Technique pour une dureté maximale d'un acier C45 (XC48)

[Hellhaz]

Bonjour à tous,
Je pratique la fabrication d'armes blanches depuis maintenant quelques temps et je suis aujourd'hui confronté à un problème technique intéressant (enfin à mon avis).

Je fabrique quelques épées de spectacle, c'est à dire qu'elles sont choquées entre elles, ce qui est un non-sens, mais ça plait beaucoup aux gens qui font ça...
Du coup, problème : les lames trop dures ne marquent pas, mais cassent et à l'inverse, les lames trop molles marquent mais ne cassent pas. Jusque là, vous allez me dire : rien d'extraordinaire.
Du coup, je me suis dis, pourquoi ne pas essayer de faire une lame en acier moyennement carburé, type C45, qui est facile à travailler et surtout à trouver.

C'est là qu'arrive le truc intéressant : comment obtenir de cet acier une dureté satisfaisante juste avec la trempe ?
En fait, j'essaie de trouver un bain particulier qui augmenterait la dureté de l'acier.
Je pense que c'est ça, qui a donné les histoires de trempe à la pisse d'âne, etc...

J'ai commencé par une trempe à l'huile classique, revenu à 240°C au chalumeau. Résultat, la lame tord et marque facilement, mais elle est incassable (enfin en usage normal).
Ensuite j'ai essayé l'eau, même revenu. Résultat: la lame ne tord que difficilement et marque moins, mais c'est pas suffisant
Par contre, je ne vous dis pas les déformations de la lame... galère.
Je vais essayer l'eau salée et ensuite des trucs plus raides.

Voilà, qu'en pensez vous ? Et surtout est-ce que je ne perds pas mon temps ?

[BDelor]

Tu ne pourras pas obtenir beaucoup mieux qu'une trempe à l'eau, le taux de carbone du C45 ne te permettra pas de monter plus haut en dureté.
Si tu as des déformations importantes à la trempe, il faut sans doute soigner davantage les traitements thermiques avant trempe : normalisations et recuit.

Si tu veux monter en dureté, il te faut des aciers prenant mieux la trempe, et avec une bonne ténacité comme par exemple le 60NI20 ou le 55NiCrMoV7 (1.2714)

Une autre solution est de réaliser des lames composites, mais les coûts seront sans comparaison avec des lames en acier homogène.

[cardoso5fr]

Bernard est plus rapide que moi.
Le XC45 ne vas pas de toute façon donner une dureté extraordinaire.

Ta question en fait pourrait être : quel est le bain de trempe le plus sévère pour obtenir la dureté après trempe la plus importante avec un xc45 ?
Sachant que de toute façon tu ajusteras cette dureté lors du revenu.

Je dirais que l'eau salée est le milieux de trempe le plus sévère, mais dans tous les cas cela ne va pas résoudre ton problème.
Au vu du diagramme suivant on peut avoir une dureté max de 58 hrc et ensuite le revenu adapte cette dureté à l'utilisation : lien.
Le XC45, je pense que tu vas obtenir comme tu l'as déjà testé une lame quasi incassable, mais qui va se marquer assez aisément.

Plutôt que de tenter de faire quelque chose avec du xc45 ; pourquoi ne pas utiliser un acier à ressort qui est prévu justement pour encaisser des chocs ? Les aciers à ressort ne sont pas trop compliqués à trouver, cela se travaille bien, se trempe bien et je suppose que c'est plutôt bien adapté aux lames longues.

Et dans le passé, comme l'avait fait remarquer Achim, les lames étaient bien carburées car pour couper un bras ou une jambe, il fallait quand même que cela tienne la route.

Les chocs que les "acteurs" font endurer aux lames, ce sont des chocs latéraux sur les flancs ou des chocs sur les tranchants ?

[Hellhaz]

Bon je vais essayer de répondre à tout :
50 à 55 Hrc me parait bien dans la mesure où il ne faut pas non plus que la lame parte en éclats.

Je n'utilise pas d'acier à ressort, car j'ai vu plein de lames cassées au niveau de la garde... et même des fois très rapidement.
Je pense éviter ce genre de chose avec le C45, d'ailleurs le diagramme OTUA c'est pour du C45U, il me semble qu'il y a du Silicium en plus, ça m'arrangerait bien d'en trouver.

Après, j'avais pensé essayer un 45S7.

Le problème c'est que j'ai du mal à trouver les nuances que je souhaite et surtout les sections (35X8 et 40X6). En gros avec 580mm de ces sections, je sors une lame triangulaire de 800mm avec soie.

Sinon j'ai une question par rapport à ça :

Si tu as des déformations importantes à la trempe, il faut sans doute soigner davantage les traitements thermiques avant trempe : normalisations et recuit.

Je pratique des recuits sur mes lames, mais à vrai dire je ne saisis pas la différence avec une normalisation ! J'ai entendu plusieurs sons de cloches sur le sujet, mais rien de bien précis...
Vous allez sans doute m'éclairer.

