Forge et
Coutellerie
par Gérard HEUTTE
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Glossaire de métallurgie de l'acier
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Là non plus, ce petit glossaire n'a pas la prétention d'être digne
d'un cours de métallurgie ! Il est cependant des mots dont il faut connaître
le sens.
> Ac1 : Température de
début de transformation de la Perlite en Austénite. Valeur estimée vers
720 à 727 °C.
> Ac3 : Température de
fin de transformation de la Perlite en Austénite. On admet pour les aciers
hypereutectoïdes que Ac3 = Ac1 car toute la Perlite est
transformée en Austénite, même s'il subsiste de la Cémentite (en
général quelques pourcents).
> Acier : Alliage de Fer et
de carbone. La teneur en carbone peut varier de 0.02% à 2%. On trouve souvent des
classifications plus ou moins arbitraires : doux, mi-dur, dur, extra-dur. L'acier prend la
trempe à partir de 0.35% de carbone. Les aciers utilisés en coutellerie vont
en général de 0.45% à 1.6%.
> AcM : Température de
fin de transformation de la Cémentite en Austénite.
> Austénite : Solution
solide de Carbone (jusque 2%) dans du Fer d.
Dans les aciers non alliés, elle ne peut exister qu'à chaud.
L'Austénite ne peut exister à température ambiante qu'en présence
d'éléments d'alliage (Nickel et Manganèse). Quelle que soit la teneur
en carbone de l'acier, ce carbone se dissout de façon homogène dans
l'austénite.
> Bainite : Cette structure ressemble à
la Perlite mais de structure très fine et sous forme
d'aiguilles microscopiques. Elle est moins dure que la Martensite.
> Cémentite : L'autre
nom du carbure de fer (Fe3C). Ce composé contient 6.7% de Carbone (en
masse). La cémentite pure est très dure.
> Cubique centré (CC) : Structure cristalline
où les atomes sont disposés aux sommets d'un cube avec un atome au centre du cube.
> Cubique faces centrées (CFC) : Structure
cristalline où les atomes sont disposés aux sommets d'un cube avec 6 atomes
répartis au centre de chaque face du cube.
> Diagramme Fer-carbone : Aussi appelé
diagramme d'état. Il donne la structure de l'acier en fonction de la teneur en
carbone et de la température.
> Eutectoïde : Acier
ayant une teneur en carbone de 0.77%. A froid et non trempé, cet acier
est composé de grains de Perlite.
> Fer a :
Etat du fer pur en dessous de 960°C. Il a une structure Cubique Centré. Il
n'accepte qu'une très faible teneur en carbone. Il est ferromagnétique.
> Fer d :
Etat du fer pur entre 960°C et 1400°C. Il a une structure Cubique Faces Centrées.
Il dissout facilement le carbone. Il est paramagnétique.
> Ferrite : Structure
macroscopique du Fer a avec très peu
de carbone dissous (quelques dizaines de ppm en fonction de la température. La
ferrite se présente physiquement sous forme de grains (observable avec un faible
grossissement).
> Fonte : Alliage dur et cassant de Fer et de
carbone avec une teneur en carbone de plus de 2%. Inutilisé en coutellerie.
> Grain : L'acier
revenu et à température ambiante est constitué de grains
(Perlite, Ferrite). La frontière entre deux grains est appelée "joint de
grain". Avec un gros grain, une lame sera moins dure et plus fragile. Un des buts des
traitements thermiques est d'affiner le grain. En général, un chauffage trop
fort ou prolongé augmente la taille du grain.
> Hypereutectoïde :
Acier ayant une teneur en carbone supérieure à 0.77%. A froid et non
trempé, cet acier est composé de grains de Perlite. Le carbone
"excédentaire" (i.e. > 0.77%) se retrouve dans les joints de grain sous forme
de Cémentite.
> Hypoeutectoïde :
Acier ayant une teneur en carbone inférieure à 0.77%. A froid et non
trempé, cet acier est composé de grains de Perlite et de grains de Ferrite.
> Martensite : Constituant
venant de la trempe. Lorsque l'Austénite est refroidie rapidement, les changements
de structures n'ont pas le temps de se faire. Il apparaît alors une structure ayant
la forme d'aiguilles, très dures mais fragiles : la Martensite. C'est une solution
solide d'insertion sursaturée de carbone dans le Fer
d
> Normalisation : C'est un traitement
thermique destiné a affiner le grain de l'acier.
> Perlite : C'est un
mélange de Ferrite et de Cémentite sous forme de grains. Ce grain contient
0.77% de carbone (en masse). Son nom vient de sa ressemblance avec des perles... La perlite
peut exister sous forme lamellaire (couches de Ferrite et de Cémentite) ou
globulaire (particules de Cémentite
dans la Ferrite).
> Recuit : C'est un traitement
thermique consistant à chauffer l'acier, puis à le refroidir lentement pour
diminuer les tensions internes et la dureté.
> Revenu : C'est un traitement
thermique consistant à chauffer légèrement l'acier après la
trempe, pour lui ôter sa fragilité au détriment d'un peu de dureté.
> Trempe : C'est un traitement
thermique consistant à refroidir brutalement l'acier chauffé pour le durcir.
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