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Procédés
Fondamentaux sur le fer et l'acier Le fer est un
métal qui a
la capacité de dissoudre le carbone (au niveau atomique),
à haute température.
Par cette absorption de carbone, le fer se transforme en acier; il
acquiert
alors des propriétés de dureté qui en
font encore
aujourd'hui, le métal le plus
utilisé au quotidien.
Le fer au
niveau
atomique
s'organise en cristal cubique et existe sous deux formes cristallines
différentes : Le fer
alpha de
forme cubique centrée et le fer gamma de
forme cubique à face
centrée. Ces deux états sont
à
l'origine de la capacité du fer de s'allier avec les atomes
de
carbone pour
devenir acier.
Le fer
n'existe
pas à l'état natif c'est à dire
à
l'état métallique, on ne le trouve que sous
deux formes minérales :
-Les oxydes
de fer
(FE2O3
& Fe3O4)
-Les sulfures
de fer
(Fe2S3)
On
produit le fer métallique à partir de ces
minerais par l'utilisation de Bas Fourneau ou de Haut fourneau . Seule
la
première méthode nous intéressera.
Mais dans tous
les cas le principe de
fabrication appelé réduction
du fer est
simple : le charbon en brûlant dégage un gaz
réducteur (le monoxyde de carbone)
qui capture les atomes d'oxygène du minerai. La
réaction
est la suivante :
L'acier n'est
rien
d'autre que du fer ayant incorporé du carbone dans sa
structure
cristalline, on
parle alors d'alliage fer-carbone.
-Le fer pur est ductile,
résistant à
l'oxydation mais sans dureté
-L'acier est non
ductile,
s'oxyde
facilement et est de grande dureté. Celle-ci pouvant
être
fortement augmentée
par sa capacité à prendre la trempe, c'est
à dire
que l'on peut provoquer une
précipitation des atomes de carbones en carbures (forme
cristallisé du carbone)
d'une très grande dureté.
-La fonte est du fer
contenant
une
proportion de carbone supérieur à 1,8 %. La fonte
est non
forgeable, non
trempable et très cassante. Par contre elle se fond et se
coule
très bien.
Entre
le
fer
pur et la fonte nous avons toutes les nuances d'acier devenant de plus
en plus
dur et cassant au fur et à mesure que leur taux de
carbone
augmente.
La
lame de combat
est l'outil dont les exigences techniques mettront le plus
à l'épreuve
l'acier. En effet on demande à une lame deux
qualités qui
sont antinomiques
l'une de l'autre : la souplesse et la dureté. Le
fer et
l'acier, le yin et
le yang. Au forgeron de résoudre ce paradoxe et d'unir le
deux
en un. Tâche
dont, vu sous cet angle, on mesure les implications cosmiques, et
d'où provient
peut être l'aura mystique et magique qui a toujours
accompagné la corporation
des forgerons.
Avant de
parler des
différents moyens mis en œuvre par le forgeron
pour
construire ses lames, il convient
de s'attarder un peu sur la matière même de son
ouvrage et
la façon dont on
l'obtient.
Technique et procédés de forge d'aciers modernes -Fabrication d'un katana en acier sidérurgie
-Le
procédé du
bas fourneau La matière produite par bas fourneau se présente sous la forme d'une masse appelée "loupe" Celle-ci est un agrégat hétérogène de métal qui s'est formé dans le creuset alors que le métal était à l'état pâteux (et non fondu). Pour cette raison la matière produite doit être affinée. On utilise alors la technique du feuilletage qui permet d'éjecter les grosses impuretés et de fractionner les plus infimes qui sont alors distribuées dans la masse du métal. Ceci est une autre caractéristique du métal de bas fourneau : il n'est pas pur. Or ces impuretés participent à la formation d'une microstructure interne qui donne à la lame forgée une souplesse et une résilience que n'a pas l'acier de haut fourneau, trop pur et trop homogène. Ainsi l'acier de bas fourneau est plus souple, pour une dureté équivalente, plus réfractaire il permet le travail à plus haute température, et il soude de façon incomparable . Ces caractéristiques mécaniques sont donc à la hauteur du travail énorme que demande son élaboration. Tout forgeron ayant travaillé de l'acier de bas fourneau retourne à l'acier industriel avec résignation.
Forge traditionnelle Japonaise d'un katana -Réduction de minerai
-Fabrication d'un habaki
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Tous droits réservés Michael SABATIER- Conception LN Studio 2008 - Dernière mise à jour 23.11.2009 |
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