Migration du carbone et fibrage de l'acier

Quoi prendre, traitements, retours d'expériences, lâchez-vous ...
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Guillaume
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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#11 Message par Guillaume » 30 janv. 2017, 17:01

Le fibrage en tant que tel ne me paraît pas avoir de sens, cela dit, comme le fait remarquer Steph C., certaines anisotropies ont une influence certaine.
Concernant cette éprouvette de 100c6, je me poserais surtout la question de la manière dont les efforts se sont appliqués sur la pièce, relativement à sa géométrie.
Par contre, la présence des éléments d'inclusion dans les aciers corroyés soudés, au niveau des plans de soudure ont une influence certaine dans la résistance aux chocs, surtout transversalement au plan de soudage. Achim citait un test réalisé entre deux barreaux de nuance identique, l'un homogène, l'autre feuilleté. De mémoire, il avait observé un facteur 10 dans les valeurs de rupture!!
CQFD?
Convenons également qu'un sandwich ou un damas dont la pointe n'est pas relevée a la forge donne un côté mal fini et presque incohérent, les couches ne suivant pas la courbure du tranchant...

plume
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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#12 Message par plume » 30 janv. 2017, 17:06

yé souis pour la migration del cabròn ! :sm32:
Chaque jour on frappe le fer
un jour
on obtient une aiguille
(prov Viet)

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isilnor
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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#13 Message par isilnor » 30 janv. 2017, 18:32

Guillaume a écrit :Et certains éléments d'alliage comme le tungstène peuvent carrément attirer a eux le carbone migrant et donc appauvrir la matrice de l'ensemble
tout à fait, mais il faut énormément de temps pour ça. des dizaines d'heures de recuit au moins, pour que l'effet soit remarquable au-delà de l'influence locale lors des changements de phases. en fait c'est vrai de tous les éléments carburigènes, mais particulièrement visible avec des éléments très fortement carburigènes comme le tungstène; dans un cas vraiment extrème on peut recuire un damas pendant plusieurs jours et on observera que le carbone va même migrer d'une nuance à l'autre (de la plus pauvre vers la plus riche en éléments carburigènes) mais on est assez peu soumis à de tels problèmes puisqu'on a ne fait pas des recuits pendant des dizaines d'heures, et en plus quand on dissout les carbures c'est remis à zéro de toute façon.


pour le fibrage c'est assez compliqué... déjà il faut bien s'entendre sur ce qui le constitue et comment il est "réparti"
les inclusions (en gros tout ce qui n'est n'est pas dissout dans le fer) participent au phénomène puisque la mise en forme a tendance à les déformer et les aligner en filaments ou en rubans dans le sens du laminage
le grain lui-même peut être orienté, de plusieurs manières sinon ça serait trop simple, mais pour le comprendre il faut s'affranchir un peu de l'analogie du sable qu'on a tous en tête quand on pense au grain... c'est de nouveau les déformations au travail qui vont fabriquer le fibrage (un lingot n'a pas de fibrage) à cause de la recristallisation, mais il faut bien voir que quand on fait grossir le grain ce ne sont pas vraiment des grains qui grossissent en "rongeant" leurs voisins, mais deux grains d'orientation proches qui fusionnent en utilisant la chaleur comme force motrice pour aligner leurs structures; et surtout quand on réduit le grain on ne casse pas les gros grains en plus petits, on fait "simplement" naitre des nouveaux grains à partir des dislocations (en gros des parties déformées, ça se comprend mieux en disant ça mais c'est pas vraiment juste)
tout ça aboutit au fait que le grain n'est pas le même selon l'angle avec le on le regarde, il s'arrange en chapelets suivant plus ou moins le sens de la déformation, l'effet est d'autant plus marqué que la déformation est grande. la différence de résistance selon l'angle avec lequel on applique une force sur une pièce fibrée peut être importante, j'ai entendu articuler des chiffres de l'ordre de 20% de plus ou de moins selon qu'on plie une tôle dans le sens du laminage ou à 90°...
mais on est en fait pas tellement concernés, pour plusieurs raisons. déjà les aciers qu'on utilise sont souvent traités, au moins par un recuit, et pas avec la structure brute de laminage. en plus les aciers à outils sont souvent laminés croisés, ce qui fait que le fibrage n'a plus vraiment de sens (on devrait plus parler de feuilletage) et si ce n'est pas le cas les bandes sont coupées dans le bon sens... accessoirement le fibrage influence certaines propriétés mais n'a aucune incidence sur la dureté par exemple, et les traitements thermiques qu'on applique ne le font certes pas disparaitre mais diminuent beaucoup l'anisotropie.
en plus de tout ça quand on forge on a le fibrage obligatoirement dans le bon sens.

pour ce qui est de courber le fibrage à la pointe c'est mécaniquement inutile (et même ça serait mieux de laisser droit si on imagine que ça fait une différence, mais là je vais devoir faire un petit schéma pour expliquer donc ça sera un autre post) mais on peut tout à fait le faire pour des raisons esthétiques ou de méthode de travail, (en principe c'est plus rapide de remonter le tranchant que de l'usiner par exemple)

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#14 Message par isilnor » 30 janv. 2017, 18:53

20170130_183309.jpg
en noir la forme de la lame avec le sens du fibrage, en rouge l'orientation de la résistance maximale.

