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Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 12:49
de AchimW
BDelor a écrit: il faut faire un recuit pour supprimer les tensions liées aux déformations pendant la forge, puis une normalisation pour réduire la taille de grain, et enfin trempe et revenu...


Désolé, Bernard, mais c'est faux. C'est d'abord plusieurs normalisations (qui vont, aux même temps, reduire la taille du grain et détendre une partie des tensions du travail de forgeage) et après c'est le recuit pour adoucir l'acier. Avec une petite étappe pendant le recuit on peut faire, aux même temps, faire la recristallisation.

Quand tu le fais vice-versa, par exemple avec un acier autotrempant, tu te retrouves avec un acier trempé a la fin des normalisations. Et ça, c'est pas gai du tout.

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 14:05
de wolfi
désolé, je n'ai pas bien compris,
il faut que je chauffe plusieurs fois ?
Marteler le fer quand il est rouge, ça aide a le restructurer ?
Faire plusieurs revenus au bleu, ca devrait aider aussi à homogénéiser ?

Je n'ai pas encore de four pour recuire.

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 15:17
de AchimW
Il te faut

1. chauffer pour forger.

2. chauffer et refroidir plusieurs fois dans un corridor bien définit pour normaliser l'acier.

3. chauffer une fois et refroidir assez lentement pour recuire à doux.

4. chauffer et refroidir très vite dans un médium de trempe pour tremper.

5. chauffer relativement bas pour faire un ou plusieurs revenus.

Je n'ai pas mis de températures pour les chauffes différentes parce que ces températures (et le medium de trempe, aussi) dépendent de l'acier que tu veux utiliser. Comme j'ai dis sur l'autre forum, faire un traitement thermique corrècte c'est bien plus que chauffe à rouge et plouf dans l'huile.

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 16:12
de BDelor
AchimW a écrit:
BDelor a écrit: il faut faire un recuit pour supprimer les tensions liées aux déformations pendant la forge, puis une normalisation pour réduire la taille de grain, et enfin trempe et revenu...


Désolé, Bernard, mais c'est faux. C'est d'abord plusieurs normalisations (qui vont, aux même temps, reduire la taille du grain et détendre une partie des tensions du travail de forgeage) et après c'est le recuit pour adoucir l'acier. Avec une petite étappe pendant le recuit on peut faire, aux même temps, faire la recristallisation.

Quand tu le fais vice-versa, par exemple avec un acier autotrempant, tu te retrouves avec un acier trempé a la fin des normalisations. Et ça, c'est pas gai du tout.


Autant pour moi, tu as tout à fait raison.
Par contre, le recuit n'entraîne-t-il pas à nouveau une augmentation de grain ? Est-ce que tu ne fais pas une dernière normalisation avant la trempe ?

Autre chose : j'ai testé plusieurs fois la technique consistant à finir le travail de forge par une série de chaudes à température "moins" élevée de manière à normaliser en même temps que l'on finit de forger. J'ai trouvé que l'état final du grain paraissait tout à fait acceptable en procédant ainsi. Quelle est ton opinion sur cette manière de faire ?

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 17:01
de AchimW
BDelor a écrit:Autant pour moi, tu as tout à fait raison.
Par contre, le recuit n'entraîne-t-il pas à nouveau une augmentation de grain ? Est-ce que tu ne fais pas une dernière normalisation avant la trempe ?


Non. Le grain commence à grossir autour de la température de trempe et pas en dessous. Tu peux chauffer a la température de recuit pendant des journées sans changement de la taille du grain. Pas nécessaire de faire une normalisation avant la trempe.

BDelor a écrit:Autre chose : j'ai testé plusieurs fois la technique consistant à finir le travail de forge par une série de chaudes à température "moins" élevée de manière à normaliser en même temps que l'on finit de forger. J'ai trouvé que l'état final du grain paraissait tout à fait acceptable en procédant ainsi. Quelle est ton opinion sur cette manière de faire ?


