Brunissage de l'acier, toutes techniques confondues

[romary]

Je suis aussi en train de rechercher pour faire ce genre de traitement.

mon but à moi est de retrouver l'état extérieur de pièces fortement forgées comme un canon soudé ou cerclé à la forge.

Je me demandais si une oxydation classique (rouille) assez forte suivie d'un traitement bloquant la rouille ne suffirait pas (frameto). cela donnerait en tout cas un aspec noir ruguex proche de l'état de ces canons actuellement.
il faut encore que j'effectue des tests.

vos avis / expériences pour ce genre de pièces?

[romary]

en passant, j'ai aussi réalisé un canon à mainn en acier (petite taille comparée à ce dont je parle au dessus).

pour le traitement anti-rouille et le fait de se rapprocher de l'acier bleui à la forge, j'ai utilisé du bronzage à froid d'armurerie.
le résultat est pas mal mais je pense que raliser une véritable trempe à l'huile chez un pro sera sans doute la meilleure solution (et la plus durable). Vous en aurez pour pas trop cher pour peu que vous leur expliquiez ce que vous faites.

[parceval le gallois]

Certe oui . avec une piéce de métal neuve l'ideal étant en premier lieu de faire une attaque à l'acide chlorydrique pour un état uniforme . ( attention le chlorure de fer dégargé tache les vêtements .. ce pourrait être une excellente teinture orange ) puis passer du Frameto par de dessus ; pourquoi pas . Le Frameto ne se fixe bien que sur l'oxyde de fer mais avant cela il faut il faut stoper la corrosion .. on peut neutraliser avec un bain de soude ( lessive de soude ou destop ) puis rincer à l'eau .

Il est dommage que le Frameto actuel soit beaucoup moins efficace que l'ancien .. en effet il y a 15/20 ans le Frameto avait une formulation completement differente et le fini du vieux metal forgé était superbe

Ensuite si tu veux faire un brunissage à lhuile .. Facile à condition que ton canon ne soit pas trempé ( ce que je ne pense pas ) il suffit de faire une pretite fosse dans le sol tu brule assez de bois pour avoir assez de braise .. tu mets ton cannon dans la braise ... il n'a pas besoin de d'être porté au rouge et tu le refroidit dans un bac d'huile de vidange bien noire .
Attention l'huile va s'enflammer .
La piéce aprés rinçage sera bien bronzée.
L'idéal étant de faire des essais avec de petites piéces

[Benoit G]

Oui, ça c'est ce que j'ai essayé, sauf que ça ne s'enflamme que si le métal est extrêmement chaud soit orange clair. Rouge, ça s'enflamme pas. Mais si tu le chauffes et que tu attends qu'il perde sa couleur, puis le trempe dans cette huile de vidange, il se grise simplement. Ya aussi moyen d'obtenir des teintes intermédiaires en le trempant dans une première étape quand il est orange pour obtenir du noir puis de le rechauffer un poil (vraiment un poil) et là ça se grise.

Ensuite si tu veux faire un brunissage à lhuile .. Facile à condition que ton canon ne soit pas trempé ( ce que je ne pense pas ) il suffit de faire une pretite fosse dans le sol tu brule assez de bois pour avoir assez de braise .. tu mets ton cannon dans la braise ... il n'a pas besoin de d'être porté au rouge et tu le refroidit dans un bac d'huile de vidange bien noire .
Attention l'huile va s'enflammer .
La piéce aprés rinçage sera bien bronzée.
L'idéal étant de faire des essais avec de petites piéces

[vuillem]

Je me demande si les écailles qui se détachent ne sont pas plutôt le résultat de la corrosion sèche qui est produit à haute température en atmosphère oxydante. Dans ce cas, c'est mois la décarburation qui pose problème que la corrosion du fer. La surface de la couche obtenue contient plus d'élément chimique que la couche de métal sain situé dessous (Fe + O sur une couche de Fe ou Fe + C) , ce qui va de toute façon générer un plan de clivage. C'est ce qu'on observe à une échelle supérieur lorsqu'on laisse une barre s'oxyder un peu trop longtemps dans un foyer. Certains appellent ça la calamine, en archéo, on parle de battitures.

