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1 Les Traitements Thermiques Plan:I- Introduction II- Transformation métallurgique III- La Trempe et le Revenu IV- Applications Industrielles V- Conclusion.

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1 1 Les Traitements Thermiques Plan:I- Introduction II- Transformation métallurgique III- La Trempe et le Revenu IV- Applications Industrielles V- Conclusion

2 2 Les opérations de traitement thermiques sont destinées à modifier les caractéristiques des matériaux métalliques. Elles agissent principalement sur : la dureté la résistance à la rupture la résilience ou la ductilité Elle ont aussi un effet sur : les propriétés tribologiques (frottement) la résistance à la corrosion les propriétés magnétiques la stabilité dimensionnelle INTRODUCTION Elles consistent à faire subir au matériau un cycle thermique comportant: chauffage selon une allure imposée maintien à une ou plusieurs températures un refroidissement à une vitesse déterminée

3 3 Ils se classent également selon qu’ils ont : Traitement dans la masse: modifier en profondeur les propriétés du matériau dans toute la section ou toute la masse du produit traité. Traitements superficiels ou traitements thermiques de surface: modifier superficiellement les propriétés du matériau ( profondeur limitée). l’existence et possibilité de provoquer des transformations métallurgiques INTRODUCTION dans la structure cristalline des matériaux par application de cycles thermiques.

4 4 I- TRANSFORMATIONS METALLURGIQUES → L’alliage Fer-Carbone a- Le Carbone: Fond à 3500°C Cristallise sous trois forme: Le graphite Le diamant Le noir de fumée

5 5 TRANSFORMATIONS MÉTALLURGIQUES Fer α :Maille cubique centrée =>Haute resistance mais faible ductilité Température (°C) 906° 1401° 1518° Fer δ:Maille cubique centrée Peu d’intérêt sur le plan industriel Fer γ :Maille cubique à faces centrées => Résistance au cisaillement et grande ductilité T ambiante b- Le Fer

6 6 c- L’alliage Fer-Carbone 906° 1401° 1518° 600° Température (°C) %C C C C C C C Fer γ Fer α Ferrite 0.83 Perlite Limite Acier / Fonte 6.67 Cémentite Limite d’absorption Acier Bas Carbone 0.02 %C Acier eutectique (perlite) Fonte Blanche Eutectique ( Lédéburite ) 4.3%C

7 d- Le diagramme fer-carbone Ligne A ° 1401° 1518° 600° Température (°C) %C A3 723° 1148° Acm Ferrite α + Cémentite (Fe 3 C) Austénite γ Ferrite α Austénite γ + Cémentite Solidus Liquidus γ +Liquide Liquide+ Fe 3 C Liquide

8 8 Les traitements thermiques La Trempe: Objectifs du traitement thermique: _ Changement des caractéristiques mécaniques à cœur ou en surface d’une pièce. Différent résultats selon les matériaux. les effets sont différents selon les matériaux utilisés Exemple:_les Aciers: augmente la dureté, diminue la résilience _les alliages d’aluminium, les aciers inoxydables, effet inverse obtenu

9 9 Les traitements thermiques Déroulement du traitement: _ Chauffage _ Maintien en température _ Refroidissement Paramètres importants: _ Température de trempe _ Le temps de trempe _ Le taux de refroidissement _ La composition de l’acier (teneur en carbone, en élément d’alliage)

10 10 Les traitements thermiques Déroulement sur courbe: Fer γ

11 11 Les traitements thermiques Problèmes rencontrés: _ augmentation de la fragilité du matériau _ gradient de température dans le matériau => déformations élastiques voir plastiques _ au chauffage: changement de structure => risques de fissures _ au refroidissement: changement de structure => risques de contraintes en surface _ réactions avec l’atmosphère: décarburation et formation d’oxydes grad T

12 12 Les traitements thermiques Le revenu: _ atténue les effets de la trempe _ Principe Le recuit: _ Principe

13 13 Applications des traitements thermiques : Histoire : La trempe un procédé utilisé depuis longtemps : Dès le début de l’âge du fer, des armes et des outils apparaissent constitués, au moins superficiellement, de martensite. Dès l’époque classique grecque, des lames ont une structure beaucoup plus complexe et sont partiellement constituées de ferrite et perlite. Epée antique composée partiellement de martensite Les trempes étaient réalisées a l’eau, a l’huile et même avec du sang (parfois humain)

14 14 Exemples de pièce trempées : Roulements à billes engrenages/pignons arbrés Ressorts Lames Outils de coupe Arbres Etc.

15 15 Séries : - Unitaires (Artisanat, …) Ex : fer à cheval - Moyennes, grandes et très grandes séries (Industrie) Possibilité de traitement à la chaîne Ex : Roulements, ressorts, …

16 16 Dimension des pièces traitées et cadences - Toutes tailles de pièces : Tire-bouchons Benne de camion - Possibilité de cadences importante: Ex : la CFFC (Compagnie Française de Fontes en Coquille) est équipée de deux fours de traitement thermique d’une capacité respective de 2.5 T/heure à 3.5 T/heure.

17 17 Exemple/variante : Carburation d’engrenages Application de Carbostop C4 EW Appliquer une couche régulière de Carbostop C4 EW et laisser sécher. Dans la plupart des cas, une couche suffit. Ce procédé permet de traiter seulement les dents des engrenages de façon a conserver une grande résistance a cœur de la pièce.

18 18 Le traitement thermique est un moyen de modifier des caractéristiques mécaniques. Il optimise l’emploi d’un matériau et est une solution de renforcement des pièces mécaniques. Il est la valeur ajoutée au matériau. Conclusion :


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