C'est normale de faire ça. Quand on parle de normalisations pour reduire la taille du grain, il n'y a aucun souci de forger pendant ces normalisations. Tu peux même faire des "trempes incomplètes" (normalisations forcés) entre tes forgeages pour reduire le grain encore et encore. Par contre, pour reduire le stress et voir ou il faut redresser la lame, il faut faire une normalisation "calme".

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 17:44
de BDelor
AchimW a écrit:Non. Le grain commence à grossir autour de la température de trempe et pas en dessous. Tu peux chauffer a la température de recuit pendant des journées sans changement de la taille du grain. Pas nécessaire de faire une normalisation avant la trempe.


Voilà voilà : c'est là que les choses ne sont pas très claires dans mon esprit.
Je me suis jusqu'à présent basé sur des informations comme celles que l'on peut lire par exemple dans ce document :
lien
Les températures de recuit différent selon le type de recuit effectué et dans certains cas on est au voisinage de la température d'austénisation, ce qui à mon sens signifie augmentation du grain. Personnellement, j'ai pratiqué jusqu'ici des recuits à température d'austénisation de manière à obtenir une recristallisation et une régénération de la structure. Ces recuits n'étant pas précis au degré près (sans four de trempe), de crainte dêtre monté un peu trop haut en température, je refais une normalisation avant trempe.
Tu sembles considérer qu'il est préférable de faire son recuit à une température inférieure à celle d'austénisation (cas des recuits de détente et de recristallisation). C'est bien ça ?

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 18:02
de AchimW
Les recuits à doux se font toujours à des températures largement plus bas que la température de trempe/austénitisation. Normalement il s'agit d'une différence de température de 80 à 200° C. Petite exemple, le 90MCV8 se trempe à 800 - 840° C, mais le recuit à doux se fait à 730 - 710° C. Le recuit de récristallisation se fait encore plus bas dans les 700 - 650° C. Et encore plus bas c'est le recuit de détente.

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 21:35
de wolfi
Je voudrais poser quelques questions,

La température d'austénisation est la température où le fer perd ses qualités magnétiques ?
Si on amène le métal à cette température et si on le trempe, le grain de l'acier reste fin.
Si on dépasse cette température, le grain devient plus gros a la trempe.
La température d'austénisation serait la bonne température pour forger l'acier car il devient malléable.

Si on forge juste à cette température, on peut tremper sans obtenir un grain plus gros mais on obtient un métal très dur et cassant à grain fin.

On enlève ces tensions en recuisant a des températures inférieures à l'austénisation, plus la température de recuit est basse, plus l'acier reste avec des tensions intérieures qui lui confèrent des qualités de dureté, puis en montant le métal obtient de l'élasticité et perd sa dureté.

Une autre question, après avoir forgé une pièce en changeant sa forme, on le trempe pour lui donner un maximum de tensions intérieures sans qu'il casse. Ensuite, on rechauffe jusqu'à ce que l'acier perd une certaine quantité de tensions intérieures mais en garde suffisamment pour obtenir l'élasticité et la dureté voulue.

Quel est le rôle du carbone : c'est ce qui donne les tensions et permet un grain fin, si j'ai bien compris ?

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Mer 6 Jan 2010 22:46
de AchimW
wolfi a écrit:Je voudrais poser quelques questions,
La température d'austénisation est la température où le fer perd ses qualités magnétiques ?

Non. Cette température s'appelle point curie et c'est 768° C pour le fer et l'acier au carbone simple, pas pour les aciers alliées. C'est trop bas pour l'austénitisation des aciers.

wolfi a écrit:Si on amène le métal à cette température et si on le trempe, le grain de l'acier reste fin.

Oui, mais l'acier ne deviens pas dur.

wolfi a écrit:Si on dépasse cette température, le grain devient plus gros a la trempe.

