Pathologie d'une lame de couteau : défaut, vice de l'acier

[Daniel]

Bonjour à la communauté de Metal Connexion,
j'ai reçu un très bon cours sur la trempe sélective par BDelor et Cardoso5fr... Du coup, ne m'en voulez pas si cela attise ma curiosité. ;-)
Novice, mais amateur de couteaux, j'aurais souhaité en savoir un peu plus sur les problèmes qu'un coutelier artisanal rencontre avec son travail de l'acier lorsqu'il forge et traite sa lame.
Je trouverais inédit ou du moins passionnant de faire un sujet, où des couteliers viennent présenter une photo d'une lame malade soit parce que le traitement est raté ou inadapté, soit parce que l'acier présentait un vice...
Quand on me parle de tapure et autre terme du coutelier, je vois mal de quoi il s'agit. Un petit diagnostic accompagnant la photo serait très éclairant.
Merci pour la qualité de ce forum ! Je ne me lasse pas de le parcourir !

[BDelor]

Bonjour,
pour arriver à une lame terminée et sans défaut, les embûches sont multiples : mauvaise maîtrise de la température de forge, du grain de l'acier, des traitements thermiques...
Les principaux défauts sont :

• température de forge trop élevée : brûlure de l'acier,
• température de forge trop basse, qui combinée à un martelage trop violent conduit à des fissures (tapures),
• mauvais traitement thermique de normalisation : taille de grain de l'acier trop élevée, entraînant une fragilité accrue de la lame,
• trempe à température incorrecte : si trop basse, pas de trempe ; si trop élevée, trempe incomplète, accroissement du grain, risque de tapures, voire de brûlure de l'acier,
• mauvais milieu de trempe : risque de tapure ou de cassure complète de la lame.

Tous ces défauts sont irrémédiables, à l'exception d'une trempe à température trop basse, qui pourra être refaite sans dommage.

Il peut arriver que l'acier lui-même présente un vice caché, mais c'est fort rare. Cela peut éventuellement arriver avec des aciers de récupération, notamment les lames de suspension de véhicules (acier ressort) qui peuvent présenter des fissures de fatigue. C'est beaucoup plus improbable avec des aciers "neufs" issus directement du laminage.

J'essaierai de trouver quelques photos, mais il est assez rare que les couteliers gardent trace de leurs loupés !

[Daniel]

Bonsoir BDelor,
en effet, on ne peut pas dire que les ratés, tapures et compagnie, puissent être considérés comme des trophées pour les couteliers. Si il est possible d'avoir une petite approche visuelle des pathologies listées, cela pourrait être intéressant.

Par exemple, la taille du grain augmente suite à un mauvais traitement thermique de normalisation.
Le grain augmente-t-il suffisamment pour que cela soit perceptible à l'œil ?

[BDelor]

En fait, ce sont les chauffes effectuées lors du travail de forge qui peuvent être la cause d'une augmentation de taille du grain.
Le processus de normalisation a pour objet de la ramener à une dimension correcte. La différence est très nettement visible à l'œil nu : lorsque la taille du grain est correcte, le métal est d'un gris clair homogène. Dans le cas contraire, il apparait comme l'agglomération de grain de sable.

A gauche : éprouvette avant normalisation
A droite : éprouvette après normalisation

La photo n'est pas très bonne mais la différence est bien visible. Elle pourrait même être encore plus flagrante si la normalisation avait été plus poussée.

[cardoso5fr]

Un petit exemple :

Rasoir :
Tentative de rasoir en EN9 modifié (+- xc75) émouture chisel creux gaucher avec trempe sélective à l'eau.
Voila donc le résultat d'une tapure sur tout le long de la ligne de trempe. Il faut dire que la combinaison asymétrie de l'émouture creuse profonde et la trempe sélective à l'eau augmente tout de même très fortement les risques.

Chauffe sélective, trempe à l'eau directe. Un coup de backstand pour blanchir.
Là, je vois une trace au milieux, mais qui part de nulle part : pas au milieu du tranchant mais au milieu de la lame, en plein cœur.
De plus, la tapure suivait parfaitement la ligne de trempe.
Je blanchis l'autre coté. Et là, plus aucun doute : tapure en plein coeur, sans aucune amorce nulle pas (cela ne part part d'une trace, ou d'une griffure mal nettoyée avant la trempe).

Le plus beau c'est que pendant que je la regardais sous toutes les coutures, une fois blanchie, elle s'est fissurée de plus en plus, avec des petits tics caractéristiques - c'en était presque émouvant -, et ce tout le long de la ligne de trempe.
Carrément génial, je n'avais jamais vu ça avant !
J'ai donc cassé la lame pour voir ce qu'elle avait dans le ventre. le grain était pas bien gros , mais avait légérement grossi tout de même sur "la pointe" au niveau du dos, au niveau du tranchant rien à dire (donc un poil de surchauffe).
Ce n'est pas souvent que cela ne me gonfle pas de casser une lame à la trempe (autrement que volontairement)... mais là, je dois avouer que je suis tellement enthousiaste à la vision de cette tapure qui se propage tout le long de la ligne de trempe telle une onde de choc que cela ne m'ennuie même pas.
Je forgerai le "manche", il terminera en neck. Mais des images parlent plus :

On est dans la hauteur, la on part du tranchant vers le cœur de la lame. C'est la partie trempée.

