Vibrant hommage au rôle historique de la trempe de l'acier !

  • Auteur de la discussion SULREN
  • Date de début
S

SULREN

Compagnon
Cher(e)s camarades et ami(e)s,

Tout le monde a entendu parler de la trempe de l’acier, ne serait-ce qu’à travers des expressions de la langue courante comme «Esprit, caractère, fortement trempé; âme, nature trempée; volonté bien trempée », toutes évoquant la force, la résistance, l’énergie.
Malheureusement pratiquement tout le monde aussi ne voit en la trempe qu’un processus banal, alors qu’elle a été un des facteurs clef du développement industriel.
L’Humanité, cette grande ingrate, aurait du chanter les louanges de la trempe, au lieu de s‘émerveiller comme elle l’a fait souvent sur des faits de bien moindre importance.

La treeempe…., est en effet un processus qui n’a rien de banal et qui peut même être qualifié d’exceptionnel. Elle a permis à un matériau, l’acier au carbone, de se « travailler lui-même » et a ainsi ouvert la voie au développement de l’outillage mécanique. J’ai beau chercher, je ne trouve pas d’autres cas de matériaux, de métaux ou d’alliages capables d’en faire autant. S’il toutefois il en existait ils seraient bien rares.
L’acier au carbone était le seul acier connu depuis l’âge du fer jusqu’au début du 20e siècle. Les aciers alliés, apparus ensuite, prennent aussi la trempe, mais il faut les considérer comme de simples évolutions de l’acier au carbone.

Avec un morceau d’acier au carbone à l’état trempé, que l’on qualifiera d’outil, on a pu couper, puis limer, percer, scier, tourner, fraiser, etc , un autre morceau d’acier au carbone à l’état non trempé, que l’on qualifiera d’ébauche.
L’ébauche une fois façonnée à sa guise par le forgeron a pu prendre une forme bien plus élaborée que l’outil et par le miracle de la trempe elle est devenue à son tour un outil, mais un outil aux usages bien plus riches que l’outil qui lui avait donné naissance.
Ainsi, avec un marteau, qui pouvait être un simple caillou ou une masse en bois, et une simple lame en acier trempé affûtée sur un silex, nos ancêtres ont appris à tailler des limes dans de l’acier ductile. Ces limes, une fois trempées, leur ont permis de réaliser des outils plus complexes qu’elles mêmes, qui de fil en aiguille ont conduit à des machines outil, qui à leur tour ont usiné toutes sortes d’autres outils fort utiles, tels que tarauds, forets, scies, burins de tour, fraises, broches,…...

Sans la treeempe…., l’horlogerie n’aurait pas connu son essor extraordinaire au 18e siècle, la machine à vapeur en serait restée à la marmite de Denis Papin, même pas au fardier de Cugnot et les transports seraient encore hippomobiles, ….ce qui aurait cependant l’avantage, il faut bien le reconnaître, de produire beaucoup de crottin (NPK 8,3,9) pour nos jardins et de nous éviter de devoir nous jeter sur les engrais NPK de synthèse. (Abstenons nous pudiquement d’évoquer de cas des tromblons, escopettes et autres couleuvrines à main, qui par suite de multiples perfectionnements sont devenus ce que nous savons).

La Treeempe…., mérite donc un grand T et des louanges avec des accents lyriques à la hauteur des services qu’elle a rendus à l’Humanité.
Nous ne pouvons ouvrir une rubrique « Traitements thermiques » dans ce forum sans rendre à la Trempe l’hommage qui lui est du.
Nous devrions aussi en parler à nos enfants dès l’école primaire, avant la francisque et le vase de Soissons de Clovis et avant l’épée Durandal de Roland. Cette épée, soit dit en passant, ne devait pas être contrairement à Roland lui-même trempée à cœur, car elle se serait brisée sur le rocher quand Roland l’y a violemment cognée dans le but de la rendre inutilisable, en vain. Il s’est alors rabattu sur son olifant, dont il a sonné jusqu’à s’éclater les tempes (C’est ce que nous dit la chanson de gestes, car il n’y avait pas de journalistes présents, qui auraient pu nous éclairer sur la réalité).
Oui, il faut revoir les programmes scolaires en ce sens! Ceux qui les ont faits méritent une trempe, pas la même cependant, ne les brutalisons pas jusque là!
 