Non. Il faut dépasser la température de trempe qui peut être, selon les aciers, entre 780 et 1250° C. Règle générale: plus de pourcentage d'élements d'alliage, plus de température nécessaire pour austénitiser.

wolfi a écrit:La température d'austénisation serait la bonne température pour forger l'acier car il devient malléable.

Pour la plupart d'aciers, sauf pour les HSS, la température d'austénitisation est trop bas pour commencer à forger. Elle se trouve plutôt a la fin de la marge pour forger.

wolfi a écrit:Si on forge juste à cette température, on peut tremper sans obtenir un grain plus gros mais on obtient un métal très dur et cassant à grain fin.

On ne peut pas forger a une température seulement. On commence relativement haut et arrête plus bas. Quand on fais ses normalisations, on obtient un grain fin. Quand on trempe une lame a grain fin, on obtient une lame très dur et cassant à grain fin.

wolfi a écrit:On enlève ces tensions en recuisant a des températures inférieures à l'austénisation, plus la température de recuit est basse, plus l'acier reste avec des tensions intérieures qui lui confèrent des qualités de dureté, puis en montant le métal obtient de l'élasticité et perd sa dureté.

Je pense que tu ne comprends pas la différence entre un recuit et un revenu. On ne fait pas de recuit après la trempe. On fait un revenu après la trempe. Le recuit sert à adoucir l'acier. Le revenu sert à changer le martensite tetragonal (cassant) en martensite cubique (tenace). La différence en dureté est minime.

wolfi a écrit:Une autre question, après avoir forgé une pièce en changeant sa forme, on le trempe pour lui donner un maximum de tensions intérieures sans qu'il casse. Ensuite, on rechauffe jusqu'à ce que l'acier perd une certaine quantité de tensions intérieures mais en garde suffisamment pour obtenir l'élasticité et la dureté voulue.

Non, on ne donne pas des tensions intérieures a l'acier mais on change la structure cristalline de l'acier.

wolfi a écrit:Quel est le rôle du carbone : c'est ce qui donne les tensions et permet un grain fin, si j'ai bien compris ?

Le carbone ne donne pas de tensions et ne change rien au niveau du grain.

Franchement, pour t'expliquer le rôle du carbone dans l'acier il faut écrire un cours en métallurgie. L'acier et sa métallurgie est le sujèt d'études universitaires et tu nous demandes d'expliquer tout ça en bref. Mais c'est impossible de l'expliquer en trois mots. C'est une question genre "quel est le rôle de l'eau dans la nature".

En plus, je pense que ce n'est pas nécessaire d'inventer la roue encore et encore. Il y a des endroits sur internet pour apprendre plus sur les aciers et il y a toute une bibliothèque de litérature de lives entre simple et hyper complexe. Tu pourras commencer avec celui-çi :
http://www.feine-klingen.de/PDFs/verhoeven.pdf

Re: Traitements thermiques de l'acier en coutellerie

MessagePosté: Jeu 7 Jan 2010 01:32
de BDelor
Le fer a une structure cristalline (agencement des atomes de fer dans l'espace selon un schéma géométrique régulier).
L'adjonction de carbone, dans certaines proportions, permet d'en modifier les caractéristiques car les atomes de carbone vont venir se positionner de différentes manières dans la structure cristalline.
De plus, la matière s'organise de manière discontinue au niveau macroscopique, en constituant des sortes de "cellules" distinctes de forme, taille, et composition variables.
Les opérations de traitements thermiques évoquées viennent modifier ces agencements microscopiques et/ou macroscopiques, et de ce fait influent sur les caractéristiques mécaniques résultantes.
Le carbone n'est qu'une partie de la question, car d'autres éléments d'alliage peuvent être utilisés de la même manière.

Comme le dis Achim, le sujet est extrêmement vaste. On n'a jamais fini d'apprendre. La métallurgie est un métier en recherche et en évolution permanente.