Intéressant ce sujet.
De mon expérience, que j'avoue petite dans ce domaine, (mais j'ai ressoudé un outil de fraisage en acier rapide il y a au moins 25 ans et il n'a jamais cassé), il me' semble que le nombre de passes de soudage est un facteur très important. On va y revenir...
Ce qui caractérise le soudage par rapport au traitement thermique dans la masse, c'est que le volume de matière porté à température d'austénitisation est faible. Et le reste de la masse de la pièce est à une température beaucoup plus faible.
Quand on enlève la source de chaleur, la zone fondue se refroidit très vite par CONDUCTION des calories dans la zone restée solide. La cinétique de refroidissement est dont importante : l'acier prend bien la trempe parce qu'il n'a pas le temps de reprendre son état d'équilibre avant d'avoir refroidi.
Quand on chauffe toute la masse du métal, toute la masse est à une température à peu près homogène. Il n'est donc pas question qu'une zone plus froide "pompe" rapidement les calories d'une zone nettement plus chaude. Le refroidissement ne peut se faire que dans le milieu environnant. Dans l'air soufflé, dans l'huile, dans l'eau ou dans un bain de sels, le refroidissement se produira essentiellement par CONVECTION. La convection est un procédé qui permet des transferts thermiques nettement moins rapides que la conduction. La convection repose sur un principe : le corps chaud chauffe le fluide à son voisinage et le chaleur se transmet dans le fluide de proche en proche. C'est forcément plus lent que la conduction dans un solide. La convection forcée est un cas particulier où le fluide est agité et où des atomes de fluide froid remplacent continuellement les atomes de fluide réchauffé : la chaleur est emmenée par le courant (d'air, d'eau, d'huile, etc.) C'est un peu plus efficace que la convection naturelle, mais moins que la conduction.
Dans l'air calme, la convection est très faible. Quasiment inexistante. Le refroidissement prépondérant se produit par RAYONNEMENT. Ce sont des rayons (comme ceux du soleil) qui emmènent la chaleur. Ce transfert thermique se produit donc sous forme d'ondes lumineuses (visibles ou invisibles par l'oeil humain.) C'est pour ça qu'un métal très chaud apparaît blanc brillant (filament d'ampoule) et moins chaud apparaît rouge.
Le rayonnement est le mode de transfert de chaleur le plus lent des trois.
Ce qui touche aux transferts de chaleur, j'en suis sûr. Une grande partie de mon mémoire d'ingénieur (au CNRS) était basée là-dessus. Si ça avait été faux, on me l'aurait vertement reproché.
Et donc, pour moi, un acier "auto-trempant" devrait être un acier qui prend la trempe lorsque toute sa masse se refroidit par rayonnement ou convection dans un gaz (air, azote, etc. C'est à mon avis pour cette raison que le XC75 n'est pas classé auto-trempant. Ceci n'empêchant pas qu'il prend bien la trempe quand on le soude. ça c'est un avis personnel. Et si quelqu'un trouve que ma théorie ne vaut rien, qu'il n'hésite pas à le dire, avec l'argumentaire qui va avec. C'est en confrontant nos observations et nos conclusions qu'on progresse.
Et pour revenir au début de ce post : en soudage multipasse, la seconde passe provoque un revenu de la première passe. La troisième passe provoque un revenu de la seconde passe et de la première passe (déjà un peu revenue.) La quatrième passe provoque un revenu des 3ème, seconde et première passes, etc.
Donc, un soudage multipasse laisse moins de martensite dans la zone fondue qu'un soudage monopasse. ça, je ne l'ai pas inventé. je l'ai appris lors d'un stage à l'Institut de Soudure
Et c'est comme ça que j'ai procédé pour souder mon acier rapide. Mais comme je n'étais pas sûr de moi, je l'avais préchauffé à 240 °C avant dans le four de ma cuisine. Et une fois tout ce bazar refroidi, j'ai enlevé par meulage les deux dernières passes (en surépaisseur) pour retrouver un acier partiellement revenu.
En tout cas, ça tient toujours...