Morceau en bas à droite au niveau de la démarcation entre la partie trempée en non trempée.

[cardoso5fr]

Le manche au niveau de la "pointe".

La même partie mais coté casse.

Le seul truc que je trouve étrange c'est que le grain plus fin est au niveau du tranchant qui normalement monte plus vite en température car moins épais.

Tanto
Sinon une autre image pour illustrer les différences de grains que l'on peut avoir.

Ce morceau de lame avec des grains de la taille de cailloux vient de la forge d'une lime : trois normalisations à l'air, et trempe à l'huile.
J'ai eu un gros doute sur la qualité du traitement et surtout de ma forge, Je pensais être monté beaucoup trop haut et trop longtemps en température, et particulièement au niveau de pointe. Dans le doute, j'ai cassé la lame.

Et à l'œil, le doute fut bien confirmé :

• mauvais contrôle de la température lors du travail de forge,
• et j'ai probablement mal conduit mes normalisations en fin de forge et avant trempe (C'était la première fois que j'utilisait mon nouveau bruleur Yaco, donc c'était plus costaud que mon chalumeau).

J'ai reforgé un peu la lame restante, (beaucoup plus courte), fait une bonne douzaine de normalisations avant la trempe en prenant soin de ne pas monter trop haut ; retrempe ; et montage.
Cela donne ça à la fin :

Celui-ci sert régulièrement et se comporte très bien apparemment

[Daniel]

Merci pour vos photos. On apprend toujours ainsi !
Si vous croisez des défauts de nature différente, n'hésitez pas à me les montrer (brûlures, etc..).
Merci !

[cardoso5fr]

Pour l'instant je touche du bois, je n'ai jamais encore cramé un tranchant.
Par contre la prochaine fois que je réalise une banane (la lame se tord à la trempe), je vous la poste... ou alors un tranchant qui gondole (émouture trop fine et trempe trop violente).

[Torpen]

Voilà, j'ai eu un problème de trempe, mais je suis incapable de déterminer lequel... Je poste donc dans ce sujet qui me parait bien adapté, en espérant être éclairé.

Premièrement une photo complète du couteau :

Le problème se situe dans le fait que 1cm du tranchant, en plein milieu de la lame, n'est pas trempé. Bon, je me suis douté qu'il devait s'agir d'une température trop basse de trempe, sûrement due à une mauvaise répartition de la chaleur sur la lame... Mais je suis pas sûr et de plus, après révélation de la trempe sélective au perchlorure de fer, j'ai observé un curieux motif sur la ligne de trempe.


La partie rouge ne coupe pas

Voici un dessin représentant la ligne de trempe :

En fait je me demande pourquoi sont apparues ces "stries". Avant d'émettre mes hypothèses et de poser des questions, je vais tâcher de vous décrire précisément le déroulement de la trempe.

Donc :
Je suis parti d'une pièce d'XC75 que j'ai travaillé par enlèvement de matière, à la ponceuse et à la meuleuse d'angle. J'avais laissé 1mm d'épaisseur d'acier pour éviter la décarburation lors de la chauffe comme cela m'a été préconisé.
Trois normalisations à l'air pour la lame d'abord, une première trempe intégrale à l'huile, suivie d'une trempe sélective à l'eau très chaude.
Je passe le tranchant à la lime, ça glisse.
Revenu une heure à 200°C.
Après avoir émouturé et affûté, je me rends compte qu'une partie du tranchant ne coupe pas alors qu'il m'avait semblé que tout le tranchant avait pris la trempe.

D'abord je me demande d'où vient l'apparition de ces stries ?
Pour ma part, ayant travaillé avec deux autres métaux laminés, j'ai déjà observé des stries dans des bobines de zinc ou de cuivre. L'acier étant laminé, il peut peut-être s'agir de la même chose ?

Ensuite, l'absence de trempe provient-elle d'une mauvaise répartition de la chaleur, ou le milieu de trempe peut-il influer ?
Le milieu de trempe était de l'eau portée à une température proche de l'ébullition, la formation de vapeur et de bulles peut elle "protéger" une partie du tranchant ?

La révélation au perchlorure de fer permet de révéler la ligne de trempe en donnant une nuance différente à l'acier qui a été trempé par rapport à l'acier qui n'a pas été trempé... Pourquoi l'apparition de ces "stries" ?
On dirait que la chaleur a été mieux conduite le long de ces "stries".

Bref, ce sont mes questions et mes hypothèses, si vous avez une idée de quoi il s'agit ou observé un résultat semblable, merci de m'en faire part.
Merci.

[BDelor]

Je pencherais pour une répartition inégale de la chaleur.
Par ailleurs, l'acier XC70 n'aime guère les trempes à l'eau, tu ferais mieux de t'en tenir à l'huile. Et effectivement, dans l'eau, il y a production de vapeur, le milieu est davantage perturbé.