Combien de couches de damas dans une lame de couteau ?

[Ariane]

Bonjour,
une question de néophyte mais je me demandais comment un forgeron détermine le nombre de couches damas qui forment une lame de couteau ?
Ce nombre de couches favorise-t'il certains dessins sur l'acier, ou donne-t-il des qualités particulières à la lame ?
Merci.

[AchimW]

Alors, premièrement, la technique du damas est une technique de décoration de la lame.
Pour assurer une bonne qualité d'une lame en damas dans laquelle le damas se trouve aussi dans le tranchant, il vaut donc mieux choisir que des bons aciers à outils pour faire son damas. Dans ce cas, le nombre de couches ou d'éléments (damas mosaïque !) n'est pas important pour déterminer la qualité de la lame.

En plus, il est possible, avec les aciers modernes, de produire un damas dans lequel les aciers vont s'influencer les uns les autres positivement pendant le traitement thermique. Avec le bon choix d'aciers et de TT, on peut produire des damas qui sont bien plus que la simple somme de leurs éléments.
C'est assez compliqué, mais avec ces méthodes, c'est possible de produire des lames de très haute qualité.

[BDelor]

Ariane,
il y a plusieurs approche du damas :

Une approche purement décorative : on va se soucier avant tout de l'aspect esthétique du dessin. Dans ce cas, le nombre de couches est uniquement conditionné par le résultat souhaité : peu de couches pour un motif large et bien visible, beaucoup de couches pou un motif fin et plus discret. De même on choisira les composants du damas de manière à obtenir le contraste souhaité, sans forcément se préoccuper de la qualité technique résultante. Par exemple, un damas constitué d'acier à haute teneur en carbone et de nickel pur donnera un damas très contrasté mais totalement impropre à la coupe, le nickel ne prenant pas la trempe. Un tel damas devra être utilisé avec un tranchant rapporté ou soudé en sandwich avec une âme en acier dur.

Une approche technique, laquelle n'est par ailleurs pas incompatible avec l'approche esthétique évoquée ci-dessus. Dans ce cas on va se préoccuper également des aptitudes du damas en terme de trempe, résilience...etc. Si l'on utilise des composants dont les taux de carbone sont très différents, comme par exemple du fer et de l'acier, il faudra tenir compte de la capacité du carbone à diffuser. Un damas comportant des centaines de couches présentera ainsi un taux de carbone moyen et homogène. Si l'on utilise des aciers qui présentent tous de bonnes qualités propres, comme le souligne Achim, il n'y a plus de raison de se préoccuper du nombre de couches.
Il faut souligner ce que dit Achim, c'est à mon avis le plus important, avec un bon choix des aciers et des traitements thermiques, le résultat peut être davantage que la somme de chaque composant.

[alain valette]

Pour répondre simplement à ta question, c'est fonction de la trousse de départ et du nombre de pliages successifs moins les pertes pendant le travail (calamine, oxydation, etc...).

En partant sur un empilement de 3 : fer/acier/fer, il suffit de compter le nombre de couches : 3 /6/ 12 / 24 / 48 /96 /192 /384 / 768 couches, etc... en repliant une fois après chaque corroyage : 768 est le nombre de couches dans cet exemple après 9 chauffes.
Si on replit en 3 fois a chaque corroyage on a 3/9/27/81/243/729 ; et dans cet exemple on a 729 couches après seulement 6 chauffes, etc...

Ces exemples peuvent être combinés au départ de la trousse : 2 /3 /4 /5, etc...
Le nombre de couches peut alors être poussé a son paroxysme (douze chauffes du 1er exemple donnent plus de 12000 couches). Le nombre de couches est alors quasiment impossible à dénombrer ; seul le nombre de "plis" permet de le définir ; on obtient ce que les anciens cherchaient : un acier tranchant, résistant et souple avec un apport en "acier carbone" modéré car rare.

C'est la magie des damas de corroyage, l'aspect technique et décoratif dans une même fonction !

[Blue Phenix]

Trés bon sujet.
Serait-il possible d'avoir quelques photos de différents damas en exemple ?
Les images parlent toujours mieux pour le côté décoratif.

[BDelor]

Voir le sujet : Le damas en photos

[brise roches]

Je voulais apporter un avis sur la question concernant le nombre de couches dans un barreau de damas. Comme il a été dit précédemment pour ce qui est de l'aspect : le nombre de couches importe peu, par contre pour ce qui est de la qualité , le nombre à une vraie importance : il y a quelques années quelques éprouvettes de damas ont été confiées a un labo pour que soit vérifié comment s'opérait la soudure et particulièrement la migration du carbone entre les couches.

En deçà de 150 couches l'acier se soude a l'autre composant mais il ne se produit aucune interpénétration (pas visible en tout cas ); à partir de 300 couches (environ) le carbone migre vers les autres couches et au delà d'un millier de couches l'interpénétration est tellement prononcée que le dessin disparait peu à peu (sabre japonais).
C'est un avis perso que je partage néanmoins, mais tout cela n'a de valeur que si l'on est capable de mener une trempe; dans les "temps anciens " on parlait des secrets de la trempe, pas vraiment de celui de la fabrication des aciers. A l'heure d'internet il n'y a plus guère de secret sauf peut être celui de la trempe car là il n'y a que la pratique qui conduise à un bon résultat .

