L'acier est un alliage de fer utilisé dans la construction, la fabrication d'outils en métal et d'autres applications. Dans les utilisations qui l'exposent à beaucoup d'usure, l'acier doit être durci et ensuite trempé afin de résister au niveau d'utilisation auquel il est destiné. Avec les bons outils et un peu de pratique, vous pourrez durcir l'acier en un rien de temps.

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  1. 1 Commencez avec de l'acier avec une teneur en carbone suffisante. Le durcissement de l'acier entraîne la cristallisation de la structure du carbone, de la même manière que le charbon ou le graphite se transforment en diamant sous la chaleur et la pression de la terre. Sans d'autres métaux alliés, l'acier à durcir doit avoir une teneur en carbone d'environ 0,6% ou plus. Ce type d'acier est appelé acier à haute teneur en carbone ou acier à outils. (Les alliages d'acier tels que l'acier argenté et les plaques de jauge sont également des aciers à haute teneur en carbone.)
    • Les aciers à teneur moyenne en carbone, avec une teneur en carbone de 0,4 à 0,55 pour cent, peuvent également être durcis, mais ces aciers doivent avoir d'autres métaux alliés avec eux pour que l'acier puisse être durci plus complètement.
    • Les aciers doux, avec une teneur en carbone de 0,4 pour cent ou moins, ne peuvent pas être durcis directement. Ils peuvent toutefois être recouverts d'autres matériaux pour les rendre plus durs dans un processus appelé durcissement.
  2. 2 Chauffer l'acier Chauffez d'abord le morceau d'acier en entier. Ensuite, concentrez la chaleur sur la zone à durcir, par exemple une pointe de burin ou une pointe de tournevis, jusqu'à ce que la zone devienne rouge.
  3. 3 Étancher l'acier dans un fluide. Le trempage de l'acier chaud dans un liquide ou un gaz le refroidit rapidement en durcissant le métal. Plusieurs fluides peuvent être utilisés comme trempe.
    • L'huile est le liquide de trempe le plus utilisé, surtout si vous n'êtes pas sûr de la composition chimique exacte de votre acier. Les huiles communes utilisées sont l'huile végétale, minérale, de graine de coton ou de baleine. L'huile refroidit l'acier plus lentement que l'eau, ce qui la rend moins susceptible de se fissurer mais durcit tout autant que l'eau. Les aciers complexes tels que la plupart des aciers modernes à plusieurs alliages ont tendance à se fissurer s'ils sont trempés rapidement, comme avec de l'eau. Si des bulles se forment, elles peuvent ralentir le processus de refroidissement et créer des points mous dans le métal, de sorte que le liquide de trempe est généralement agité pour empêcher la formation de bulles. Les huiles de trempe peuvent causer des émanations, des éclaboussures et des déversements et constituent un risque d'incendie si elles ne sont pas surveillées correctement.
    • L'eau salée éteint l'acier chaud plus rapidement que l'eau pure, car le sel fait éclater les bulles plus rapidement. Cependant, il doit être rincé immédiatement, car il corrodera l'acier plus rapidement que l'eau douce.
    • Les polymères de glycol mélangés avec de l'eau fournissent une vitesse intermédiaire de refroidissement entre l'eau et l'huile, la vitesse de refroidissement étant fonction de la quantité de glycol. Ils corrodent l'acier moins que l'eau et sont moins susceptibles de s'enflammer que le pétrole, mais le rapport polymère / eau doit être constamment surveillé pour assurer des résultats cohérents.
    • Les trempes cryogéniques sont utilisées pour empêcher les taches molles et cassantes de se former et forcent l'acier à durcir davantage. Ces trempes sont plus susceptibles d'être utilisées avec des aciers à haute teneur en carbone que les aciers à carbone moyen.
  4. 4 Nettoyez l'acier. Cela enlève le fluide de trempe et prépare l'acier à la trempe. Si un liquide autre que de l'eau était utilisé pour éteindre l'acier, de l'eau pourrait être utilisée pour rincer l'acier. Dans le cas contraire, un abrasif léger, tel qu'une toile émeri, peut être utilisé.
  5. 5 Réchauffer l'acier, mais pas autant. Ce second chauffage tempère l'acier pour éliminer la fragilité créée par le processus de durcissement. L'acier peut être chauffé dans un four ou un bain d'huile, de mélange ou de plomb de sodium et de nitrate de potassium. La température à laquelle l'acier est chauffé pendant la trempe détermine la dureté de l'acier trempé; plus la température est élevée, plus elle sera molle mais plus dure.
    • Pendant le processus de trempe, l'acier chauffé montre les couleurs de l'oxyde de surface en fonction de sa température. Les couleurs commencent par paille légère à environ 200 ° C (392 ° F) jusqu'à violet à environ 300 ° C (572 ° F). Ces couleurs servent de guide pour la température de revenu en fonction de l'utilisation de l'acier. Les aciers alliés nécessitent toutefois des températures plus élevées pour atteindre une couleur particulière que les aciers au carbone.
  6. 6 Laissez l'acier refroidir. Cette fois, contrairement au refroidissement rapide lors de la trempe, l'acier peut être refroidi rapidement ou lentement, en fonction des propriétés souhaitées de l'acier fini. Les alliages d'acier susceptibles de redevenir fragiles après la trempe ne doivent cependant être refroidis que lentement.