Le choix de l'acier pour une arme à feu est une décision cruciale qui influence directement sa performance, sa durabilité et sa sécurité. L'acier est un matériau largement utilisé dans la fabrication des canons de fusil en raison de sa grande capacité de mise en forme, de sa durabilité et de sa bonne conductivité thermique.
Métaux ferreux : la base des aciers
Le mot « métal » désigne à la fois un élément chimique et un matériau. Les métaux ferreux, constitués de plus de 90 % de fer pur ou faiblement allié à d’autres métaux, sont largement utilisés dans le bâtiment et la construction. Le fer, métal le plus commun sur terre, est un élément de base pour les métaux ferreux. Il est allié avec du carbone et d’autres éléments d’addition comme le nickel et le chrome. La teneur en carbone d’un acier est toujours inférieure à 1,7%. Dépendamment des éléments avec lesquels il est allié, l’acier prend des propriétés chimiques et mécaniques complètement différentes. Le fer pur est rarement utilisé seul en raison de sa tendance à la corrosion.
Éléments de base pour les métaux ferreux
- Fer (Fe) : Élément de base de tous les aciers. Allié au fer, il transforme le fer en acier.
- Carbone (C) : La quantité de carbone influe sur la dureté et la résistance de l'acier. Moins il y a de carbone, plus l'acier est malléable. Plus il y a de carbone, plus l'acier est rigide.
- Chrome (Cr) : Améliore la résistance à la corrosion. Un taux élevé de chrome confère à l'acier des propriétés inoxydables.
- Nickel (Ni) : Augmente la ténacité et la résistance à la corrosion.
- Molybdène (Mo) : Renforce la solidité et l'aspect inoxydable de l'acier.
- Vanadium (V) : Améliore la résistance aux chocs et la ductilité.
- Silicium (Si) : Contribue à la résistance et à l'élasticité.
- Manganèse (Mn) : Augmente la dureté et la résistance à l'usure.
Types d'aciers ferreux
Il existe plusieurs types d'aciers ferreux, chacun ayant des propriétés spécifiques adaptées à différentes applications :
- Aciers d’usage général : Représentent environ 85% de la consommation des aciers.
- Aciers inoxydables : Résistants à la corrosion grâce à une couche protectrice de chrome en surface.
- Fonte : Alliage de fer, de silicium et de plus de 1,7% de carbone, utilisé pour la réalisation de pièces moulées. La fonte est un alliage de fer, de silicium et de plus de 1,7% de carbone. Elle est relativement peu coûteuse et dense. La fonte est utilisée essentiellement pour la réalisation de pièces moulées. Lorsqu’elle est chauffée et coulée, elle a une fluidité beaucoup plus élevée à des températures plus basses que l’acier, ce qui signifie qu’elle peut couler et remplir des parties d’un moule complexe avec une plus grande efficacité. C’est le type de fonte le plus couramment produit, se retrouvant dans tout ce qui concerne les couvercles de bouches d’égout jusqu’aux freins à disque sur les voitures. C’est une fonte dans laquelle le carbone ajouté est un graphite sphérique (nodulaire).
Propriétés de l'acier
Les propriétés de l'acier sont essentielles pour garantir la sécurité et la performance des canons de fusil.
- Dureté : Résistance à la pénétration et à la déformation.
- Résistance à la traction : Capacité à supporter une force de traction sans se rompre.
- Limite d'élasticité : Contrainte maximale que l'acier peut supporter sans déformation permanente.
- Résilience : Capacité à absorber l'énergie lors d'un choc sans se fracturer.
- Résistance à la corrosion : Capacité à résister à la dégradation due à l'environnement.
- Conductivité thermique : Capacité à conduire la chaleur.
- Soudabilité : Aptitude à être soudé. La soudabilité dépend de la teneur en carbone et des éléments d'addition.
Métaux non ferreux : alternatives et compléments
La famille des métaux non ferreux, plus diversifiée que celle des métaux ferreux, inclut tous les métaux et alliages qui ne contiennent pas ou très peu de fer. On y retrouve principalement le plomb, le zinc, l’étain, le chrome et plusieurs autres. Les métaux non ferreux coûtent souvent plus cher, ils ont tendance à être choisis pour leurs attributs uniques, plutôt que pour les façons dont ils peuvent se comporter comme l’acier.
