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Un traitement thermique sur les aciers c'est quoi ?

Dernière mise à jour : 17 mars

Les traitements thermiques ( TTH) ...... Cette fameuse "trempe" que presque tout le monde connait .

Cette application ne s'arrête pas seulement à la trempe mais bien a différents cycles de montée et redescente en température .

Il y en a grossièrement 4 que nous utilisons quotidiennement bien qu'il en existe d'autres .

On a beau être très bon forgeron dans la technique, si les TTH ne sont pas réalisés correctement dans les règles de l'art, l'outil peut être beau mais ne vaudra pas grand chose.

Pour un outil, on recherche une cristallisation fine pour un pouvoir de coupe fort et tenace .


A quoi ca sert ?


Pour commencer, il faut savoir que l'acier ( voir, les aciers utilisés en taillanderie) est un métal qui comporte un réseau

Four de trempe avec temperature controllé allant de 0deg à 1200deg . Bac d'huile et bac d'eau pour la trempe .

cristallin qui en fonction de son taux de carbone ou autres additifs va avoir différentes propriétés .

Ce réseau cristallin à la faculté de pouvoir être modifié en fonction de la température à laquelle il est exposé.

Ces TTH vont permettre à l'acier de lui donner des propriétés mécaniques intéressantes interagissant sur la dureté, l'élasticité , la ténacité ...... de la matière .

Ces TTh sont pratiqués avec des fours à température contrôlée ( voir photo ci contrôle ) .

Nous utilisons également des bains de refroidissement tel que de l'eau, de l'huile ou de l'air .



Pour exemple :

-Un XC 75 trempé à 810 deg à l'eau et un revenu à 200deg donnera une dureté de 59/60 hrc ( unité de dureté) et sera idéal pour couteau de cuisine qui nécessite un fort pouvoir de coupe mais qui supportera peu les chocs , le couteau restera affuté longtemps moyennant une difficulté moyen à l'affutage .

-Ce même acier trempé à 810deg avec revenu à 300deg à l'huile donnera une dureté de 56 hrc , idéal pour une hache d'abattage à qui on demande une certaine absorption du choc pour éviter que le taillant ne soit trop cassant, il se désaffutera plus vite que le couteau mais sera plus facile à affuter car moins dur .



Quel type de TTH fait t-on sur les outils ?


La normalisation : A la fin de la forge de l'ébauche.


On monte l'acier à environ 860 deg et on force le refroidissement à l'air, on répète cette opération encore 2 fois à des températures inférieures .

Ce principe consiste à réduire la cristallisation du grain de l'acier souvent figer par les hautes températures .


Le recuit de détente : Au cours du forgeage , on frappe souvent sur l'acier à des températures assez basses causent un phénomène dit de tension dans l'acier que l'on nomme l'écrouissage .

L'écrouissage peut être intéressant dans certain cas, si il est maitrisé mais en fonction de l'acier il peut être révélateur de micro fissure . Le recuit permet d'annuler ces tensions dans l'acier mais il permet également de normer la structure cristalline pour savoir exactement où on en est dans la matière avant trempe -exemple pour un xc75 retrouver une structure de Perlite . Le principe du recuit est de chauffer l'acier au seuil de transformation de l'austénite et de laisser redescendre en température le plus lentement possible .


La trempe:

Tout se joue à ce moment fatidique. La trempe va être l'étape qui va permettre de donner la dureté à l'acier .

Ce moment est presque magique car en jouant précisément sur la température , les anciens parlaient souvent de ce fameux rouge cerise, pour les aciers carbone on avoisine les 810deg , l'acier va subir une

transformation .


Tout d'abord pendant sa montée en température , son agencement cristallin va se modifier jusqu'à ce qu'à un

certain moment ou la matière va carrément changer de composition chimique , elle va passer de F3O4 (magnétique ) a F2O3 pour se diriger vers un agencement cristallin que l'on nomme l'austénite .

A cette température , l'acier n'est plus magnétique et l'agencement du réseau fer carbone s'est complètement modifié car on est passé de face cubique centré a cubique e face cubique centré à cubique centré .

En quelque sorte, c'est comme si les atomes de carbone deviennent actif. A cette température, on trempe l'acier dans un fluide ( eau ou huile ) pour figer cette transformation et donc obtenir une structure dite martensite .

Pour vérifier la grosseur du grain , nous faisons des eprouvettes pour regarder la grosseur de la cristallisation .


Essai sur une dent de foufourche ( Grelinette) dans la vidéo ci dessous















Le revenu :

Et non , ca n'est pas à ce moment là que le forgeron touche sa paye , même très loin de là car il reste encore du job après :) .

Le revenu a pour but de détendre l'acier qui est trop dur après trempe. c'est à ce moment là que l'on fait réduire sa dureté et donc augmenter son élasticité .

Pour ce faire , on réchauffe l'acier entre 100deg et 500deg selon le domaine d'application .

Le revenu est extrêmement important car un acier trop dur est cassant et un acier trop élastique ne tient pas trop l'affutage .




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