sobre el tema en cuestión. Pero esperamos que este tema arroje algo de luz sobre el asunto, al margen de las habituales discusiones en foros y redes sociales. Hay más que ese único número HRC, y el hecho de que el 95% de los fabricantes endurezcan un tipo de acero en HRC X, no significa que el 5% restante esté haciendo algo mal.