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Exemples de métaux non ferreux
- Aluminium : Léger et malléable, souvent allié à d'autres métaux pour améliorer sa résistance. Aujourd’hui très répandu, l’aluminium résulte pourtant de découvertes relativement récentes. C’est le deuxième métal le plus utilisé dans l’industrie après l’acier. Pour optimiser les propriétés de l’aluminium, celui-ci est le plus souvent utilisé sous forme d’alliage, et non pur. En fonderie, on lui associe d’autres métaux, en quantité minimale, afin de renforcer certaines de ces propriétés. Le grand avantage de l’aluminium est de pouvoir servir de base à des alliages capables de répondre aux besoins les plus exigeants en matière de résistance à la déformation, de sécurité ou de solidité. C’est aussi l’un des métaux les plus légers et plus malléables à être utilisés dans l’industrie. En effet, sa densité est d’environ un tiers de celle de l’acier ou du cuivre. Ces propriétés font de l’aluminium un matériau très pratique pour concevoir et installer des équipements robustes, légers et sur-mesure.
- Cuivre : Utilisé pur ou en alliage (bronze, laiton) pour sa conductivité électrique et thermique. Ce métal de couleur rouge doré a été utilisé par l'homme très tôt au cours de son histoire, dès la fin du Ve millénaire. Plus solide que l’or, le cuivre est un des seuls à être présent sous forme de métal à côté de sa forme minérale, nécessitant peu de traitements annexes pour son extraction. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est un métal ductile possédant une conductivité électrique et thermique particulièrement élevées qui lui confèrent des usages variés. Il intervient également comme matériau de construction et entre dans la composition de nombreux alliages bronze (cuivre/étain) ; laiton (cuivre/zinc).
- Argent : Principalement utilisé en photographie, joaillerie et électronique. L'argent est le plus actif chimiquement des métaux nobles, plus difficile à manier que l'or, mais plus ductile que le cuivre. Il est normalement stable dans l'air pur et l'eau, mais se ternit lorsqu'il est exposé à l’oxygène. C'est le meilleur conducteur d'électricité, mais son coût élevé ne permet pas de l'utiliser couramment. Au moins trois secteurs d’activités l’utilisent : photographie argentique, joaillerie/argenterie et électronique. À l’exception du pétrole, l’argent métallique est la marchandise qui possède le plus d’applications industrielles. Ce métal étant pratiquement indestructible, il n’est que partiellement récupérable.
- Or : Rare, malléable et résistant à l’oxydation. L'or est sans doute le métal le plus ancien travaillé par l’homme : des traces de son utilisation remontent à près de 6000 ans avant Jésus-Christ. Il est rare, donc cher, malléable et résistant à l’oxydation.
- Étain : Aggloméré dans d’autres roches comme la cassitérite. L’étain ne se trouve pas à l’état naturel, mais est aggloméré dans d’autres roches comme la cassitérite. Celle-ci peut être réduite en un matériau gris-blanc, brillant quand on le frotte, fusible, et malléable.
- Plomb : Utilisé dans le développement des armes à feu et les canalisations. On ne trouve pas le plomb à l’état pur en milieu naturel, mais bien la galène (qui est du sulfure de plomb). Le plomb est un métal gris bleuâtre, blanchissant lentement en s'oxydant Il se présente sous la forme d'un métal mou à température ordinaire. Il est très dense et conduit peu l’électricité. Il va surtout être utilisé dans le développement des armes à feu (cartouches de fusils) et les canalisations par le passé.
Choix des matériaux pour les cartouches de chasse
Le choix du matériau pour la fabrication des « plombs » de cartouches de chasse nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs : la forme sphérique des billes, la densité du matériau, et son élasticité pour le transfert d’énergie. Acier : L'acier doux, communément appelé acier, est le plus populaire des substituts au plomb en raison de son faible coût.
