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PLAIDOYER POUR LE CrMo EN CANONNERIE.

            La grande vogue des canons en acier résistant a la corrosion (aciers dits ‘Inoxydables’) m’amènea parler des canons en acier au Chrome/Molybdène utilisés eux aussi, mais qui sont  maintenant  délaissés malghé leurs qualités nettement supérieures.

            Je pense devoir prendre leur défense, car ils possèdent de nombreuses qualités, inclus la meilleure espérance de vie!!.

            Tous les fabricants de canons ‘custon” sont les plus ardents propagandistes de l’acier  Inox Martensitique  416R+S,particulièrement à cause de ses facilités d’usinage .

            Cette usinabilité est  obtenue par addition de soufre dans l’alliage, qui, par la porosité qu’elle apporte, assure la brisure et la facilité d’évacuation des copeaux et préserve la longévité des outils de coupe.

            Le 416R+S est l’un des  moins ‘corrosion resistant’ de tous les aciers dits Inoxydables.

            Il est aussi apte au polissage fin, mais nous reviendrons sur le sujjet.

            Mais qui dit soufre, pressions  et température dit aussi réactions thermo-chimiques, et le 416 est dénoncé  pour  sa tendance a la corrosion caverneuse, qui fait que certains producteurs d’acier (le français Ugitech entre autres) le déconseillent  pour l’application ‘récipients de pression’. Cette corrosion caverneuse peut parfois se constater a l’extérieur du canon par l’apparition de points d’oxydation locale très caractéristiques (cas constaté par moi en atmosphère maritime chaude et  humide).

            La nuance 420 est plus apte a la fabrication de canons Inox, maisellel ne possède pas la même usinabilité, au point  que certains ‘gunplumbers’ refusent de les chambrer au faux  prétexte de la difficulté. C’est pour moi plus une prevue d’incompétence que la raison évoquée.  

            Avant de parler des aciers CrMo, je voudrais établir la comparaison suivante entre les différentes nuances utilisées en canonnerie:

1°) Le 416R+S, livré a l’état recuit, a les caractéristiques suivantes:

                        Carbone: 0,12%

                        Chrome: 13%

                        Soufre: 0,15-0,20%

                        Dureté Brinell : 170HB.

                        Rm: 630MPa.

                        Module d’élasticité: 200GPa.

                        Conductivité thermique: 25W/m-k.                                                                                                                

2°) Alors que le 420,dans le même état de livraison  est:

                        Carbone: 0,20%

                        Chrome: 13%

                        Manganese: 1%

                        Dureté Brinell: 205HB.

                        Rm: 725MPa.

                        Module d’Elasticité: 200GPa.

                         Conductivité Thermique: 25W/m-k.

3°) Et le Classique 42CrMo4 (AISI 4140),le plus utilisé en canonnerie, toujours a l’ètat recuit est:

                         Carbone:  0,40%

                        Chrome: 1%

                        Molybdene: 0,50%

                        Dureté Brinnell: 225 à 241HB

                        Rm: 1000MPa.

                        Module d’élasticité: 205GPa.                                                                                        Conductivité thermique: 43W/m-K.

            Il faut noter 2 facteurs d”importance qui  différent nettement pour les deux catégories d’aciers:

            1°)       Coefficient de friction acier 416/cuivre=  0,20

                        Coefficient de friction acier 42CrMo4/cuivre= 0,12

            Ces valeurs sont des moyennes provenant de différentes sources.  Différents facteurs pauvent les modifier (polissage des surfaces,encuivrage,alliage cuivreux de la chemise de projectile,etc..), mais ils sont   représentatifs. La haute  teneur en Chrome des 416/420 est la cause du coefficientde frottement  supérieur.

            2°)       Conductivité  thermique acier 416= 25W/m-k. 

                        Conductivité thermique acier 42CrMo4= 43W/m-K.

            C’est un facteur qui peut  ne pas être négligeable, non par la capacité de dissipation de la chaleur, mais par sa propagation linéaire  plus rapide depuis sa source.

            Les caractéristiques mécaniques supérieures  des aciers CrMo rendent incontestablement le rayage par olivage plus difficile. Ceci est probablement un élément de la position des fabricants de canons qui, pour la plupart, pratiquent cette méthode de rayage.

            Le 42CrMo4 est susceptible d’un aussi bon poli que les Inox de la série 400, mais il ne faut pas perdre de vue qu’un trop grand poli augmente le coefficient de friction par ‘adhérence’.

            Je persiste a affirmer que l’érosion se créant au niveau du cône de raccordement des rayures est moins causée par la temopérature que par l’abrasion des résidus de combustion et aussi par ceux de l’amorce (poudre de verre). Il se produit à ce njveau un effet de sablage a haute vitesse auquel  l’acier CrMo plus dur  (225HB mini pour 175HB) résiste proportionnellement mieux.            

             Il existe en thermochimie un procédé de durcissement superficiel appelé Nitruration , par lequel les aciers sont chauffés à550- 600°C dans une atmosphère riche en azote . L'azote est absorbé sur une faible épaisseur où il forme des nitrures extrêmement durs .

            Tous les aciers ne sont pas susceptibles d'être nitrurés , mais les plus aptes a ce traitement sont les aciers alliés au carbone  , tels les CrMo utilisés en canonnerie. . Les gaz générés par la combustion des poudres nitro-cellulosées sont riches en azote et la température de leur combustion , spécialement au niveau du cône de raccordement des rayures , est  très élevée . Les nitrures formés sur la surface de l'acier sont très durs , mais aussi  fragiles.

            Ce phénomène d’auto-durcissement ne s’applique  que  très atténué a l’acier 416 à cause de sa faible teneur initiale en carbone. Son durcissement par nitruration ne peut, et encore inparfaitement, qu’être obtenu par traitement spécifique aux bains de sels, et j’ai déjà eu l’occasion de dire ce que je pensais de ce procédé .

            On pourra objecter la corrosion des aciers au carbone, mais les procédés actuels de protection des surface (Cerakote, etc..) jouent parfaitement leur rôle en la matière.

R.G.C

06/2017