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9 - Choix dun acier de cémentation. 9- Choix dun acier de cémentation 9.1 Généralités Acier à bas carbone pour: Avoir de bonnes caractéristiques de ténacité.

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1 9 - Choix dun acier de cémentation

2 9- Choix dun acier de cémentation 9.1 Généralités Acier à bas carbone pour: Avoir de bonnes caractéristiques de ténacité à cœur. Avoir de bonnes caractéristiques de ténacité à cœur. Bonnes propriétés de surface grâce à lapport interstitiel au cour du traitement. Bonnes propriétés de surface grâce à lapport interstitiel au cour du traitement.

3 GénéralementCarbonitruration: %C [0,2 ; 0,4] Cémentation: %C 0,2% 9- Choix dun acier de cémentation 9.1 Généralités

4 9.2 - Influence des éléments dalliage sur les teneurs superficielles en carbone et en azote les teneurs superficielles en carbone et en azote

5 9- Choix dun acier de cémentation. 9.2 Influence des éléments dalliage. Influence des éléments dalliages sur la teneur en carbone. In (C/Co) = - 0,055 Si% + 0,013 Mn% + 0,040 Cr% – 0,014 Ni% + 0,013 Mo% C : potentiel carbone Co : teneur initiale en carbone de lacier. Influence des éléments dalliages sur la teneur en azote. In (N) = In (N0) + 0,1 Mn% + 0,15 Cr% + 0,05 Mo% N : potentiel azote N0 : teneur superficielle en azote de lacier.

6 9.3- Influence de la composition chimique des aciers sur la structure de la couche traitée.

7 9- Choix dun acier de cémentation. 9.3 Influence des éléments dalliage. Acm = 4 798,6/ In[(100 – 19,6 C)/((100 + u) C)] Acm(°C) :température à laquelle la cémentite dun acier Acm(°C) :température à laquelle la cémentite dun acier hypereutectoïde achève de se dissoudre hypereutectoïde achève de se dissoudre

8 9.4- Contrôle de lausténite résiduelle

9 9- Choix dun acier de cémentation. 9.4 Contrôle de lausténite résiduelle. La formule de Koïstinen et Marburger, montre que la présence de lausténite peut être reliée au point Ms de la nuance: Ms = 539 – 423 C% – 30,4 Mn% – 17,7 Ni% – 12,1 Cr% – 7,5 Mo% N% N% Pour C 0.60% Ms = 539 – 423 C% – 30,4 Mn% – 17,7 Ni% – 12,1 Cr% – 7,5 Mo%

10 9.5- Influence de la composition chimique de la nuance sur lépaisseur de traitement

11 9- Choix dun acier de cémentation. 9.5 Influence sur lépaisseur de traitement. Lépaisseur cémentée est par définition appréciée à laide dune mesure de dureté. La nuance de lacier influe sur lépaisseur de traitement par lintermédiaire de sa trempabilité. Pièce de petites dimensions: Nuance de lacier influe peu Pièce de grandes dimensions: Nuance influe fortement

12 9.6 - Influence de la composition chimique de la nuance sur la dureté des couches cémentées ou carbonitrurées.

13 9- Choix dun acier de cémentation. 9.6 Influence sur la dureté des couches. Profils carbone NECESSAIRE pour différents aciers de cémentation pour obtenir une profondeur de cémentation de 1,2mm (52.5 HRC). Diamètre de la pièce 60 mm.

14 9- Choix dun acier de cémentation. 9.6 Influence sur la dureté des couches.

15 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées.

16 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées Généralités. Couche superficielle de dureté élevée: 700Hv ou + Cœur de dureté beaucoup plus faible: 400Hv Epaisseur de traitement pouvant aller de 0,1 à plusieurs mm. Hautes caractéristiques de résistance à la fatigue et au roulement. Bonnes propriétés dans lensemble qui en fait un traitement fréquemment utilisés dans lindustrie. Bonnes propriétés dans lensemble qui en fait un traitement fréquemment utilisés dans lindustrie.

17 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées Généralités.

18 Comportement des structures obtenues vis-à-vis des obtenues vis-à-vis des sollicitations de services

19 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées Comportement des structures. Fatigue. La microstructure doit présentée: Austénite résiduelle : Уr 25 à 30% baisse de la limite de fatigue de 10% pour la cémentation (moins sensible pour la carbonitruration). Epaisseur doxydation: (perlite bainite) 6 – 10 μm. Résistance à cœur: 1050 – 1250 Mpa (cémentation) 1300 – 1500 Mpa (carbonitruration). Rapport épaisseur de cémentation/épaisseur pièce de 7% environ pour les petites pièces (12 à 15 mm).

20 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées Comportement des structures. Fatigue superficielle (roulement) On préconise une épaisseur de traitement double de la profondeur de cisaillement maximale dû aux contraintes de Hertz. Il semble quune résistance à cœur de 850 à 1150 Mpa soit légèrement favorable.

21 10 – Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées Comportement des structures. Usure Cest la couche cémentée durcit qui résiste à lusure. De ce fait il est nécessaire davoir une épaisseur de traitement supérieure à lépaisseur dusure tolérée. Propriétés mécanique de couches carbonitrurées Propriétés mécanique de couches carbonitrurées Propriétés mécanique de couches cémentées Propriétés mécanique de couches cémentées

22 11- Défauts et déformations.

23 12- Conclusion.

24 Cémentation

25 12 – Conclusion. 1. Cémentation. Traitement le plus classique: Apport de carbone dans la surface de la pièce, suivit dun durcissement par trempe. Apport de carbone dans la surface de la pièce, suivit dun durcissement par trempe. Pièce maintenue en contacte avec un corps (solide, liquide ou gazeux) riche en carbone. Pièce maintenue en contacte avec un corps (solide, liquide ou gazeux) riche en carbone.

26 12 – Conclusion. 1. Cémentation. Procédés dérivés : Shérardisation (apport de Zinc protégeant de la corrosion). Calorisation (apport daluminium, utilisé en décoration)… Epaisseur possible du traitement : de 0,1 à plusieurs mm. Acier utilisés: XC10, 16 NC6, 18 CD4… Inconvénients: Les pièces traitées ont tendance à se déformer et à gauchir. Dureté atteinte: 800 à 850 HV.

27 Carbonitruration

28 12 – Conclusion. 2. Carbonitruration. Traitement semblable à la cémentation: Apport en surface de la pièce de carbone et dazote, suivit dun durcissement par trempe(pas nécessaire). Apport en surface de la pièce de carbone et dazote, suivit dun durcissement par trempe(pas nécessaire).

29 12 – Conclusion. 2. Carbonitruration. Dureté atteinte: 900 à 950HV. Epaisseur possible du traitement : de 0,1 à plusieurs mm. Acier utilisés: 30 CAD 6-12, 30 CD 12 … Inconvénients: Les pièces traitées ont tendance à se déformer et à gauchir. Prix plus important que pour la cémentation Prix plus important que pour la cémentation Procédés dérivés : Cyanuration (Carbone remplacé par du cyanure). Sulfocarbonitruration (apport de souffre et de carbone)…


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