Qualité des aciers

[Réchignac]

voici le document dont j'ai parlé sur un autre topic mais que je met ici pour le retrouver plus facilement car je pense que c'est une info importante.
Donc comme je le disais ben finalement c'était pas aussi solide qu'on le pensait pour la majorité des pièces.
Pour pouvoir comparer avec ce qu'on fait aujourd'hui :
la pièce N°IV.428 du Royal Armouries est une salade à visière du sud de l'allemagne aux alentours de 1480-1490 avec seulement un taux de carbone de 0,1% et une dureté de 130 VPH.
Pour ceux qui vont croire qu'ils ont compensé par une forte épaisseur de métal le manque de solidité et de carbone se trompent car le casque fait seulement 2895g.
Pour comparer lorsque je fais un casque genre passero en 2mm il pèse entre 4 et 5 kgs
Et ce n'est pas le seul exemple car des pièces comme des coudes avaient aussi des faibles teneurs en carbone.
Donc je pense qu'il faut se rapprocher de l'utilisation de la pièce (joute ou comabt à pied).
Voila à vous de juger :

[pierre al]

Il va peut etre falloir se dire que nous faisons du meilleur materiel que nos ancetres... ca va contrarier les fanatiques de l'age d'or...

[pierre al]

D'ailleur, question a 1000 points? des armes de l'accabit de celles de chez atrim albion ou arms and armor sont elle de qualité moindre ou superieures a celles d'epoque?

[smaragde]

Nous avons en effet accès à d'autres aciers que ce que nos ancêtres avaient, dont certains sont "meilleurs" (nous dirions plutôt plus adaptés au problème).

Nous pouvons avoir des aciers à meilleur teneur en carbone, mais ils sont composés de perlite et de cémentite plutôt que de perlite et ferrite (donc des hyper-eutectiques, ou aciers durs) qui sont plus "durs", mais plus cassant (vos enclumes sont des hypereutectiques).

Désormais, on peut contrôler la teneur des aciers à la ppb, soit à la précision d'un atome sur un milliard, ou imaginez une main dans le ciel capable de séparer clairement un groupe de 6 personnes sur toute la planète.

Bref, on peut actuellement se rapprocher le plus de l'eutectique sans le dépasser (et donc devenir plus fragile).

De plus les trempes sont mieux connues, tabulées et tout le tralala, ce qui permet d'avoir actuellement des aciers "verreux", donc amorphes, plus léger de quelques pourcents, mais plus solides de plusieurs pourcents, au détriment de la possibilité de le forger, une fois trempé, on ne put plus le bouger, sauf en le cassant.

De plus, nous utilisons abondamment des aciers à autre chose que le carbone (chrome, vanadium, zinc, titane, ...)

Donc à masse d'acier égale, on pourrait avoir des armes/armures de meilleure qualité.

Cela dit, le travail de forge joue aussi son rôle (écrouissage).
Souvent, pour les armures actuelles, on travaille à partir de la tôle de 2mm ou moins que lo'n met en forme, donc "peu" de travail, par rapport à un armurier médiéval qui part de plaques de plusieurs mm d'épaisseur et d'environ 20cm*20cm de surface, pour l'étirer, ce qui l'écrouit plus, donc résiste à de plus grandes forces, tout en se déformant moins, mais quand on dépase la limite, ça casse, alors qu'un non-écroui se déformera avant d'atteindre les grandes contraintes.

Bref, une bonne méthode serait une analse plus poussée que ce que je vois là, nous en avons les connaissances et la technologie (microscopie par effet tunnel ou par radiations diverses), et surtout un "crash test" comparatif, en tenant compte du fait que les aciers perdent leurs spécimens au fil du temps (en fonction de leur température/épaisseur), donc que ce que nous voyons des aciers de l'époque est moins riche en carbone qu'autrefois (c'est une des raisons des gros travaux sur la tour Eiffel récemment, simple perte de carbone qui a fait passer les caractéristiques de l'acier proche d'un seuil de danger).