C

Charly 57

Compagnon
SULREN tu as dit:
..... l’épée Durandal de Roland. Cette épée, soit dit en passant, ne devait pas être contrairement à Roland lui-même trempée à cœur, car elle se serait brisée sur le rocher quand Roland l’y a violemment cognée dans le but de la rendre inutilisable, en vain. Il s’est alors rabattu sur son olifant, .....

L'epee est bien trempée car il ne faut pas qu'elle casse en plein combat contre une hache ou une masse d'arme. Déjà a ce moment là le foregron connaissait son métier. Chapeau
 
T

tourelle66

Compagnon
Bel hommage ! Rassure moi SULREN, t'est écrivain ?! :-D
Pour l'épée de Roland , c'était peut-être une cémentation ? ou un truc du genre ? c'est pour ça qu'elle n'a pas cassée , mais qu'elle résistait à l'usure? je dis une bêtise peut-être? :oops:
La maîtrise des aciers (résistance, élasticité ....... j'en dis pas plus au risque de dire des bêtises !) est quelque chose de passionnant et d'inévitable quand on veux pousser les choses dans la mécanique......
Le plus dur , pour moi , est de savoir vraiment à quel type d'acier j'ai à faire , car en récup :oops: il y a de tout..... pour les ânes , alliés ..... dur dur de s'y retrouver pour pouvoir oser tenter un semblant de traitement thermique ou alors un recuit......pour pouvoir espérer l'usiner avec le peu de matèriel que j'ai.......
David
:wink:
 
L

Le_Chat

Compagnon
Oui les épée sont cémentée, rappelez vous l'émission c'est pas sorcier, quand le forgeron frotte une corne sur la lame chaude.

Effectivement la trempe est un élément important dans l'histoire de la mécanique moderne!
 
S

SULREN

Compagnon
Bonsoir,

Red-is-dead a dit:
Effectivement la trempe est un élément important dans l'histoire de la mécanique moderne!
Sans cette propriété unique de l’acier à se travailler lui-même grâce à la trempe, l’humanité aurait sérieusement ramé pour développer l’outillage mécanique, non seulement moderne mais aussi dans les temps anciens.

Tourelle 66 a dit:
Pour l'épée de Roland , c'était peut-être une cémentation ? ou un truc du genre ? c'est pour ça qu'elle n'a pas cassée
On peut affirmer avec certitude que le forgeron qui travaillait pour Roland n’avait pas entendu parler de la trempe superficielle au laser, ni de celle au faisceau d’électrons et qu’il n’était pas non plus en mesure d’utiliser un TIG pour déposer sur le tranchant de cette fameuse Durandal une couche de Stellite ®.
On en est donc réduit à imaginer qu’il a fabriqué cette épée en acier à faible taux de carbone, non trempant, et qu’il l’a ensuite soumise à une cémentation de quelques dixièmes de profondeur avant de la tremper. Red-is-dead nous apprend que c’est à coup de corne que cette cémentation s'est faite.

Mais il ne faut pas en conclure pour autant que tous les forgerons anciens avaient bien compris qu’il ne fallait pas tremper les épées et les glaives à coeur sous peine de les fragiliser, car quand on regarde les films sur les Vikings, ou sur les Romains, on voit souvent le héros en mauvaise posture après avoir cassé son épée en deux avec un bruit cristallin, comme si c’était du verre, lors d’un assaut furieux sur son adversaire.
On n’entend pas, mais on devine alors sur ses lèvres : « P….n de forgeron de m…e, je lui casserai la gueule dès que je serai sorti de cette situation », sortie dont il ne doute pas, car il a encore pleinement confiance dans le scénariste.

Stellite ®: Registred Trademark, alliage très dur à base de cobalt et de nickel.
 