Ha oui ! j'allais oublier, bien sûr les gars qui se battent avec de telles épées parent avec le tranchant, c'est pour ça que je disais que ce genre de combat est un non sens. S'ils paraient avec le plat comme le font certains, ça éviterait pas mal de problèmes.
Je crois avoir répondu à tout.

[BDelor]

Le recuit vise à adoucir l'acier et à détendre les tensions issues de la forge. La normalisation a pour objet d'affiner le grain, ce qui limite grandement les risques de casse.
Les deux opérations sont différentes et ne se pratiquent pas aux mêmes températures.
La question des traitements thermiques est détaillée dans le sujet suivant que je te conseille de lire : Traitements thermiques de l'acier.

Pour l'approvisionnement, tu peux contacter AchimW qui est présent sur le forum. Il pourra te conseiller et te livrer un acier adapté à ton besoin.

[Hellhaz]

Pour le recuit, je le savais déjà, du coup c'est l'histoire de la diminution du grain la différence.
Mais ça ne me dit pas comment faire une normalisation... (Enfin, je n'ai pas tout lu.)
De ce que j'en sais, on chauffe aux alentours de la température de trempe, et quand le métal arrive au rouge sombre, on fait une trempe rapide à l'eau et ensuite on rechauffe. Si j'ai bien compris, ça s'apparenterait à la normalisation forcée ?
Alors la douce, c'est comment ?

[BDelor]

Normalisation douce : tu chauffes de la même manière et refroidis en agitant à l'air libre.
Une autre manière de procéder consiste à faire un forgeage de finition avec une série de chaudes effectuées dans la plage de températures de normalisation. De cette façon, les finitions de forgeage et les normalisations sont effectuées en même temps.
Douce ou pas, la normalisation doit être répétée deux ou trois fois pour affiner suffisamment le grain de l'acier, surtout si celui-ci a été forgé à des températures élevées.

Avec des normalisations soignées, le grain devient beaucoup plus fin, et les risques de casse, que ce soit à la trempe ou ensuite à l'utilisation, sont considérablement réduits.

L'idéal est de faire quelques essais avec des éprouvettes test que tu forges et normalises. Ensuite tu fais une trempe et tu casses l'éprouvette pour voir le résultat. Cela te permet de contrôler la validité de ton procédé. Normalement la différence avec une éprouvette non normalisée est flagrante. Voir par exemple la photo sur cette page : Le grain de l'acier et le traitement thermique de normalisation
ou encore dans ce sujet : Méthode, technique pour identifier un acier de récupération

[Hellhaz]

Merci pour toutes ces réponses, je vais finir par être au top à force ! (On peut rêver quoi.)
Je vais essayer tout ça sur la prochaine lame d'épée que je sors, et je vous tiendrai au courant des résultats si ça vous intéresse.

[AchimW]

J'ai fait des tests avec du 1.2714 = 56NCDV7 trempé a l'huile et même avant revenu c'est quasiment incassable et quand même assez dur. Pareil avec le 60Ni20. Avec ses 5 % de nickel c'est super tenace. En générale c'est les aciers au nickel qui sont "nickel" pour ce genre de lame. Et pour les chevaliers riches: Ultrafort 1.6355.

Ce que je ne comprends pas, c'est les problèmes avec les aciers au ressort. A mon avis, si c'était cassé a la soie, il y a eu soit un problème de TT (faut pas tremper cet endroit), soit (plus logique) un problème de géométrie. Un angle droit dans cet endroit c'est mortel pour la construction. Un angle rond par contre en combinaison avec une base de lame qui rentre un peu dans la garde, c'est indestructible. Les anciens, eux ils ont fait comme ça et il y a très peu de lames trouvé dans les fouilles qui sont cassé dans cet endroit.

[Hellhaz]

Ce que je ne comprends pas, c'est les problèmes avec les aciers au ressort. A mon avis, si c'était cassé a la soie, il y a eu soit un problème de TT (faut pas tremper cet endroit), soit (plus logique) un problème de géométrie. Un angle droit dans cet endroit c'est mortel pour la construction. Un angle rond par contre en combinaison avec une base de lame qui rentre un peu dans la garde, c'est indestructible. Les anciens, eux ils ont fait comme ça et il y a très peu de lames trouvé dans les fouilles qui sont cassé dans cet endroit.

Oui, je suis bien d'accord, c'est ce que j'essaie de faire.
Par contre je pense qu'il faut tremper un peu la soie (genre sur 15mm) car sinon ça risque de plier la première fois ou il y en a un qui a la bonne idée de tester la souplesse de la lame un peu fort... Quitte à faire un revenu plus important à cet endroit.

Je connais le 56NCDV 7, je n'ai pas fait d'épée avec car je n'en avais que très peu, c'est vrai que ça n'avait pas l'air mal.
J'ai essayé du 45SiCrMo6 et aussi du 60MnSiCr4, les 2 me semblaient intéressants, mais encore une fois je n'ai pas testé les grandes lames. Que pense tu de ces nuances ?

Après, mon gros problème, ce sont le fournisseur et les sections fournies.
Malheureusement ce que l'on voit sur le net diffère souvent de ce que l'on peut avoir réellement...
Je vais tenter une lame de 700mm en 60Mn pour voir.