quand on casse une pointe elle subit en général une force qui suit une ligne de contrainte qui ressemble plus aux lignes rouges de gauche qu'à celles de droite. comme être proche de la ligne rouge (un angle proche de celui de la ligne) signifie une plus grande résistance la figure de gauche est en théorie un peu plus résistante que celle de droite.

mais il faut garder à l'esprit que c'est une différence très minime dans nos cas (normalement) et que si on forge l'émouture on fait la même chose qu'avec un laminage croisé, donc on a vraiment, mais alors vraiment pas besoin de s'occuper du sens du fibrage à la pointe dans ce cas (sauf raisons esthétiques bien sur)
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#15 Message par isilnor » 30 janv. 2017, 19:03

Guillaume a écrit :Par contre, la présence des éléments d'inclusion dans les aciers corroyés soudés, au niveau des plans de soudure ont une influence certaine dans la résistance aux chocs, surtout transversalement au plan de soudage. Achim citait un test réalisé entre deux barreaux de nuance identique, l'un homogène, l'autre feuilleté. De mémoire, il avait observé un facteur 10 dans les valeurs de rupture!!
c'est même un peu plus qu'un test; c'est une thèse pour laquelle il a fourni le matériau pour les mesures. de mémoire du 1.2842 homogène, du 1.2842 feuilleté, du damas soudé au borax et du damas soudé sous vide. les feuilletés n'ont pas vraiment de mesures de ruptures valides parce qu'ils ont du surcharger le marteau du mouton charpy pour arriver à casser les éprouvettes, donc c'est des mesures extrapolées... apparemment le damas soudé sous vide est nettement moins résistant à la rupture que les damas soudés au borax, bien que plus résistant que l'acier homogène.
il m'avait passé la thèse en pdf mais je la retrouve pas dans mes archives; je pense que ça a disparu quand j'ai changé d'ordi... je vais voir sur le net mais ça risque d'être coton pour trouver

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#16 Message par Guillaume » 30 janv. 2017, 19:15

Juste une question du coup concernant le damas que j'avais réalisé. Était il pertinent de considérer que l'acier au tungstène garderais son carbone, que le 60ni20 freinerait la migration par son fort taux de nickel et que le 90mcv8 resterait assez stable dans ces conditions?

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#17 Message par isilnor » 30 janv. 2017, 19:45

le nickel ne va pas freiner la migration du carbone, parce que le nickel est en substitution dans la structure du fer alors que le carbone est en insertion dans les vides du maillage; on pourrait imaginer que dans des aciers avec des taux de nickel très élevés la structure commence à être assez déformée pour perturber la migration; je ne sais pas si c'est le cas ou non, mais je ne pense pas, ou en tout cas pas dans des proportions notables. je suppose que une couche de nickel pur fait barrière au carbone parce que le fer environnant a beaucoup plus d'affinités avec le carbone que le nickel, mais que ce n'est pas pour une raison purement structurelle. je vais me renseigner sur le sujet, c'est très intéressant ;-)

pour le tungstène j'ai envie de te dire oui et non :lol: à température de soudure il n'y a plus de carbures sur 1.2519, donc non. mais à température d'austénitisation il y en a, donc oui, mais cet effet reste très "délicat". c'est vrai qu'à très long terme il va attirer du carbone depuis le 60Ni20 mais quand on parle de minutes à température d'auténitisation ce n'est pas mesurable.



maintenant si on imagine qu'on chauffe ton damas une centaine d'heures à 800°C on va probablement observer que le carbone aura presque déserté le 60Ni20 et se sera regroupé dans les autres nuances autour du tungstène et du vanadium, surement aussi marginalement autour du chrome, en laissant une matrice assez pauvre en carbone; donc on verra effectivement ce que tu dis à échelle macroscopique.

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#18 Message par Steph C. » 30 janv. 2017, 20:10

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Dernière modification par Steph C. le 25 févr. 2017, 16:34, modifié 1 fois.

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#19 Message par Steph C. » 30 janv. 2017, 20:23

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Dernière modification par Steph C. le 25 févr. 2017, 16:34, modifié 1 fois.

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Re: Migration du carbone et fibrage de l'acier

#20 Message par Guillaume » 30 janv. 2017, 22:02

Pour le wootz, le principe me semble être de produire, par la refusion et un refroidissement lent, une grosse structure dendritique de carbures de fer. Elle sera ensuite fracturée par le forgeage. Durant ce forgeage, les morceaux de dendrites vont former des alignements, donnant cet aspect moiré si caractéristique.

Concernant ma question Isilnor. Il semble donc difficile de prévoir le résultat d'un damas comme celui dont j'ai parlé. A température de soudure, tout le carbone est en solution, la migration du carbone agit donc vite. Cependant, dès que nous atteignons les températures de forgeage, le tungstène repompe le carbone et appauvris la matrice en carbone. Le 90mcv8 devrait donc faire la même chose, mais a des températures plis basses, et avec moins d'intensité.
On peut donc penser que selon le temps des différentes phases (soudure et forgeage) les résultats peuvent être différents. Ou je me trompe...
Dans mon cas, les 150 couches sont obtenues en trois soudures, donc avec une durée assez courte à température de soudure, disons 30 minutes environ. Cela impliquerait tout de même qu'avec fête durée, le taux de carbone serait donc identique dans toutes les couches certainement.
Je vais chercher si je retrouve les tt que j'avais fait a l'époque, je me suis peut être égaré dans mes souvenirs...

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