Durcissement de l'acier : 6 étapes (avec photos)

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Mises en garde

L`acier est un alliage de fer qui est utilisé, entre autres, dans la construction et pour la fabrication d`outils métalliques. Dans les applications où l`acier est soumis à une forte usure, il doit être trempé puis revenu afin qu`il soit adapté à l`usage auquel il est destiné. Avec les bons outils et un peu de pratique, vous serez capable de durcir l`acier avant de vous en rendre compte.

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1. Commencez avec un acier à teneur en carbone suffisante. Le durcissement de l`acier provoque la cristallisation de la structure du carbone, de la même manière que le charbon ou le graphite se transforment en diamants en raison de la chaleur et de la pression dans la terre. Sans être allié à d`autres métaux, l`acier doit avoir une teneur en carbone d`environ 0,6 % ou plus pour être durci. Ce type d`acier est appelé acier à haute teneur en carbone ou acier à outils (les alliages d`acier tels que l`acier à l`argent et les tôles de jauge sont également des aciers à haute teneur en carbone).

Les aciers à moyenne teneur en carbone avec une teneur en carbone de 0,4 à 0,55% peuvent également être trempés, mais ce type d`acier doit être allié à d`autres métaux afin que l`acier puisse être durci plus complètement.
Les aciers plus doux avec une teneur en carbone de 0,4% ou moins ne peuvent pas être trempés directement. Cependant, ceux-ci peuvent être recouverts d`autres matériaux pour les rendre plus durs dans un processus appelé cémentation.

2. Chauffer l`acier. Chauffer toute la pièce d`acier lentement au début. Concentrez ensuite la chaleur sur la zone à durcir, comme la pointe d`un burin ou d`un tournevis, jusqu`à ce que la zone devienne rouge.

3. Trempez l`acier dans un liquide. Immerger l`acier chaud dans un liquide ou un gaz pour le refroidir rapidement, ce qui durcira le métal. Différents liquides peuvent être utilisés pour l`extinction.

L`huile est le plus souvent utilisée pour la trempe, surtout si vous n`êtes pas sûr de la composition chimique exacte de l`acier. Les huiles couramment utilisées sont l`huile végétale, l`huile minérale, l`huile de coton ou l`huile de baleine. L`huile refroidit l`acier plus lentement que l`eau, ce qui le rend moins sujet à la rupture, mais durcit l`acier aussi bien que l`eau. Les aciers complexes comme la plupart des aciers multialliés modernes ont tendance à se briser s`ils sont trempés trop rapidement, comme avec de l`eau. Si des bulles se forment, elles ralentissent le processus de refroidissement et créent des points mous dans le métal, de sorte que le liquide d`extinction est généralement agité pour empêcher la formation de bulles. Les huiles d`extinction peuvent former des fumées, des éclaboussures et des déversements, et présenter un risque d`incendie potentiel si elles ne sont pas correctement contrôlées.

L`eau salée éteint l`acier chaud plus rapidement que l`eau ordinaire car le sel fait disparaître les bulles plus rapidement. Cependant, il doit être rincé immédiatement, car l`acier salé se corrode plus rapidement que l`eau douce.

Les polymères de glycol se situent entre l`eau et l`huile en termes de trempe, le degré de refroidissement dépendant de la quantité de glycol. Cela corrode moins l`acier que l`eau et est moins susceptible de s`enflammer que l`huile, mais le rapport polymère/eau doit être surveillé en permanence pour garantir des résultats cohérents.

Le liquide cryogénique est utilisé pour empêcher la formation de points mous et cassants, et il oblige l`acier à être durci plus complètement. Ces fluides sont plus susceptibles d`être utilisés sur l`acier à haute teneur en carbone que sur l`acier à moyenne teneur en carbone.

4. Nettoyer l`échantillon. Cela élimine le liquide d`extinction et prépare l`acier pour la trempe. Si un liquide autre que l`eau a été utilisé pour tremper l`acier, l`eau peut être utilisée ensuite pour rincer l`acier. Sinon, un abrasif léger comme une pierre à polir peut également être utilisé.

5. Réchauffer l`acier, mais pas trop. Ce deuxième chauffage trempe l`acier pour contrer la fragilité causée par le processus de durcissement. L`acier peut être chauffé dans un four ou un bain avec de l`huile, du nitrate de sodium et de potassium ou du plomb. La température à laquelle l`acier est chauffé pendant le revenu détermine la dureté de l`acier; plus la température est élevée, plus doux mais moins cassant.

Pendant la trempe, l`acier chauffé montre des couleurs d`oxyde sur la surface à partir de laquelle vous pouvez déduire à quel point il est chaud. Les couleurs vont du jaune clair (environ 200 degrés Celsius) au violet (300 degrés Celsius). ces couleurs sont utilisées comme guide pour la trempe, selon le but de l`échantillon. Cependant, les aciers alliés nécessitent des températures plus élevées pour obtenir une couleur donnée que les aciers au carbone.

6. Laissez l`acier refroidir. Contrairement au refroidissement rapide pendant la trempe, l`acier peut être refroidi rapidement ou lentement, en fonction des propriétés souhaitées de l`acier fini. Cependant, les alliages d`acier qui redeviennent cassants après revenu ne doivent être refroidis que lentement.

Mises en garde

Les trous percés dans l`acier pour le chauffage et la trempe doivent toujours être percés complètement puis scellés avec de la laine d`amiante pour éviter les fissures.