Intérêt du sandwich en acier

[G-M]

[sidus]

franchement? c'est vachement surfait.….
je crois que le Barbare fait des fricandeaux de vélociraptor. je me suis laissé dire que c'était pas dégueu.…

[Madnumforce]

AMHA, ces techniques (tranchant rapporté et acier sandwich) trouvent leur origine dans les limites techniques des techniques anciennes.

Pour le tranchant rapporté, il me semble que par le passé l'acier était rare. Dans une loupe de bas fourneaux on récupérait peu de fer aciérée. L'outil de frappe était donc en fer, et on se contentait d'ajouter de l'acier sur le tranchant. Au surplus pour une hache on obtenait quelque chose de composite et qui se comportait bien.

Pour la technique du sandwich, c'était plus adapté à un outil mince. Souder un long tranchant en acier aurait posé des problèmes techniques. De plus, le truc aurait manqué de rigidité. Il était plus logique d'obtenir une mince couche d'acier et de la "renforcer" par un sandwich de fer. En plus, le fer protégeait de l'oxydation et lors de la phase de réalisation comme une partie du carbone de l'acier passait dans le fer, on devait obtenir quelque chose d'intermédiaire.

De ce que j'ai pu comprendre, ce n'est pas un problème de taux de carbone, mais d'impuretés. Avant qu'il n'y ait une étape de fusion totale de l'acier et un passage en phase liquide qui permet aux impuretés minérales plus légères de remonter à la surface comme l'huile de la vinaigrette (sauf que les impuretés minérales sont de densité inférieure à 3, l'acier de densité supérieure à 7), on se retrouvait toujours en fin de réduction avec un pourcentage important de saloperies qui venait faire des petites bulles qui pourissaient gravement le métal, parfois divisant sa résistance théorique par deux ou plus. En anglais: bloom.

Dans cet état là, il est tellement pourri qu'il est pratiquement inutilisable. On est obligé de le corroyer, c'est à dire de le chauffer, plier, forger de nombreuses fois pour essayer, petit à petit, d'exposer ces bulles d'inclusions minérales pour les faire éclater comme des boutons d'acné plein de pus. Mais durant ce processus de chauffes répétées, souvent à température élevée pour accélérer le travail, le carbone était lui aussi crâmé. Résultat: on obtenait un matériau bien plus pur (peu d'inclusions)… mais aussi bien plus pur (très peu de carbone), c'est à dire du fer. En anglais: wrought iron.

Pour en refaire de l'acier, le processus était long et délicat: le fer était étiré en longues barres carrés ou en plaques, scellées dans une boîte remplie de matières carbonées, et mise à cémenter pendant plusieurs heures ou jours. On avait alors de l'acier, mais qui n'était pas tip top, à cause des irrégularités de la chauffe, qui pouvaient causer des dégradations locales de la structure de l'acier, ou des teneurs excessives en carbone, ou au contraire insuffisante. En anglais: blister steel.

Il fallait donc encore souder ensemble les barres/plaques, les reforger/corroyer à nouveau pour homogénéiser l'acier, et alors seulement il était commercialisable comme le vrai bon acier classe dont on fait les bons trucs. En anglais: shear steel. C'est tout ce travail supplémentaire qui rendait l'acier plus cher que le fer, et donc on cherchait logiquement à l'économiser.

En réalité, un instrument coupant ne bénéficie pas vraiment d'être de structure composite, du moins lorsqu'on parle d'aciers non alliés ou très faiblement alliés. Alors oui, effectivement, plus un acier est doux plus il est résilient, mais aussi plus sa limite élastique est basse. Donc il ne va pas casser sous l'effet d'un choc violent, d'accord, mais il va tordre beaucoup plus facilement, et dans l'absolu il casse aussi sous l'effet d'une force bien plus faible. Il ne faut pas confondre résilience, limite élastique, résistance mécanique, et allongement avant rupture. Un acier très doux a une résilience et un allongement avant rupture élevés, mais sa limite élastique et sa résistance mécanique sont beaucoup plus faibles.

Le "sandwichage" a par contre un intérêt réel pour les outils qui subissent une vraie usure, comme les bêches, les houes, les pioches, etc. Mais dans ce type d'outil, il est à remarquer que la mise (la pièce d'acier dur soudée à la forge sur le corps d'acier doux) est alors fine mais longue, comme une feuille. L'idée étant alors que lors de l'utilisation, l'abrasion attaque plus l'acier doux que l'acier dur, ce qui garantit que la feuille d'acier dur dépasse toujours du corps d'acier doux, et comme elle est fine, ça fait que l'outil reste "tranchant" sans qu'on ait besoin de l'affûter, par la seule vertu de l'usure différentielle des deux matériaux. Mais dans le cas d'outils coupant comme les couteaux et les serpes, puisque de toute façon il faut vraiment affûter, que le tranchant soit un mise rapportée ne fait pas grande différence, mais implique d'employer plus de matière pour obtenir une résistance égale.

[G-M]

Merci.
Très intéressant, même avec un seul café dans le sang.

[abouaswad]

du coup, je me dis qu'il me faudrait une truelle en sandwich !