Je suppose que pour qu'un traitement tienne, il faut que des éléments passe dans le fer et forme une couche de surface qui va donner la couleur. L'idée est moins d'abîmer le métal en surface plutôt que de lui apporter de la matière. Un apport important de carbone doit suffire à noircir la surface (et la durcir), un peu à la manière d'une cémentation. Le plus important, c'est d'éviter que le métal ne s'oxyde, il faut donc travailler en atmosphère neutre, ou réductrice. Hors une atmosphère réductrice, ça peut s'obtenir dans un foyer bien préparer, avec une grande charge de charbon par exemple.

Ce qui me gène dans tous les procédés qui ont été évoqués ici, c'est que quasiment aucun n'est réalisable à l'époque médiévale. Si il est arrivé que les armuriers brunissent ou noircissent une pièce d'armure, c'est avec des procédés autres. Au passage, dans les pièces d'armure avant le XVeme, on n'en connaît pas beaucoup avec de l'acier, et de l'acier trempé.

J'ai déjà vu une méthode efficace pour noircir des pièces de métal avec de la cire d'abeille. Je ne me rappelle pas exactement tous les gestes. On chauffe la pièce quasiment à rouge, on brosse tout de suite à la brosse métallique pour dégager les produits de corrosion de surface, pendant que la pièce refroidit, on la badigeonne avec un bâton de cire d'abeille qui va fondre immédiatement au contact. Je crois qu'il ne faut pas que la cire s'enflamme, mais elle doit être juste fumante. Et bien évidemment, il faut tout faire en une chauffe. Je ne connais pas par contre la résistance de ce procédé aux chocs.

[Benoit G]

Mmhhh, intéressant ça, faudra que j'essaie...

vuillem a dit :
J'ai déjà vu une méthode efficace pour noircir des pièces de métal avec de la cire d'abeille. Je ne me rappelle pas exactement tous les gestes. On chauffe la pièce quasiment à rouge, on brosse tout de suite à la brosse métallique pour dégager les produits de corrosion de surface, pendant que la pièce refroidit, on la badigeonne avec un bâton de cire d'abeille qui va fondre immédiatement au contact. Je crois qu'il ne faut pas que la cire s'enflamme, mais elle doit être juste fumante. Et bien évidemment, il faut tout faire en une chauffe. Je ne connais pas par contre la résistance de ce procédé aux chocs.

[parceval le gallois]

Oui effectivement la cementation est aussi une autre voie à essayer .. la surcharge de carbone en superficie de la piéces doit donner des couleurs gris acier .
C'est pour cela d'ailleurs ( surtout pour eviter la décarburation ) que le charbon de forge est un charbon specifique , en somme de la vraie houille bien grasse à contrario du charbon de bois que tout le monde à tendance à utiliser par facilité ; ce qui n'est pas bon
Mais je suis heureux de voir qu'avec Maitre Vuillem nos points de vue concordent

[medievalmarc]

question d'ignorant..la cire d'abeille permet une cémentation?

[parceval le gallois]

Chimiquement tout corps organique contient du carbone ... mais à priori la quatité doit être infime pour que ce carbone là s'insére sur la couche superficielle de l'acier .
Non je pense qu'il s'agit peut etre d'une réaction chimique ... liée au sucre ?????
Il serait interressant de faire un test avec du caramel fondu puis brulé ....
l'idée n'est elle pas bonne ????

