Fibrage de l'acier et techniques de travail du métal

[Baptor]

Pour ton indication, en industriel on monte même à 1280° C...

La raison est simple, le but est d'aligner l'ensemble des opérations, sans réchauffer.

Les presses ont plusieurs postes, en général :
- ébauche,
- finition.

Mais sur des productions plus compliqués, tu peux avoir :
- répartition
- ébauche 1,
- ébauche 2,
- pré-finition,
- finition,
- ébavurage et perçage,
- calibrage + marquage.

Le but est d'aller le plus vite possible en ayant les meilleures propriétés et avec la perte matière la plus faible.
A chaque fois que tu réchauffes, tu perds entre 0.5 (induction) et 3% (gaz/fuel) en perte au feu. Et tu perds du temps.
De plus, tu annules une bonne partie du fibrage lors du réchauffage...

Et comme les temps de chauffe sont optimisées et les fours de bonne précision, tu ne risques pas la surchauffe.
Donc en gagnant de précieux degrés, tu gagnes des chauffes, et donc de la matière et du temps.

Pour ton indication, lors de ma formation, toutes les pièces étaient chauffées à 1250°C (à + ou - 30°C) pour être travaillées que ce soit par presse mécanique, pilon, turbocompresseur ou laminoirs.
Malheureusement pour notre passion, il est très rare d'avoir des fours capables de monter aussi haut, avec une bonne précision.
Et on se rapproche des zones de surchauffe, et il faut donc être vigilant.

Ps : j'en profite pour passer le bonjour aux forgerons de Courcelles et principalement à Laurent.

[sylvestre]

Donc si je te suis, on peut forger très chaud sans altérations particulières du métal. Et plus je chauffe fort, plus je vais aller vite, et moins j'aurai de chauffes à faire...

[Baptor]

Tu vas un peu vite en besogne mais dans l'esprit, oui.

Mais plus tu vas chauffer, et plus le métal travaillé sera tendre, donc tu iras plus vite, comme tu pars de plus haut en température, tu mettras plus de temps à rentrer dans une zone froide non forgeable donc tu peux gagner des chaudes.
Comme on dit, il faut taper le fer quand il est encore chaud.

Après pour de la forge artisanale, je te déconseille de dépasser les 1250°C car tu vas mettre tellement longtemps à les atteindre que ca ne sera pas rentable.
Fais attention également de ne pas appliquer cela sur des aciers spéciaux (au chrome, nickel; etc.) ; reste-en aux aciers simples (Fer + Carbone).

De plus, il faut faire attention au moyen de chauffage pour ne pas mettre trop de contraintes entre l'extérieur de ta pièce et le cœur.

Méfie-toi également, car outre le risque de surchauffe, plus tu es chaud et plus les phénomènes de diffusion entrent en jeu. Donc attention aux réglages du four ! Car s'il est carburant, tu risques de faire monter le taux de carbone et rendre le matériau plus difficile à travailler voire cassant. S'il est oxydant, tu vas faire du fer pur...

Attention aux méthodes industrielles car elles fonctionnent mais ne sont pas forcement faciles à mettre en place !

[sylvestre]

En dehors des soudures, je travaille entre le rouge très clair et l'orange foncé, donc environ à 900°C. Est-ce que je ne me donne pas du mal pour rien ?

[BDelor]

Il faudrait vérifier en fonction de la nuance d'acier que tu utilises, mais en général, dans la fourchette 800-1000°C, c'est bon.
Le principe c'est de forger plus chaud si l'on veut faire de gros mouvements de matière (en général en début de forgeage), et de forger moins chaud pour les petites déformations (plutôt en fin de forgeage).

[gobannos]

D'autant plus que plus tu chaufferas, plus tu auras un gros grain, tu seras plus cassant et ton fil de coupe tiendra moins bien. (Tu peux aussi laisser ta pièce un moment dans ton feu ou four vers les 1000°C pour homogénéiser ton acier. Par contre, il est vrai que si tu restes à cette température allant de 2h à une journée, oui, tu risques de former du fer presque pur ou une petite fonte selon bien entendu l'épaisseur de ta pièce à ce moment là.)