I

ilfaitvraimentbeau

Compagnon
bonsoir
je suis intéressé par ce tu écris
red is dead à propos de l'utilisation de la corne
je n'ai pas vu cette émission
pourrais-tu m'expliquer un peu plus?
merci
 
L

Le_Chat

Compagnon
C'était donc dans C'est pas Sorcier, qui au passage est à mon goût une très bonne émission de vulgarisation à la science!

Bref, Fred part au moyen âge et donc il va voir le forgeron, on voit ce dernier chauffer à rouge la lame après lui avoir donné sa forme définitive puis il frotte une corne dessus (genre corne de vache qui participe à son insu au progrès de la mécanique et de l'armement, c'est dingue non??) bref. Il frotte cette corne sur la lame, , ça fume terriblement, puis il refroidit la lame violamment en la plongeant dans un bac d'eau. Les explications font comprendre que c'est pour durcir une couche superficielle de la lame, sans trop insister pour ne pas la rendre cassante et que le preu chevalier se fasse empaler pour une stupide histoire de traitements thermiques.

Jamy nous fait aussi l'explication au niveau cristallin de la chose (insertion d'atomes de carbone dans les mailles).

En discutant avec mon prof de Science des Matériaux à l'IUT j'ai eu droit à l'explication. Il s'agit donc bien d'une cémentation (la corne) que l'on a coutume de toujours faire suivre par une trempe (le bac d'eau).

J'ai essayé de trouver une vidéo mais sans succès....

Si je me plante n'hésitez pas!
 
S

SULREN

Compagnon
Il ne peut s'agir que de cémentation, car elle doit être suivie d'une trempe alors que ce n'est pas le cas pour la nitruration.

La cémentation, si elle se pratique avec du cément solide, peut se faire au charbon de bois mélangé à du carbonate de baryum (60% et 40%) ou avec toute matières organiques contenant à la fois du carbone et de l'azote comme: corne grillée, vieux cuir, fèves concassées,...). Ca va, tout cela est à la portée de l'amateur, mais il faut frotter la corne pendant un certain temps car la pénétration de l'élément de carburation varie de 0,3 à 0,4 mm par heure d'immersion de la pièce dans le cément.
Un refroidissement à l'eau ou à l'huile termine l'opération.
 
L

Le_Chat

Compagnon
0.4mm d'épaisseur ça fait une belle épaisseur pour une cémentation non?
 
S

SULREN

Compagnon
Je pense qu'une profondeur de 3/10 s'obtient en une heure au four et avec de la Kasenit. Un frottage à la corne comme sur les épées ne doit pas atteindre les 5/100.

Quant à l'épaisseur totale désirée, cela dépend du type de pièce (taille, usage).
Pour un amateur (modéliste) 1 ou 2/10 devraient suffire. Il faut pouvoir faire une petite rectification après trempe sans détruire la couche.
Dans l'industrie on doit dépasser les 4/10 dans certains cas. Aux spécialistes de corriger.
Une cémentation épaisse augmente les dimensions de la pièce à cause de l'absorption du carbone (et d'un peu d'azote éventuellement).
 
C

cosinus007

Ouvrier
Bravo !
Tu as raison SULREN, avec l'Histoire... il faudrait faire aussi l'Histoire des technologies, cela me semble aussi indissociable, au même titre que de lire ou d'enseigner l'histoire en ayant en vis à vis une carte de géographie... et et permettrait de bien mieux comprendre les évènements.
Pour l'épée de Roland étais-ce peut-être aussi un acier damassé (ou dit de Damas), technique qui pourrais remonté à ... 4500 ans ! Et le forgeron savait ce qu'il faisait, mais c'était un secret.
Toujours est-il que cette technique a été comprise bien avant la découverte des différents type de nature cristalline des éléments et particulièrement pour les métaux et les alliages.
La cristallographie est toujours un thème de recherche et un enjeu de premier ordre dans les labos.
De l'âge du fer au lazers en passant par les DVD...RW !