[medievalmarc]

ça sentiras meilleur..a faire avec de la crème brulée..
ou du miel...
je me posais cette question sur la cémentation après ton post qui me semblait rebondir sur celui de Vuillem,non?
et puis cette question de cémentation me trottre depuis trop longtemps dans la tête sans avoir encore fait d'expérience,c'est frustrant..
sinon en théorie..on peut faire ce traitement apres une mise en forme de la pièce d'armure,puis comme le métal doit néanmoins être à l'état recuit (ayant perdu sa dureté préalable dûe à l'écrouissage) on redonne une série de coups de marteaux où on tente une trempe?ou bien?ou?:-)

[parceval le gallois]

Bon , un petit cours de métallurgie s'impose ...je crois qu'il y a confusion .
1/ si on surcarbure l'acier ... on va avoir grosso modo de la "fonte" ... et donc une couleur gris fonte ... mais attention cet etat sera trés superficiel ; une epaisseur de quelques 100es . ça c'est donc pour avoir juste la couleur ..

Maintenant à quoi sert la cémentation ?
j'ai dit plus haut que l'acier est un alliage de fer et de carbone .. le carbone est en quantité trés faible grand maxi 1%
L'acier qui contient moins O,10 % de carbone ne prend pas la trempe ...donc si c'est cet acier là que l'on veut durcir aprés façonnage il faut lui ajouter du carbone afin que le niveau soit plus élevé .
L'idéal étant 0,37% car là on a un acier eutectique ( c'est quoi ce barabarisme ? )
c'est en fait la conjonction des courbes du liquidus et du solidus ... quez aco ???
ces deux lignes sont en fait les temperatures à laquelle le metal fond . ce qui veut dire en dessous de la tempé du solidus le metal est solide au delà la totalité des cristaux sont maléables (moyenne 850° ).. entre les deux lignes le métal est à l'état intermédiaire.
C'est pour cela que que le forgeron porte son lopin de feraille au dela de 850° pour le façonner.
Il se trouve un point particulier que l'on appelle eutectique car à 0,37 % liquidus et solidus se confondent ce qui veut dire que l'on passe d'un état solide à une état méleable sans transition ..... pourquoi ?
L'atome de carbone n'a pas le meme diametre que l'atome de fer ...les inclusions de carbones etant harsardeuses il n'y a pas homogénéité de l'acier ... c'est pour cela que certains cristaux " fondent " avant les autres.
à 0,37% cette quantité est celle qui se combine le mieux avec la structure cubique du fer ... nous pourrions dire aussi qu'il s'agit de l'acier le plus homogéne .. donc maléabilité trés rapide autour 730°... donc gain d'énergie de chauffage .( à comparer aux 906° du liquidus pour le fer pur ). est donc trempe plus rapide .
Donc on cémente pour relever le % de carbone en superficie ce qui va permettre de durcir la peau de la piéce tout en ayant un coeur tendre .
En résumé : la cementation durcie la peau aprés trempe .
2/ Le recuit : est en schematisant l'etat natuel de l'acier juste aprés le refroidissement lent de la coulée ...c'est là qu'il est le plus tendre .
3/ l'écrouissage est un état mécanique de l'alliage qui occasionne un trés légére augmentation de durete par simple compression des atomes les uns dans les autres..( effets des coups de marteau) ce durcissement est minime mais attention il crée des tensions internes qui peuvent aller jusqu'à la rupture .. d'où l'interet de passer par un recuit afin que la structure atomique se remette en place aprés formage ... quitte à repéter l'opération plusieurs fois .. tout est affaire de limite plastique du matériau
Je n' ai pas parlé du revenu qui est encore une autre chose
Suis je assez clair ?? je vulgarise et je comprends que ce n'est pas si simple quand on est pas de la partie mais passe moi un MP je pourrai en parler des heures .

[medievalmarc]

oki!moi c'est ton numero un qui m'intéressait!!mais il est bon de relire ses classiques!j'ai bien aimé le coup du solidus liquidus..
donc voilà..apres cementation la trempe n'est point négligeable,encore faut-il bien la faire et comment..bon..je te MP..:-)

[vuillem]

Je ne suis pas ingénieur métallurgiste ni forgeron, mais soit je n'ai pas compris Parceval, soit il y a quelques erreurs.