Cependant, en raison de sa densité plus faible (inférieure de 31 % à celle du plomb), une vitesse initiale plus élevée est nécessaire, et il est recommandé d'augmenter le calibre des billes de deux tailles par rapport à celles en plomb pour maintenir la même énergie cinétique finale. Afin d'assurer des performances optimales à des distances plus éloignées, il est essentiel d'ajuster à la fois la charge utile et la vitesse. L'un des principaux avantages des billes d'acier réside dans leur excellente capacité de pénétration (augmentation de 5 à 10 %). La gerbe résultante est plus uniforme, plus dense, mais aussi plus courte (pouvant être réduite jusqu'à 50 % par rapport aux billes de plomb). De plus, le coût reste abordable, ce qui constitue un avantage crucial pour les tireurs et les chasseurs.
Substituts au plomb
- Bismuth : Le bismuth ou les alliages (Bismuth, aluminium, étain & zinc) sont des métaux lourds, affichant une densité très similaire à celle de l'acier, et ils démontrent des performances comparables à ce dernier. La caractéristique principale du bismuth réside dans sa souplesse, qui lui permet d'être utilisé par tous les types de canons, y compris ceux destinés aux billes d'acier. Cette souplesse permet le chargement des cartouches de bismuth avec une bourre traditionnelle. La densité élevée du bismuth ainsi que ses propriétés de déformation lors de l'impact résultent en un transfert significatif d'énergie.
- Alliages de substitution : Constitués de métaux sans plomb, non toxiques pour l’environnement.
- Cuivre : Certaines cartouches sont chargées avec des grenailles de cuivre qui forment également une excellente alternative au plomb et aux autres substituts au plomb. Au gré d’un traitement thermique, le cuivre devient « cuivre doux ». Sa capacité à se déformer à l’impact devient alors plus importante. Ce nouvel alliage, notamment utilisé par la firme Jocker dans sa gamme « alternative » est composé de Zinc, d’étain, d’aluminium et de bismuth. Sa ductilité, très proche de celle du plomb possède le triple avantage de s’absoudre de la contrainte liée au chokage, à l’utilisation d’une bourre spécifique et au manque de létalité.
- Tungstène : Le substitut des extrêmes ! Le Tungstène outrepasse toutes les espérances en termes de létalité . Plusieurs sortes de grenailles de tungstène existent, cependant seules celles ayant une masse volumique inférieure ou égale à 15 g / cm3 peuvent êtres chargées par les manufacturiers, en respectant la norme CIP. Commercialement Appelé TSS (pour tungsten super shot), le tungstène remporte un franc succès auprès des chasseurs de gibier d’eau, pour ses capacités à tuer net et loin. Le trop étant l’ennemi du bien, il convient de ne pas tomber dans les travers de la « sur-efficacité » du matériau et tenter des tirs à des distances indécentes, bien loin de toute éthique. 65 mètres semble être une distance maximale à respecter… au-delà soyons sérieux, cela relève du tir d’artillerie… pas de chasse.
- Alliage de zinc et d’étain : Presque tombé dans l’oubli, l’alliage de zinc et d’étain possède une faible densité, légèrement compensée par une dureté plus ou moins semblable au plomb. On retrouve de la grenaille faite de ces métaux dans les fameuses munitions « Epoque zinc-étain produites par le fabricant français Tunet. La relative « souplesse » du matériau a tendance à être plutôt prévenant avec les canons des fusils anciens.
Sécurité et compatibilité des cartouches
Les cartouches acier de la catégorie « Pression Ordinaire » sont compatibles avec tous les fusils éprouvés jusqu'à une pression de 930 bars. La sécurité est un point crucial lors de l’utilisation d’une arme. Il est essentiel de comprendre la signification du poinçon du banc d'épreuves inscrit sur vos canons, ainsi que les cartouches qui peuvent être utilisées en toute sécurité. Il convient de toujours garder à l'esprit la possibilité de ricochets, en particulier dans des environnements aquatiques, autour de branches ou au sein d'une végétation dense. Lors de l'utilisation de cartouches dotées d'une bourre fabriquée à partir d'un matériau alternatif ou d'un matériau dit « dégradable », il est primordial de garantir la protection constante du canon et d'éviter tout dommage aux parois internes des canons causé par les billes.