Au fait, as tu, dans ton bel élan lyrique, l'intention de pourfendre notre ignorance ou de nous mettre une trempe ... :smt021
 
S

SULREN

Compagnon
Bonsoir Cosinus007,
Au fait, as tu, dans ton bel élan lyrique, l'intention de pourfendre notre ignorance
Pas du tout l'intention de pourfendre qui que ce soit cher ami, "ni de taille ni d'estoc".
Bien que je lise beaucoup et que j'aie plein d'ouvrages dans ma bibliothèque je me considère comme un grand ignorant et dans beaucoup de domaines, y compris celui de l'histoire des technologies, qui me passionne. Je vais assez régulièrement au Musée des Arts et métiers par exemple.
Il y a tellement de maitrise dans les réalisations des anciens. On croyait par exemple que les engrenages dataient de la Renaissance seulement et on a découvert relativement récemment que les Grecs en fabriquaient en laiton pour une espèce de calculateur mécanique astronomique très complexe et très précis. (Voir Anticythère FR ou Antikythera Mechanism GB).
Je ne me prends pas au sérieux et c'est pour cela que je n'hésite pas à blaguer, mais je suis quand même réellement admiratif du processus de trempe de l'acier parce qu'il permet à cet alliage de se travailler lui-même.
Je connaissais la technologie Damas pour les canons de fusil mais elle était probablement aussi appliquée à d'autres armes et objets.
 
C

cosinus007

Ouvrier
Quoi que l'on ai pu faire, que ce soit peu ou "beaucoup", nous sommes tous de grands ignorants à un titre ou à un autre ...

Je ne crois pas que l'acier de Damas soit idéal pour les fusil (?), mais pour les épées OUI, celles qui pourfendaient Roland et les croisés !
Quoique pour Roland, c'était plutôt celles des basques !
Acier de Damas, acier martelé avant la trempe pour "compresser la maille cristalline" :smt021

Je ne me prends pas au sérieux aussi, et je sais même rire de moi. On n'est jamais mieux servi que par soi-même.

ah, ma devise : Il faut savoir ne pas savoir, c'est comme cela que l'on apprend.
Bien cordialement
 
S

SULREN

Compagnon
Quoique pour Roland, c'était plutôt celles des basques !
Exact, on nous a appris à l'école primaire que Charlemagne revenait d'Espagne où il était allé combattre les Sarrazins et que ceux-ci au retour avaient tendu une embuscade à Roncevaux dans laquelle l'arrière garde de son armée est tombée.
En fait Charlemagne était allé aider les Sarrazins aux termes de je ne sais plus quelle alliance de "realpolitik" et ce sont en fait les Basques, des Chrétiens, qui ont fait le coup du père françois à Roland au retour de l'expédition.
 
F

french_redneck

Nouveau
cosinus007 a dit:
Quoi que l'on ai pu faire, que ce soit peu ou "beaucoup", nous sommes tous de grands ignorants à un titre ou à un autre ...

Je ne crois pas que l'acier de Damas soit idéal pour les fusil (?), mais [ j'ai coupé ] oir, c'est comme cela que l'on apprend.
Bien cordialement

Je viens de m'inscrire (et de me présenter) après avoir bondit en lisant ton post. Heureusement que mon grand père qui avait "fait l'école de Liège " ne peut plus te lire. Lui qui jusqu'à la fin de sa vie fabriquait ses "Damas" pour fabriquer SES canons de fusils de chasse. Un peu "borné" bien que moniteur AFPA ne voulait pas admettre qu'un canon "foré" pouvait être plus résistant que ses assemblage de fer et d'acier de differente nuance soudé a la forge. Toujours a la forge roulé sur des mandrins et soudé. puis l'extérieur fini a la lime pour l'extérieur, alésé au tourne a gauche.
Il est vrai qu'a l'époque il ni avait pas de charge Magnum. Bien sûr les vrai "damas" n'avait rien a voir avec les "faux damas" qui présentait la même apparence, mais en fait l'apparence était une "gravure à l'eau forte".
 
F

french_redneck

Nouveau
Pour revenir a l'épée de Rolland. A Rocamadour, elle est planté dans la falaise a l'entrée de l'église. Je doute de l'authenticité.