[arutha_]

http://www.knives-rfc.lu/Aciers.htm

un petit tableau sur les aciers

[vuillem]

Cela dit, le travail de forge joue aussi son rôle (écrouissage).
Souvent, pour les armures actuelles, on travaille à partir de la tôle de 2mm ou moins que lo'n met en forme, donc "peu" de travail, par rapport à un armurier médiéval qui part de plaques de plusieurs mm d'épaisseur et d'environ 20cm*20cm de surface, pour l'étirer, ce qui l'écrouit plus, donc résiste à de plus grandes forces, tout en se déformant moins, mais quand on dépasse la limite, ça casse, alors qu'un non-écroui se déformera avant d'atteindre les grandes contraintes.

Bref, une bonne méthode serait une analse plus poussée que ce que je vois là, nous en avons les connaissances et la technologie (microscopie par effet tunnel ou par radiations diverses), et surtout un "crash test" comparatif, en tenant compte du fait que les aciers perdent leurs spécimens au fil du temps (en fonction de leur température/épaisseur), donc que ce que nous voyons des aciers de l'époque est moins riche en carbone qu'autrefois (c'est une des raisons des gros travaux sur la tour Eiffel récemment, simple perte de carbone qui a fait passer les caractéristiques de l'acier proche d'un seuil de danger).

Salut

2 questions:
- D'où tires-tu l'info concernant la surface et l'épaisseur des plaques de tôles des armuriers médiévaux ?
- Comment est-ce qu'un acier perd du carbone ?

Au sujet de l'écrouissage, je ne suis pas du tout sûr que le travail sur les tôles dont tu parles change quelquechose à la microstucture. Si le forgeron travaille à chaud, il est tout à fait possible qu'il n'obtienne pas d'écrouissage sur ça tôle. Seul un martelage à froid peut entraîner un écrouissage important. Mais j'ai du mal à comprendre comment il peut aplanir sa tôle à froid, surtout si elle contient de l'acier.

Pour compléter, il ne faut pas perdre de vue que les analyses d'A. Williams sont réalisées en 1 seul point à la surface des pièces ou sur les tranches, donc pas il ne faut pas leur dire ce qu'elles ne disent pas. Ces résultats ne prennent pas en compte que le métal ferreux médiéval est très hétérogène, j'ai étudié des cas (début XVIeme) qui sont composés de fer et d'acier allant de 0,02 % de carbone à des 0,06 voir 0,08% de carbone dans la même pièce.

Il est vraiment difficile de comparer les tôles médiévales à des tôles moderne. Les hommes de l'époque n'appréhendent pas du tout le métal de la même manière que nous. La plupart de leur gestes sont empiriques. Même si la métallurgie de l'armement est probablement une des plus pointus de l'époque, il reste que les tôles des armures n'ont pas grand chose à voir avec les notres. D'ailleurs, en plus des taux de carbone, des trempes et des écrouissages, on a aussi l'emploi à l'époque de fer et d'acier phosphoreux qui peuvent changer la forgeabilité et la ductilité d'une pièce de métal.

[smaragde]

Pour l'épaisseur des aciers, j'avais vu un article sur un fabricant de heaume sur bases historiques, où le coup de la plaque étirée était expliqué, mais je sais plus comme ça si c'était Histoire Médiévale ou Moyen Age.
Cela était corroboré par le prés' qui parlait d'un armurier de je ne sais plus quel pays qui travaillait comme ça, avec le prix qui allait avec (le genre que seul un musée peut s'offrir). Et lui fait du méd depuis presque ma naissance, et consciencieusement, ceux qui le connaissent peuvent en témoigner

L'acier perd son carbone par "migration des espèces", qui consiste par des échanges des particules par divers moyens (rotation d'un groupe de 4, échange, sauts,... j'ai plus tout en tête, mon cours de Science des Matériaux n'est pas très accessible).
Une fois en surface, il s'échappe.
Cela dimensionne les enrichissements en fonction de l'utilisation, ainsi une pièce pour voiture ne subit pas les mêmes températures qu'une sonde spatiale, et comme la migration est proportionnelle à la température et l'épaisseur/distance de parcours, il faut voir combien de temps tu veux une pièce opérationnelle).

L'exemple pris au cours fut la Tour Eiffel qui est un ouvrage d'acier assez ancien.

Si vous insistez, je tente d'exhumer tout ça, mais ça prendra du temps.