Étant donné que l'acier possède une densité inférieure, la vitesse résiduelle sera également moindre, impliquant ainsi un ajustement nécessaire de votre visée (plomb). Les projectiles en acier sont inaltérables, et l'utilisation d'un choke jusqu'à ½ maximum garantit une dispersion optimale et précise. Comparativement, le bismuth possède une densité supérieure à celle de l'acier, ce qui permet des tirs à des distances plus étendues, jusqu'à 55 mètres (60 yards). Il est également conseillé de faire des tests en stand pour bien prendre conscience du comportement de la munition en action.
Marquages importants
- SP (Pression Standard) : Les cartouches de pression standard sont conçues pour être tirées dans des fusils éprouvés à 1040 bars et génèrent une pression inférieure à 830 bars. Les billes contenues dans ces cartouches ont un diamètre maximal de 3,00 mm (numéro 5).
- Fleur de Lys : Le symbole de la Fleur de Lys indique que le fusil est approuvé pour les billes d'acier. Ce poinçon est apposé sur le canon des fusils par un banc d'épreuve certifié. Sur les armes récentes, le nouveau poinçon comprend également le marquage CIP au-dessus de la fleur de lys.
Quel acier pour un couteau de chasse ?
Le choix de l’acier pour un couteau de chasse dépend de l’usage prévu. Il faut prendre en compte le tranchant, la résilience, le type d’acier, le traitement thermique et l’affûtage. Trouver l’acier adapté est une question de compromis, car les propriétés de l’acier sont fonction de ses composantes.
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Types d'aciers pour couteaux de chasse
- Acier inoxydable : Résistant à la corrosion et facile d’entretien. Pour un budget plutôt restreint, optez pour l’acier inoxydable 8Cr13MoV. Si vous avez plus de marge de manœuvre, privilégiez le CPM-S30V, M390 Böhler ou VG-10.
- Acier carbone : Plus dur, tranchant et facile à entretenir, mais plus exposé au risque de corrosion. Dans ce cas, il est conseillé de miser sur de l’acier carbone 1095 comprenant une excellente résistance aux chocs et mécanique.
- Acier H1 : 100 % inoxydable, idéal pour les activités en milieu marin.
Propriétés générales de l'acier
L’acier a une grande capacité de mise en forme et de durabilité, ainsi qu'une bonne conductivité thermique. Il possède également une résistance à la corrosion pour les aciers inoxydables. Sa solidité dépend de la quantité de carbone qui le compose : moins il y a de carbone, plus l’acier est malléable, et plus il y a de carbone, plus l’acier est rigide. La soudabilité de l’acier dépend essentiellement de sa teneur en carbone et dans le pourcentage de ses éléments d’addition (Manganèse, Chrome, Nikel, Molybdène, Cuivre, Silicium, Aluminium, Titane…). En règle générale, moins l’acier contient de carbone, plus il est soudable.
Innovations et alternatives : l'exemple de Solognac
Solognac développe et étoffe toute une gamme de cartouches à base d’acier et autres substituts au plomb, comme le cuivre doux. La protection de nos biotopes et de la faune sauvage sont plus que jamais une priorité pour les chasseurs. La cartouche XL900 Soft Copper est une cartouche que vous pouvez tirer en zones humides et qui conviendra pour chasser les canards, de la sarcelle d'hiver au colvert. Techniquement, c’est une munition Haute Performance Magnum de calibre 12/76. La bourre est de “type acier”, c’est-à-dire qu’elle évite le contact des grenailles “dures” comme l’acier, le cuivre ou encore le tungstène avec le canon. Avec cette XL900 Soft Copper, nous avons choisi d’utiliser une poudre “simple base”, spécialement développée par notre encartoucheur pour les chargements “haute performance substitut”. Cette poudre permet d’obtenir un ratio vitesse/pression très avantageux, avec laquelle nous atteignons aisément les 420 m/s. Concernant la grenaille, le cuivre doux utilisé dans cette munition est légèrement plus dense que l’acier : 8 g/cm3 pour l’acier contre 9 g/cm3 pour le cuivre, et 11 g/cm3 pour le plomb. Une cartouche au cuivre sera alors plus létale à 25 mètres, par exemple, qu’une cartouche acier ...
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