Pour revenir au sujet. De mémoire : Saladin prisonnier de charlemagne ; celui ci lui fit la démonstration de la supériorité de son arme en tranchant une barre de fer.
Saladin lui rétorqua d'en faire de même avec un cousin de soie. Échec. Se que put faire saladin armé de son cimetaire en "fer de Damas".
Toujours de mémoire au moyen âge un maître forgeron réputé forgait ses lopins de fer ; ensuite réduire ceux-ci en limailles par ses apprentis (ça me rappelle ma première année d'ajustage). Mélangeait la limaille a la nourriture de ses pigeons. Récupérait les fientes et refondait un lopin épuré par le transit (??). Les meilleurs pièces de forge sont obtenu par un chauffage au charbon qui apporte du carbone (comme la corne) alors qu'un chauffage au gaz brûle le carbone.
N'oublions pas les épées de Toléde qui était réputées. Les meilleurs canons de pistolet seront obtenu ensuite par le recyclage des fer a chevaux longtemps martelé a froid sous le sabot.
Evidemment aujourd'hui nous maîtrisons parfaitement l'aciérie les traitements, mais pour y parvenir que d'essais empirique...
 
S

SULREN

Compagnon
Bonsoir,
Merci pour ces infos.
Dans toutes ces histoires du passé il y a beaucoup de légende venue enjoliver la réalité historique. Il y a aussi bon nombre de recettes qui ne devaient donner que des résultats foireux, mais il y a aussi la certitude que les anciens savaient à force d’essais empiriques tirer le maximum des petits moyens et des matériaux mis à leur disposition. On n’arriverait pas aujourd’hui à faire aussi bien avec les mêmes moyens qu’eux. Il faudrait tout reapprendre.

Qu’est ce qui fait que les aciers de Tolède surclassaient au moyen âge les aciers des autres pays: le seul savoir faire de leurs forgerons ou bien la qualité du minerai (exempt de soufre et de phosphore par exemple) ?

Est-ce que l’écrouissage de l’acier des fers à chevaux obtenu par le martelage sous les sabots subsistait après passage à la forge pour transformer le fer en un canon de pistolet ??

L’acier obtenu par transit intestinal chez les pigeons, à supposer qu’il soit de bonne qualité, ne devait pas être produit en quantité significative pour influencer le cours de l’histoire. Il en fallait de l’acier pour équiper une armée de plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines, de milliers d’hommes.
 
F

french_redneck

Nouveau
N Oublions pas que les gaulois surclassait les romains avec leurs glaives de fer. Le centurion n'était armé que d'une glaive de bronze. Le travail du "fer" remonte donc a l'antiquité. Il est certain que la qualité des minerais était différente d'une mine a l'autre.
Quant à faire digérer des limailles par des pigeons (si cela est exacte) ; il ne faut pas oublier qu'a cette époque le temps ne comptait pas. On était loin de la production de masse et on réutilisait tout. Il y avait les forgerons et "les maîtres forgerons" qui eux détenait des "savoirs". Ce qui sera le cas dans notre société jusqu'à la société de consommation.
On récupérait les clous et on les redressaient afin qu'il servent à nouveau.
j'ai trouvé une page sur le dama : http://heuse.spahistoire.info/chinhotcanondamas.html
Et ici : http://www.chapuis-armes.com/Videos.html une vidéo présentant entre autre la réalisation de canon par martelage a froid. Je pense que les premiers pistolets en fer a cheval recyclé ont du l'être par raison d'économie. Puis comme" les bêtise de cambrai" ça fut une idée géniale. Ce qui est certain c'est que ces armes se sont avérées plus résistante
alors qu'en principe un métal écrouit est plus cassant.
Quand à l'épée de Roland http://www.quercy.net/contes/conte13.html....
Encore un faux historique comme beaucoup de reliques.

Et ici la technique "wiking"que l'on n'a plus le droit d'utiliser parait il : http://docroger.over-blog.com/article-3485131.html
ici un PDF à télécharger retraçant l'histoire de l'acier : http://www.hydroretro.net/etudegh/acier_historique.pdf
 
S

SULREN

Compagnon
Les liens sont intéressants. Merci.