[vuillem]

Smaragde a dit :
L'acier perd son carbone par "migration des espèces", qui consiste par des échanges des particules par divers moyens (rotation d'un groupe de 4, échange, sauts,... j'ai plus tout en tête, mon cours de Science des Matériaux n'est pas très accessible).
Une fois en surface, il s'échappe.
Cela dimensionne les enrichissements en fonction de l'utilisation, ainsi une pièce pour voiture ne subit pas les mêmes températures qu'une sonde spatiale, et comme la migration est proportionnelle à la température et l'épaisseur/distance de parcours, il faut voir combien de temps tu veux une pièce opérationnelle).

L'exemple pris au cours fut la Tour Eiffel qui est un ouvrage d'acier assez ancien.

merci pour tes réponses,en fait, je serai intéressé par la proportions de carbone qui quitte le métal. En effet, si on perd 0,2 ou 0,3 % de c dans une pièce, cela remet pas mal en question les analyses métallographiques faites par les archéologues depuis les 50 dernières années. Est-ce que tu sais si dans la microstructure la disparition du carbone est visible ? Que deviennent les carbures de fer ou le graphite ?

[Réchignac]

je pense que si cette perte de Carbone est réelle, elle doit être faible et seulement en surface.
Car pour moi on ne perd pas du carbone comme ça que l'on appelle décarburation et qui est un procédé technique que je ne maitrise pas et aussi au vu que la carburation est aussi un procédé trés difficile où j'ai lu qu'il connaissaient la technique au moyen-age mais tellement difficile à maitre en oeuvre qu'ils ont utilisé plus simple comme disent les américians le "Hammer Hardening" c'est à dire l'écrouissage à froid.

D'ailleurs je reviendrait sur la technique de travail à chaud des plaques de métal alors que l'on voit beaucoups de gravures où les forgerons travaillent la pièce en la tenant à la main sans gants. Ce qui pourrait prouver qu'une partie du travail de martellement et de formage se fait à froid.

Pour moi le durcissement par trempage de la pièce n'étit pas maitrisé par les forgerons d'autrefois car comme pour tremper une pièce efficacement il faut la monter en température égale de trempe. Aujourd'hui qu'une seule façon : le gros four électrique.
Pareil pour faire le revenu.
Donc pour moi ça ne m'atonne guère que la majorité des pièces sont de faibles teneur en carbone.

Pour conclure, pour moi nos techniques modernes sont plus abouties et nos aciers de trés grande qualité par rapport à ceux du moyen age.

[vuillem]

Salut,

tout à fait d'accord avec toi Réchignac sur la qualité des aciers moderne.

Pour ce qui est des plaques, j'aurai 2 remarques. Je n'ai pas encore vue de sources primaires ni d'interprétation sur du mobilier de musée ou achéo qui permettent d'affirmer des dimensions pour les tôles employées à l'époque. Il est clair qu'ils en utilisent, l'iconographie XVeme est plein d'exemple. Et comme dit Réchignac, on les voit travailler à main nue. Il n'y a pas un seul procédé pour faire des plates d'armures. Il est probable qu'il y ai eu conjointement du travail à froid et à chaud sur des pièces.

En ce qui concerne la trempe et tous les autres traitement thermiques, je ne serai pas aussi catégoriques. Le corpus de pièces étudiées par Williams montre clairement que les armures de prestiges XVeme peuvent être trempée. Hors, si il font une trempe c'est qu'ils ont compris que l'acier est plus dure après. Ceci dit, on a quelques rares exemples de trempes n'ont maîtrisé, au XIVeme je crois. Pour ce qui est du revenu, je ne suis pas sûr qu'ils le pratiquaient sur les pièces d'armures. Il me semble (à vérifier) que les microstructures décrites par Williams (bainite, martensite) sont des faciès obenues lors de trempe qui ne sont pas suivies de revenu. Par contre, et c'est ce que ne montre pas les analyses de Williams, il est tout à fait possible que ces trempes soient hétérogènes.

Pour ce qui est du carbone , il y a de nombreux biais pour l'intégrer dans une morceau de métal. Parmi ces techniques, il existe la cémentation qui consiste à faire pénétrer le carbone dans le métal en le maintenant à haute température pendant plusieurs heures et dans un milieu saturé en carbone. La cémentation est bien maîtrisée au Moyen Age. Les tranchant de certains couteaux du "Knife and scabbard" sont obtenues par cémentation.

