Big Red ici avec une question de "Blondie"...
Alors, PRENEZ-EN CINQ !
Blondie demande :
"Big Red, pourquoi les casques M-1 se sont-ils craqués ?"
Eh bien Blondie, c'est une question simple avec une réponse complexe,
En bref, il s'agit de « contraintes résiduelles » dans le casque résultant d'une combinaison d'acier de mauvaise qualité, de mauvaises habitudes de fabrication et de la conception du casque qui a nécessité plusieurs opérations de travail à froid pour le façonner.
Un rapide aperçu pour mettre cela en perspective est qu'aucune entreprise de l'industrie américaine n'avait vraiment beaucoup d'expérience avec le manganèse de Hadfield puisqu'il était utilisé pour les armures et les casques pendant la Première Guerre mondiale. Le manganèse est utilisé pour l'acier des casques car il est exceptionnellement résistant et devient plus résistant lorsqu'il est travaillé à froid, c'est-à-dire martelé sans le chauffer au préalable.
Le problème est que si les tôles d'acier avec lesquelles vous essayez de fabriquer quelque chose, dans ce cas un casque, n'étaient pas parfaitement chauffées pendant la phase de laminage du lingot et de la tôle, l'acier aurait des poches cassantes qui se briseraient sous la contrainte de son formage. . Ce problème existait pendant la Première Guerre mondiale pour les fabricants du casque M1917 et existait encore chez McCord lorsqu'ils fabriquèrent le casque M1917A-1 en 1940.
Commençons par définir les enjeux liés à l'acier, suivis par les habitudes de fabrication et enfin la conception du casque en ce qui concerne la fissuration.
Le manganèse de Hadfield est de l'acier austénitique , ce qui est une manière élégante de dire qu'il doit être traité thermiquement pour le rendre extrêmement résistant. Fondamentalement, le manganèse Hadfield est un mélange de carbures et de manganèse qui, s'il est correctement traité thermiquement lorsque vous le mélangez, l'acier se forme en une belle structure cristalline uniforme appelée austénite . Si l'acier n'est pas traité thermiquement correctement lorsqu'il est mélangé puis laminé en feuilles, l'acier résultant aura de petites poches de carbures non dissous qui sont cassants et se fissureront lorsqu'ils seront façonnés à froid .
«Hadfield Manganese» (Helmet Steel), cet acier est fabriqué à partir d'une formule inventée par Sir Robert Hadfield pour mélanger le carbone et le manganèse avec la chaleur pour former un acier ultra résistant.
Sir Robert Hadfield
« Austénite » Désigne les structures cristallines microscopiques formées dans l'acier lorsque le carbone et le manganèse sont correctement mélangés avec la chaleur.
« Entièrement austénitique » signifie que l'acier est extrêmement résistant et sans aucun défaut car il a été parfaitement mélangé et chauffé à la fois lorsqu'ils ont fabriqué l'acier et lorsqu'ils l'ont roulé en tôles.
« Carbures non dissous » Fait référence à l'acier du casque qui n'a pas été chauffé à la bonne température ou suffisamment longtemps. Cela signifie qu'une partie du carbone ne s'est pas dissoute et ne s'est pas mélangée au manganèse pour former de l'austénite.
« Travail à froid » Fait référence au martelage ou au travail de l'acier pour lui donner la forme d'un casque sans utiliser de chaleur.
« Contrainte résiduelle » fait référence à la contrainte laissée dans l'acier créée par les opérations de pressage et de fessée utilisées pour plier et façonner le disque d'acier en casque.
Une fois que le disque d'acier a été pressé pour épouser la forme du casque sur la presse de formage et découpé, le casque a subi une opération de fessée au cours de laquelle l'avant du casque a été replié dans la direction opposée au tirage initial pour former la visière du casque. Ces trois opérations ajoutaient des contraintes importantes à l'acier et si l'acier était de mauvaise qualité, des fissures apparaissaient dans les zones de fortes contraintes.
Les mauvaises habitudes de fabrication ont aggravé ce problème. McCord avait de l'expérience dans le pressage de radiateurs automobiles à partir d'aciers plus doux qui ne conservaient pas le niveau de contrainte que l'acier des casques. Au départ, ne comprenant pas que l'entretien des matrices de découpe serait d'une importance cruciale, de petites entailles dues à l'utilisation ont été autorisées dans les couteaux des matrices de découpe. Les couteaux entaillés laissaient de petites encoches sur le bord du casque et ces encoches créaient un point de faiblesse où peu importe si l'acier était bon ou mauvais, car la contrainte à elle seule pouvait provoquer la formation d'une fissure sur une encoche.
Enfin, la forme du casque M-1, depuis le tirage initial jusqu'à la forme d'un pot, combinée aux opérations de fessée, a conservé une quantité incroyable de contraintes résiduelles. Le travail à froid de l'acier ferait plus que doubler sa dureté de la forme de la feuille à celle du casque. Cependant, les tests d'Arsenal ont montré que les casques M-1 retiendraient également de 80 000 à 90 000 psi de contrainte dans les zones travaillées à froid. En fin de compte, la conception de la forme du casque a créé des contraintes dues au processus de fabrication qui ont failli dépasser la limite de contrainte de la formule de l'acier, même si toutes les conditions étaient parfaites.
Donc, pour résumer, la contrainte résiduelle laissée dans l'acier en le tirant dans un pot et en le mettant en forme briserait le casque à tout moment où l'acier était faible ou où les matrices de découpe laissaient une petite encoche.
Merci Blondie!
Et rappelez-vous,
Grand Rouge dit !
CINQ TERMINÉ – DÉPARTEZ !
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