Je ne sais pas si c’était déjà le cas lors de la Guerre des Gaules, mais les Romains sont très vite passés au glaives en acier.
Le faux concernant Rolland ne porte pas que sur la relique mais aussi sur ceux qui l’ont réellement attaqué.

Les anciens redressaient les clous pour les ré-utiliser, d’autant que ces clous étaient souvent de grosses « sardines » forgées qui valaient la peine d’être récupérés.
J’avoue qu’il m’arrive aussi aujourd’hui, par économie, de redresser les clous tordus quand ils sont de gros calibre comme les broches de charpente.

Pour revenir à un sujet plus technique, on n’utilise plus la trempe Wiking de nos jours parce qu’on a constaté qu’elle ne donnait pas de si bons résultats que cela. Il s’agit de :
« La lame doit être chauffée jusqu'à la brillance, comme le soleil s’élevant dans le désert (1) puis refroidie jusqu'à la teinte du pourpre impérial (2) ; on plongera ensuite dans le corps d’un esclave athlétique (3) .La force de l’esclave se trouve transférée à la lame (4) et donne au métal sa solidité »

Les Romains avaient plus le sens du business et ils préféraient utiliser les « esclaves athlétiques » comme gladiateurs dans de grandes arènes qui faisaient beaucoup d’entrées.
Voici un texte que j'ai trouvé sur la méthode des Romains:
"Pour faire simple dans la méthode de forge des romains:
- Sortie du bas-fourneau, on obtient un fer peu carburé (moins de 0.05% de carbone) mais on le classe souvent parmi les aciers hypotectoïdes (de 0,01 à 0,77 % de carbone).
- Ensuite il faut marteler à chaud pour enlever les scories, cette opération permet en même temps d'homogénéiser le fer car des impuretés de carbone (micro-morceaux de "fonte") fragilisent la lame. Les gaulois eux, devaient avoir des lames beaucoup plus homogène car ils utilisaient des épées longues et que c'était une nécessité.
- Après cela, on plaçait de minces blocs de fer dans un four avec du charbon de bois afin de le cémenter et donc lui apporter du carbone.
- Et le forgeron romain, comme le gaulois, utilisait la méthode de corroyage pour assembler et souder plusieurs barres de fer ou d'acier aux teneurs différentes. Il y avait certainement des tranchants rapportés (barre de fer cémenté jusqu'à l'acier) sur les glaives espagnols.
- une fois la lame terminée, on chauffe jusqu'à au moins 1200° pour que la cémentite devienne austénite puis on trempe assez rapidement pour que la cémentite devienne martensite et ainsi durcir la lame. Si on ne chauffe pas assez ou que l'on ne trempe pas assez rapidement, il n'y aura que de la perlite ou encore d'autres complication (voir la page Wikipédia sur la trempe).
- ensuite, revenu (pas forcément appliqué à l'époque), finition, etc ».
 
P

Ponpon

Apprenti
d'autres matériaux "trempe" mais différement :wink:
le cas des alliages Cupro-bérillium est un peu tordu par exemple celui-ci ne durcis pas à la trempe mais au REVENU... la métallurgie contient beaucoup de processus un peu tordus :wink:
Il ne faut pas se fier à Wikipédia, ce site contient beaucoup d'érreurs... par exemple : quand tu parle dans ton précédent message du passage austénite martensite (métastable donc) il y a d'autres structure possible comme la perlite (cas des aciers eutectoïdes) la cémentite, la Bainite .... etc....

le précis de métallurgie te donnera de précieuses informations là dessus si tu es curieux :wink:
 
R

rebarbe

Modérateur
Merci Sulren

Trés beau et trés instructif.

@+
 
A

Anonymous

Guest
Bonsoir à tous, :-D

Continuez les gars c' est passionnant : de la technique, de l' histoire et le tout bien écrit :drinkers:

cordialement,

Alproc :drinkers:
 

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