Dans la fabrication d'un barreau de damas en vue de la fabrication d'une lame ont doit tout faire pour privilégier la qualité de ce que l'on va produire : utiliser les bons alliages, souder vite et à la bonne température pour éviter de décarburer, ne pas hésiter à tirer de chaque trousse une éprouvette que l'on va tremper puis biller (si on en a les moyens) de manière à s'assurer de la qualité de ce que l'on fabrique. En dehors de toute considération d'ordre visuel il ne faut pas oublier que la finalité est d'obtenir un objet tranchant, qui va le rester et qui possède une certaine souplesse : tout l'art de la coutellerie.

[AchimW]

Il y a quelques années quelques éprouvettes de damas ont été confiées a un labo pour que soit vérifié comment s'opérait la soudure et particulièrement la migration du carbone entre les couches.

En deçà de 150 couches l'acier se soude a l'autre composant mais il ne se produit aucune interpénétration (pas visible en tout cas ); à partir de 300 couches (environ) le carbone migre vers les autres couches et au delà d'un millier de couches l'interpénétration est tellement prononcée que le dessin disparait peu à peu (sabre japonais).

Je voudrais bien savoir de quel labo il s'agit ! La raison est simple: la migration de carbone commence avec le premier contact / la première soudure de deux aciers avec des taux de carbone différents. C'est prouvé et re-prouvé en métallurgie. Un petit exemple? Voilà:



Dans ce cas ce n'est pas le damas sur les flancs qui est intéressant mais l'acier au milieu. Regardez le tranchant. On a l'impression qu'il s'agit de deux aciers, un plus brillant et un autre qui est un peu plus sombre qui forme le tranchant. En fait il s'agit d'un seul barreau d'un seul acier (1.6355 ultrafort) qui s'est chargé énormément de carbone dans une seule soudure, celle pour produire le sandwich.

J'ai déjà fait des damas avec plus que 10.000 couches avec un motif qui était tout a fait visible et pas disparu du tout.

Les trempes des aciers modernes, par contre, peuvent être difficiles mais n'ont pas de secret du tout. Il faut seulement suivre les protocoles. Pour les damas c'est un peu plus difficile et comme tu le dis c'est pas une mauvaise idée de faire quelques tests si la trousse était composé d'aciers avec des données de trempe très différentes.

[BDelor]

Les opinions présentées dans les précédents messages ne me semblent pas inconciliables. Si on considère que beaucoup de couteliers constituent leur damas avec des aciers "carbone", c'est à dire des aciers non alliés, ou faiblement alliés, je pense que l'on peut considérer que la migration du carbone, pour un même assortiment d'aciers, est grosso modo proportionnelle au nombre de couches. La migration commence dès la première soudure, et se développe peu à peu alors que l'on multiplie des couches par conséquent de plus en plus fines. La multiplication du nombre de couches augmente d'autant la surface totale de contact entre les aciers.Plus ily a de surface de contact, plus il y a de migration entre couches.

Avec des aciers plus élaborés comme ceux évoqués par Achim, j'imagine que des comportements assez différents peuvent être observés (mais ceci dépassant ma compétence, je n'en dirai pas plus...)

Achim, ce serait très intéressant si tu pouvais commenter un peu plus la photo que tu as postée, et expliquer les raisons de cette carburation importante dès la première soudure.
Est-ce que c'est une particularité de l'Ultrafort ou du damas avec lequel il a été soudé ?
Peux-tu aussi donner une idée des dimensions, car la photo ne permet pas de se rendre compte de l'échelle ni de l'épaisseur des couches.

[AchimW]

Pour la photo c'est assez facile. C'est une lame de 7,7 mm d'épaisseur (au ricasso) avec deux flancs d'un damas de 320 couches et une couche intérieure en ultrafort. Au début du forgeage/soudure, les blocs de damas mesuraient environ 13/14 mm et l'ultrafort 8,6 mm. A la fin, les flancs en damas étaient de 2,7 mm et la couche ultrafort d'environ 2,3 mm.
L'acier ultrafort ne contient quasiment pas de carbone dans son état original (moins que 0,03 % C). Le damas utilisé contient 0,9 % de carbone. L'ultrafort se charge avec le carbone du damas. La profondeur sur laquelle cet acier s'est chargé est d'environ 1/4 de son épaisseur sur chaque côté, ce qui sera environ 0,6 mm. Je rappelle : il n'y a eu qu'une seule soudure.

Pour revenir sur l'exemple plus haut : un damas de 150 couches qui est fait selon les méthodes traditionnelles nécessite bien plus qu'une seule soudure. L'épaisseur des couches dans le cas d'un barreau de, disons, 10 mm d'épaisseur (assez épaisse pour un couteau), est de 0,07 mm = 7/100 mm.

La règle approximative, c'est que la migration du carbone se passe avec une vitesse de 1 micron en 20 secondes à 1000° C.
Plus chaud veut dire (largement) plus vite.
A 800° C et plus bas, le carbone ne bouge quasiment plus.

Pour migrer complètement dans une couche de 7/100 mm, le carbone doit donc migrer de 3,5/100 mm ou de 35 micron de chaque côté ce qui sera fait en environ 11 minutes à 1000° C (température de forgeage), et beaucoup plus vite au dessus, pendant les soudures. Comptez un peu le temps que la trousse passe au feu pendant les chauffes de soudure et vous voyez le résultat.