Avant ta trempe, fais un traitement de recristallisation (généralement sur la fiche technique de ton acier, elle correspondra à ta température de trempe), tu risques aussi de moins déformer ton acier lors de ta trempe.

Ceci dit baptor, pour monter à 1250° avec une forge à charbon, ce n'est pas si long que ça ; c'est toujours un peu plus rapide que la plupart des fours industriels.
Par contre c'est vrai que niveau contrôle, à moins d'avoir un pyromètre, c'est du travail de bricoleur par rapport à un four avec thermostat et tout.

[BDelor]

Attention, maintenir la pièce longtemps à 1000°C aura surtout pour effet de faire croître fortement le grain. C'est utilisé à des fins d'homogénéisation pour les pièces fabriquées par fonte de l'acier. Quant à faire du fer ou de la fonte, cela supposerait des temps bien plus longs, mais surtout le savoir-faire nécessaire pour carburer ou décarburer à la forge...
Il me semble que tu confonds la recristallisation et la normalisation. La recristallisation sert à libérer les tensions du réseau cristallin, elle se pratique à des températures bien inférieures à la température de trempe.

[gobannos]

Non justement, en fait la régénération-recristallisation se fait aux mêmes températures, c'est juste le but qui diffère donc le nom aussi :
- Recuit d'homogénéisation : Ac3+200°C avec environ 1h/25mm refroidissement refroidissement contrôlé (au four en industrie),
- Recuit de normalisation (normalisation de la taille de grain à 8 pour essentiellement du comptage micrographique) : Ac3+50°C avec 1min/mm refroidissement air calme,
- Recuit de régénération (affinage du grain) : Ac3+50°C avec 1min/mm et refroidissement contrôlé.
Et le recuit de détente se fait à 600°C avec 1h/25mm d'épaisseur.
Le détensionnement se fera aussi par la même occasion lorsque on chauffe plus haut, c'est évident.

Mais je suis d'accord avec toi Bdelor : à 1000°C, la taille de grain augmente vite mais la diffusion se fait aussi bien mieux en laissant refroidir la pièce puis en la ré-austénisant, la taille de grain redeviendra raisonnable environ 8.
Par contre oui, carburer ou décarburer a la forge demande quelques savoirs, mais en regardant en quelle zone on travaille : zone oxydante neutre ou réductrice, on peut stopper, limiter ou amplifier la décarburation.
Quant à l'enrichir, ce ne serait pas faisable (les temps pour incorporer du carbone dans l'acier sont bien plus longs que la durée d'une chauffe pour que l'effet d'un enrichissement superficiel soit ressenti) à moins de repasser en phase liquide mais là, on oublie le couteau... et bonjour à la fonte blanche. (Aucun intérêt en coutellerie, je suis d'accord.)

Par contre, la difficulté évoquée par baptor pour faire des traitements corrects avec une forge à charbon est bien réelle.

[BDelor]

Effectivement, après une chauffe de diffusion (homogénéisation), il est toujours possible de faire une normalisation. Mais il me semblait que ce type de traitement était surtout utile dans le cas de pièces de fonderie de taille importante. La seule application que je voie dans le domaine de la coutellerie étant la chauffe de diffusion du chrome pour les inox.

Pour ce qui est de réaliser les traitements thermiques à la forge à charbon, je suis d'accord avec toi, je pense qu'il faut se limiter aux aciers non alliés qui admettent des fourchettes de températures assez larges.

[gobannos]

Oui en effet, les traitements d'homogénéisation sont essentiellement destinés à la fonderie mais c'était pour éventuellement remettre l'acier de sylvestre si il s'agissait d'hétérogénéité chimique, à une structure à peu près correcte.