[baalot]

Mmmh. Très intéressant oui.

Mais alors il n'y aurait, avec cette explication, il n'y aurait pas d'intérêt à ce qu'un Katana par exemple ait une structure sandwich en dehors de l'économie en bon acier ?

[G-M]

Ca me parait évident.
Il fait ça Martin Claudel?

[abouaswad]

des outils avec une mise ? oui

[arthur]

Mmmh. Très intéressant oui.

Mais alors il n'y aurait, avec cette explication, il n'y aurait pas d'intérêt à ce qu'un Katana par exemple ait une structure sandwich en dehors de l'économie en bon acier ?

Si, bien sûr, c'étaient des sandwiches inox, ça se voit bien.

[G-M]

des outils avec une mise ? oui

Des truelles je veux dire.

[abouaswad]

bon, pas que je sache, mais je compte bien lui en causer, ça doit pas être évident, une truelle, ça doit être assez fin, et ça poserait des problèmes pour la soie peut-être, enfin, je vais quand même lui en parler, parce qu'une truelle auto-affutante, ça serait le pied intégral

[G-M]

Grave.
Tu lui demandera avec un corps en Z20Cr13 et une mise en D2 ça lui fera plaisir

[abouaswad]

On verra ce qu'il propose, et après, je lui en commande 1000 pour la boite

[Madnumforce]

Mmmh. Très intéressant oui.

Mais alors il n'y aurait, avec cette explication, il n'y aurait pas d'intérêt à ce qu'un Katana par exemple ait une structure sandwich en dehors de l'économie en bon acier ?

Les Japonais n'étaient particulièrement pas gâtés. De ce que je sais, leurs gisements de minerais de fer étaient très difficiles à exploiter. En fait, c'étaient des sables ferrugineux, et il était donc impossible de séparer l'oxyde de fer des parties minérales. Il en résulte qu'ils devaient déployer encore plus d'efforts pour réduire ce minerai pauvre, que nous en Europe qui avions accès à des gisements beaucoup plus faciles à exploiter. Du coup, là où nous en Europe on a pu pas mal travailler sur l'amélioration du métal (corroyage, cémentation, etc), les japonais bataillaient avec leur minerai de merde, et la réduction réclamait une attention bien plus grande. Ce qui fait que chez eux, obtenir du bon acier, l'équivalent du shear steel, était beaucoup plus compliqué encore que chez nous. Cet acier là, qui d'ailleurs était de très bonne qualité (pour l'époque), ils le gardaient pour le tranchant, et ils faisaient le reste de la lame en acier doux relativement impur (c'est à dire qu'ils corroyaient moins, pour garder du carbone, mais du coup ils gardaient aussi des inclusion non métaliques), donc moins résistant. Pour compenser la faible résistance, ils faisaient les lames plutôt épaisses, là où en Europe on pouvait se permettre d'avoir seulement 2 ou 3mm d'épaisseur vers la pointe, puisqu'on avait du meilleur acier, plus flexible. J'ai cru comprendre que les lames les plus bas de gamme sont "monobloc", mais avec un taux de carbone plutôt élevé. C'était alors probablement de l'acier peu corroyé, donc très cassant, bien que dur. En fait, contrairement à chez nous, ils n'avaient simplement pas d'étape de cémentation: ils reposaient entièrement sur la teneur en carbone déjà présente dans les différentes parties de la loupe, pour qu'après corroyage pour virer les inclusions non métalliques le taux de carbone reste suffisament élevé.

Donc ce n'est pas juste une question d'économie, c'est vraiment liée à la rareté d'une ressource. Le katana est la réponse logique et rationnelle d'un peuple intelligent qui vivait dans un environnement sidérurgiquement peu favorable. Mais quand une meilleure ressource est disponible, les lames ont tendance à être faite plus fines et plus longues, comme ce fut le cas en Europe. Personnellement, je suis toujours choqué par la "courtitude" des lames de katana, qui tourne autour de 65-70cm: chez nous, c'est la longueur d'une épée d'infanterie à une main beaucoup plus maniable, et s'il s'agit d'employer les deux mains, on a pu faire des lames beaucoup plus longues, de 90 à 100cm sans problème. Sans parler des lattes de cavalerie lourde, qui, bien qu'à une main, mesurent 95cm de lame, et surtout des rapières espagnoles, dont les lames pouvaient atteindre 110cm. L'allonge est une chose très désirable pour maintenir un ennemi mortel à distance. Les japonais ont bien créé quelques très longs sabres (odachi), mais ce sont plus des semi-hallebardes qui se rapprochent des Zweihänders européennes. Que les japonais aient concrètement étaient limitées, pour leur "épée de coté" (celle qu'on porte à la ceinture et qu'on peut avoir sur soi en permanence), à des lames d'environ 70cm, montre bien l'influence du milieu sur le developpement technologique et les orientations qu'il peut ou ne peut pas prendre.

[baalot]

Ah ben dis donc, j'ai bien fait de poser la question moi. Merci.

Du coup z'ont trouvé la parade: la naginata. Ont peut pas rallonger la lame, on allonge le manche.