De manière général, à mon avis, il faut avoir 2 choses en tête. La première, c'est le procédé technique d'obtention du métal en bas-fourneau qui domine la période médiévlale. Le métal produit par cette technique est plus ou moins chargé en impuretés et hétérogène, donc il est difficile et cher d'avoir un métal de bonne qualité, en particulier pour faire des tôles. Mais la deuxième idée, c'est que au Moyen age, cela fait déjà entre 1000 et 2000 ans (en gros) que les Hommes pratiquent la métallurgie du fer en bas-fourneau et en forge. Ils ont des savoirs-faire très évolués. Des textes XIVeme montrent clairement qu'il font la différence enre fer, acier et "acier encore plus dure".

[Réchignac]

je suis d'accord avec toi sur l'hétérogénéité des trempes.
les trempes modernes sont meilleures ça c'est sur.
Et c'est dommage qu'il n'y ai pas d'étude faites à plusieurs endroits des pièces. Genre si c'est chauffer au charbon sur feu avant la trempe, ça nous montrerais que les extrémités sont plus dures que le milieu de la pièce du au fait que les extrèmes montent plus en température.

En ce qui concerne la cémentation, ces procédés apportent du carbone qu'en surface, jamais au coeur. Si on voulait faire un apport de carbone au coeur du métal, aujourd'hui on ne saurait pas le faire autrement qu'en athmosphère fermé au minimum pendant 6 heures et te donnant à peine 0,1 voire 0,2% de carbone en plus dans ta pièce.
J'imagine pas ce procédé au moyen-age.
Quand tu parles des tranchant, c'est qu'il y a en règle général une trempe selective qui est faite. Sachant aussi que l'acier du tranchant est plus chargé en carbone que le reste car il utilisaient la soudure à la forge pour faire ce que l'on appel un sandwitch de 3 couches de métal différent du plus tendre au coeur au plus dure vers l'extérieur.

La je parle d'expérience et d'empirisme plus que de source.

[Réchignac]

non non tu as beaucoup d'iconographie ou le forgeron tien la pièce à main nue et pas des moindres : le plastron

[Réchignac]

Geoffroi de Charny a dit : Ben oui mais on peut tout à fait tenir une pièce comme un plastron à main nue alors qu'une partie est chauffée.

Euh ça se voit que tu t'es jamais brulé les doigts. Parce que je peux t'assurer que quand tu chauffes même une zone de la pièce ben tu t'amusera qu'une fois à tenir même au bord main nu la pièce.
En général la deuxième fois tu te fais pas couilloner (ça sent le vécu)
Et sur la gravure ils montrent en exemple une même qui frappe sur un tas carré. Et d'expérience tu ne fais pas les arrêtes sur un tas de ce genre.
Faut que je retrouve la gravure.

[Réchignac]

oui c'est bien ces gravures que je cherchais.
euh sans aucune arrière pensée et avec amusement ici il a compris qu'on prends pas la tôle à main nue


t'inquiète pas on a les mêmes sources.

Pour revenir à la première gravure par expérience et la c'est le professionnel qui parle , je ne m'amuserai pas à faire les arrêtes comme ça car le résultat serai vraiment mauvais. Les arrêtes chez moi sont faites sur un bordoir avec un marteau à retreindre.
Franchement je ne sais pas ce qu'il est en train de faire alors que le marteau correspond bien. Peut-être une interprétation de l'illustrateur avec le même genre d'erreur que sur les manuscrits d'escrime. Parce que là je donne pas chère de ses doigts entre le tas et la tôle.

Maintenant pour revenir à l'article raising a helmet, il va falloir que je teste sa méthode pour faire des ansals en 1 seule pièce.

[Réchignac]

ça fait déja des lustres que je l'ai dans ma bibliothèque.
Depuis elle se remplie à un rythme exponentiel au grand désespoir de ma femme.
Moi aussi je serai curieux de voir comment faire une armure gothique à partir d'une enclume et surtout le modèle de l'enclume.
Car la plastron gothique fin XVème que j'ai réalisé a été fait qu'au tas et au bordoir. Et honnêtement je ne vois pas comment on peut faire une arrête arrondie sur une enclume.
La tant que je n'aurais pas vu de mes propres yeux , je ferai comme st thomas.