Un acier contient de 0,02 % à 2 % de carbone. Au dessus, on est dans le domaine des fontes. L'eutectique est à 4,3% de carbone. De ce que j'ai compris de la métallurgie du fer, c'est qu'au dessus de 2% de carbone allié avec du fer, il se forme des grains eutectiques caractérisant la fonte parfois appelé ledéburite. A 4,3 % de carbone dans le fer, on est à l'eutectique.

A 0,75 ou 0,8% de carbone, on est à l'eutectoïde. Il commence à se former dans le métal des grains composé de ferrite et carbure de fer appelé cémentite. La morphologie des carbures de fer va dépendre de la vitesse de refroidissement. Dans le cas d'un refroidissement lent, on forme de la perlite. Dans le cas d'un refroidissement très rapide (trempe), on forme de la martensite, qui correspond au fait que le carbone n'a pas eu le temps de diffuser dans l'austénite, et donne des aiguilles et des plages de carbures de fer entre les grains de ferrite.

Justement, l'austénite appelé aussi fer gama est l'état des cristaux de fer (CFC) lorsqu'ils sont chauffés à la bonne température, et c'est ce que Parceval essaye de décrire à mon avis. En général, les forgerons travaillent le plus souvent à la température qui permet cet état du fer. Mais la ligne de transition fer alpha à austénite n'est pas celle du liquidus. Le liquidus du fer pur est à 1535°c environ. A l'état austénitique, le carbone est en solution dans le fer, ce qui facilite le travail de forge et permet la diffusion dans le fer de carbone. C'est justement le principe de cémentation.

Lorsqu'on veut cémenter une pièce, il faut la maintenir à la température de l'austénite pour que le carbone pénètre dans le métal. C'est un processus très long qui demande de nombreuses heures pour que le carbone rentre en profondeur dans le métal. En général, la cémentation va permettre d'apporter du carbone en surface, rarement à coeur. En archéologie, on atteste de l'usage de la cémentation pour carburer le tranchant de lames. Des cémentations ont été tentées expérimentalement avec du cuir sur des lames de couteaux. Ca marche, mais il faut plusieurs heures.

Je ne pense pas qu'utiliser la cire d'abeille comme je le décris soit à proprement parler une cémentation.

Mon avis est que les éventuels traitement de surface qui noircissent ou brunissent le métal fonctionnent en faisant pénétrer sur quelques microns ou ou plusieurs éléments chimiques qui vont donner la couleur de surface. Il suffit d'une rayure pour la faire partir.


Enfin, peut-être qu'aujourd'hui on utilise de la houille grasse. Mais au Moyen Age, on bossait au charbon de bois, sauf quelques rares exceptions.

[parceval le gallois]

Quelques corrections...
Je ne suis pas là pour donner des leçons mais je voudrais voir un acier à 2 % de C ... cela ne s'utilise pas ou trés peu car on est dans les aciers dits sauvages ,
Donc on reste dans une plage d e 0,1 à 1% grosso modo par contre à 4.3 % on est déjà dans les fontes
Meaculpa à 0.8 on est à l'eutectique ..
4.3 est par nature un hypereutectoîde..
Ensuite pour métal pur je veux bien une tempé aussi haute et cela decroit trés vite avec le % . maintenant il ne faut pas confondre avec le point du fusion .
La cémentation est toujours superficielle et toujours trés longue à obtenir pour quelques 100e .
Pour ce qui est de la ferrite et de la bainite il y en a deja dans les aciers bas carbone donc Hypoeutectoîdes ;
J'ai certainement oublié pas mal de choses .. en fait il suffit de se référer au diagramme fer/carbone ... c'est en vieillissant que l'on s'apperçoit que ses études sont loin, va falloir que je potasse mes anciens cours ... j'ai peut peut etre zapé quelques valeurs