Résilience et dureté des aciers de forge en coutellerie

[BDelor]

Baptor, est-ce que tu ne fais pas plutôt référence à des fragilisations consécutives aux phénomènes de vieillissement (exemple) ?
Ou aux fragilisations pouvant résulter de la température de soudage (exemple) ?

[Baptor]

Tout d'abord, veuillez excuser mon absence ces derniers jours mais mon travail ne m'a pas permis d'être présent parmi vous. Comme promis, je vous donne les compléments.
Ces informations viennent d'enseignements réalisés par Mr Hébrard (Doctorat de Métallurgie, Meilleur Ouvrier de France), reliés aux enseignements du seul BTS Forge restant en France et au CETIM (Centre technique des industries mécaniques) (qui inclut la forge).

Les valeurs thermiques sont données a titre d'exemple et sont a corriger selon les caractéristiques carburières.
Tu peux observer ce phénomène sur les courbes KCV en fonction de TR (température de revenu) qui sur leurs courbes présentent dans l'ordre, une augmentation de KCV, qui atteint un maximum local, puis une rechute de ce KCV pour la zone de fragilisation qui atteint un minimum local, puis de nouveau une augmentation.
Tu peux également observer ce phénomène sur la valeur de l' A% en fonction de Tr.

Pour le détail, je cite :

Fragilité au revenu (irréversible)
Elle peut être due :
- à la décomposition de l'austénite résiduelle pendant un revenu vers 200-300°C,
- au remplacement de l'austénite résiduelle par un agrégat F + C, pendant le refroidissement après revenu vers 500-550°C,
- à la présence de martensite secondaire,
- à la précipitation de carbures fins au cours du durcissement secondaire en remplacement de Fe3C plus grossière donc moins fragilisante (intervalle de revenu 4S0-600°C).

Fragilité de revenu (réversible)
Ce phénomène apparaît lorsque, pour certaine nuances, l'acier séjourne un certain temps à des températures comprises entre 400 et 500°C, soit au cours du revenu, soit au cours du refroidissement trop lent pour des revenus à température plus élevée.
Cette fragilité se traduit :
- morphologiquement par des ruptures intergranulaires le long des anciens joints de grains austénitiques,
- phénoménologiquement par un déplacement vers les hautes températures du domaine de transition de la courbe KCV - T. Cette translation qui peut atteindre 200°C peut caractériser le degré de fragilisation.
Ce phénomène de fragilisation :
- est réversible : un traitement à 600°C, suivi d'un refroidissement rapide dans la zone critique, permet de restituer au métal des caractéristiques de résilience correctes. Cependant ce refroidissement peut engendrer des contraintes internes.
- est dû à la ségrégation aux joints de grains de certains éléments tels que: Sb, p, As, Sn, elle est accrue par l'addition de Cr, Mn, Ni, et considérablement diminuée par l'addition de Mo.
(les aciers au molybdène sont peu sensibles à la fragilisation au revenu.

Baptor

[AchimW]

Merçi Baptor, avec ces explications tout deviens plus claire et je comprends ce que tu veux dire avec fragilisation. Et comme je l'ai pensé du début, avec les aciers et les traitements thermiques normalement utilisées dans la coutellerie, il n'y a pas de problème. J'explique un peu.

Fragilité au revenu (irréversible)
Elle peut être due :
- à la décomposition de l'austénite résiduelle pendant un revenu vers 200-300°C,

Ce problème, bien connu en coutellerie, nécessite la présence d'austénite résiduelle. La présence de l'austénite résiduelle est le résultat d'une transformation incomplète pendant la trempe. Ce qui veut dire que la lame à tremper n'était pas refroidit assez pour arriver a la température Mf (Martensite fin = fin de la transformation martensitique pour 100 % de l'austénite). C'est une faute de trempe qui est assez typique pour les aciers fortement alliés (genre inox) parce que leur température Mf se trouve souvent dans la région -80 / -100° C. Et c'est façile à éviter par un refroidissement assez profond, ce qui veut dire une trempe cryogénique et/ou par plusieurs revenus (explication plus bas) pour les aciers alliés. Pas d'austénite résiduelle = pas de "fragilisation".

- au remplacement de l'austénite résiduelle par un agrégat F + C, pendant le refroidissement après revenu vers 500-550°C

Même reponse. Pas d'austénite résiduelle = pas de "fragilisation".

Quand même avec une petite addition d'informations sur l'austénite résiduelle. Même si il y en a, par exemple a cause d'une manque de possibilité de trempe cryo, il se laisse transformer façilement en martensite secondaire quand le revenu est assez chaud et est fait assez vite après la trempe. Ce qu'on obtient c'est un acier qui contient du martensite secondaire a la place de l'austénite résiduelle. Et en ce qui concerne le martensite secondaire => voir plus bas.

- à la présence de martensite secondaire

Pfffft... désolé, mais c'est une blague, non? Surtout de dire que c'est un problème irréversible. Il suffit de faire un deuxième revenu (les fameuses 2 fois 1 h dans le four!) pour resoluer ce problème = de transformer le martensite secondaire (tetragonale) en martensite cubique.

- à la précipitation de carbures fins au cours du durcissement secondaire en remplacement de Fe3C plus grossière donc moins fragilisante (intervalle de revenu 450-600°C).

Ce n'est pas intéressant pour la coutellerie. Cette rangée de température est plutôt intéressant pour une production de ressorts.

La théorie de tailles de carbures, par contre, c'est neuf et révolutionnaire. Le carbure petit est donc plus fragile que le carbure plus grossier? La logique de ça serait que les aciers inox avec leurs très grands carbures sont moins fragiles que les aciers au carbone qui contient du carbure de fer qui est 100 fois plus petit. Curieusement, c'est l'inverse.

Ce qu'on peut lire sous "Fragilité de revenu (réversible)" n'est pas intéressant pour la coutellerie non plus a cause des températures qui sont plutôt ceux d'une production de ressorts. Et en plus, comme c'était dit, c'est reversible. :D

En résultat, c'est très façile à tremper une lame correctement et sans "fragilisation", même dans un feu de forge et un four de cuisine, choix d'acier oblige.

[sylvestre]

Il y a longtemps que j'ai ça sous le coude. Regarder à la 7ème minute...

Que doit on en penser ?

[sylvestre]

Bonjour ,
dans le sujet sur la résilience des aciers ( dernier message le 30 avril ) j 'avais mis un lien parlant de la fragilité
au bleu . Malheureusement je n'arrive pas a le mettre ici .Néamoins , j'aurais aimé avoir vos avis sur ce délicat sujet .
Merci

[Baptor]

Il y a longtemps que j'ai ça sous le coude. Regarder à la 7ème minute...
Que doit on en penser ?

A la 7eme minute, on voit une courbe de dureté en fonction de la résilience :
Plus tu augmentes la température de revenu, plus tu améliores la résilience.
Mais plus tu augmentes la température de revenu, et plus tu diminues la dureté.

Aux extrêmes, tu as d'un coté une lame super dure, mais cassante comme du verre ; à l'opposé tu as du chewing-gum...
Il faut trouver le bon compromis entre les deux, pour avoir des lames suffisamment dures pour couper sans s'user, sans toutefois casser au moindre choc.

[sylvestre]

Je crois comprendre qu'entre 400 et 650 degrés F, il y a une forte chute de la résilience, ce qui m'avait été confirmé par un compagnon de chez Opinel qui me disait que leurs revenus (je crois qu'ils utilisent du C90) ne dépassaient pas les 250 degrés C.
Alors qu'en est-il vraiment ?