Aciers

Notions générales

     Tout le monde sait qu'on trempe l'acier pour lui donner des qualités d'élasticité et de dureté et que l'opération consiste en gros à chauffer le métal au rouge et à le refroidir brusquement en le plongeant dans l'eau ou dans de l'huile.
Mais si on ne connaît que ça et qu'on essaye de l'appliquer, on obtient très rarement le résultat escompté.
Il faut un minimum de connaissances.

        On appelle "acier" du fer qui contient moins de 1,8% de carbone à l'état dissout ou allié ( carbure de fer )
Au dessus de 1,8 % de carbone on obtient de la fonte où le carbone est à l'état graphite très divisé.
Ce que l'on appelle fer ordinaire est en réalité de l'acier doux à faible teneur en carbone (0.05% à 0.20%) qui ne prend pas la trempe.

A partir de 0.30% l'acier peut être durci par la trempe, d'autant plus que sa teneur en carbone est élevée, mais sa fragilité augmente en même temps que sa dureté.

Il faut savoir que l'acier change d'état quand on le chauffe
Le diagramme suivant donne l'état de l'acier en fonction de la température.

    - L'axe vertical (ordonnée) indique la température ( en °c)
    - L'axe horizontal (abscisse) donne la teneur en carbone de l'échantillon ( en %).
    ( donc pour un acier donné, on sélectionne la teneur en carbone et on se déplace verticalement)

Exemple : Pour 0,4 % de carbone

-  jusqu'a 740°C c'est du fer dit 'alpha' attiré par l'aimant, ne dissout pas le carbone
-  de 740 à 860 °C c'est du fer 'bêta'  ne s'aimante plus, mais ne dissout toujours pas le carbone
-  au delà de 860°C c'est du fer dit 'gamma' ne s'aimante pas et dissout d'autant mieux le carbone qu'il est chaud.

Le pourcentage de carbone modifie quelque peu ces points critiques de température.
Avec 0,80% de carbone ils se confondent en un seul : à 770°C l'acier ne s'aimante plus et commence à dissoudre le carbone.

Au dessus de 0.80% de carbone il y a de nouveau un point critique supérieur

référence  http://couteaux.free.fr/

Conséquences pratiques pour la suite: 

    Comme on doit atteindre la zone 'austénite'
1   On va pouvoir estimer le changement d'état au moyen d'un aimant.
2   Pour une teneur en carbone différente de 0.80%, il faudra continuer un peu à chauffer pour atteindre la zone où le carbone se dissout

Donc: la méthode de test avec un aimant est bonne pour un acier à 0.80% de carbone, mais moins précise pour les autres concentrations.

 Les éléments que l'on y trouve tels que le phosphore, le soufre, l'azote, l'oxygène, le silicium, etc... sont qualifiés d'impuretés.
D'autres éléments sont volontairement ajoutés pour modifier les caractéristiques finales de l'acier.
Ces aciers sont appelés aciers alliés.

Et d'abord ...

Quel est cet acier ?

D'après les étincelles

        Il est très difficile pour un débutant de déterminer la nature d'un acier.
Le test suivant peut donner une toute petite idée.
Il s'agit de meuler la barre d'acier et regarder les étincelles.
 

         Si c'est possible, réunir une collection d'aciers différents pour comparer.

Note :
Information donnée par 'scalaire00' (voir site en référence)

Petite astuce pour déterminer l'acier HSS:
étincelles peu nombreuses, rouges, courtes, collant à la meule, se
terminant par une petite boule.

Quelque définitions souvent utilisées:

L'acier HCS,      riche en carbone, est destiné au travail des matériaux tendres comme le bois,
                                    les panneaux mélaminés et des matières plastiques.
L'acier HAS        est capable d'attaquer le métal.
                                    C'est aussi un alliage qui peut servir à découper du bois susceptible de contenir des clous.
L'acier HSS         est un acier trempé, dit "rapide", de haute qualité.
                                    On le destine à la découpe des métaux ferreux ou non ferreux et de l'aluminium.

 

Aciers ordinaires ou aciers au carbone non alliés

Source : Secrétariat de la CNUCED d'après la grande encyclopédie Larousse

        Les dénominations acier doux, dur, extra dur .. sont d'anciennes dénominations mais encore très utilisées.

Si la teneur en Chrome est supérieure à 13% on considère que c'est de l'inox.
Bonne tenue a l'oxydation mais pas inaltérable !!
Par exemple, au contact d'une pièce en fer rouillée, l'inox se pique et s'altère.

Je n'insiste pas plus, car pour un amateur qui s'est procuré un morceau d'acier sans spécifications précises, c'est peu utile.
De plus, il existe de nombreux sites bien mieux faits que le mien qui en parlent .( voir le lien
par exemple http://couteaux.free.fr/acier_technique/acier.html)

LE MEILLEUR MOYEN EST DE FAIRE UN ESSAI DE TREMPE AVEC L'ACIER  DONT ON DISPOSE.

A titre indicatif :

 Tables de la composition des principaux Aciers utilisés en coutellerie