• Ben MTBlades Thuillier

Comprendre basiquement le diagramme fer/carbone avec des legos

Lors de la fabrication de couteaux , les traitements thermiques sont très importants.

En effet, ils permettent de modifier les propriétés mécaniques de l'acier en lui apportant de la dureté, de la résilience, de l'élasticité, etc.


On appelle acier un mélange de fer et de carbone. L'acier est composé d"atomes de fer (le truc bleu) et d'atomes de carbone (le truc noir)





Par expériences, essais, études, etc ont été dressés des graphiques qui représentent la manière dont l'acier réagit lors des traitements thermiques et nous fournissent différentes informations utiles pour savoir comment atteindre le résultat que nous souhaitons.


Le tout premier graphique à comprendre est celui que l'on appelle le "diagramme fer/carbone"



On dit que "l'acier présente une structure cristalline". Cela veut tout simplement dire que les atomes de fer et de carbones s'organisent sous formes de cristaux.

À froid, ces cristaux peuvent prendre différentes formes, suivant le nombre d'atomes de carbones par rapport au nombre d'atomes de fer.


Par exemple (les formes sont complétement au pif) un cristal de ferrite, un cristal de cementite , etc




L'acier est donc une association de cristaux, composés eux-mêmes d'atomes de fer et d'atomes de carbone organisé sous différentes formes suivant les conditions.


Quand on chauffe notre acier, à partir d'une certaine température, les vibrations générées par la chaleur font bouger les atomes de carbone qui sautent de plot en plot. (mais attention, l'acier n'est pas en fusion du tout )


Les atomes de fer et de carbone s'organisent alors dans une forme que l'on appelle AUSTÉNITE et qui est l'état que l'on souhaite atteindre lors de la chauffe pour nos traitements thermiques (nous verrons pourquoi plus tard)





Suivant le nombre de legos noirs (= suivant la teneur en carbone = l'axe des abscisses), il faudra chauffer l'acier a une température plus ou moins importante (= l'axe des ordonnée) pour dépasser dans un premier temps la température critique à partir de laquelle les premiers legos noirs peuvent commencer à bouger (ligne A-E sur le diagramme) et , afin de permettre à tous les legos noirs de migrer entre les atomes de fer, il faudra dépasser la température propre au taux de carbone de l'acier que l'on traite (lignes B-C et C-F)

Lorsque l'on a dépassé cette température et que l'on se situe donc au dessus de la ligne B-C et C-F, tous les cristaux de notre acier se sont réorganisés sous la forme "AUSTÉNITE"




Pour résumer : notre graphique concerne tous les aciers avec un taux de carbone entre 0 et 2% . Partant de ce taux de de carbone (qui est donc la ligne de tout en bas, l'axe des abscisses), et en suivant la verticale qui passe par le taux de carbone de l'acier que l'on veut étudier, on tombe sur la température minimum à laquelle il faut monter pour que tout les atomes de carbones se retrouvent libres de migrer et que les cristaux se réorganisent en austénite



Pour l'instant on en est la . La suite des opérations à laquelle on arrive, c'est "POURQUOI on veut de l'austénite" , et maintenant qu'on a chauffé et tranformé nos cristaux, que se passe-t-il lorsqu'on refroidit et en fonction de la vitesse à laquelle on refroidit...



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