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Propriétés des matériaux : Les Traitements Thermiques SIMON Denis TRUPTIL Sébastien IFI 2007.

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1 Propriétés des matériaux : Les Traitements Thermiques SIMON Denis TRUPTIL Sébastien IFI 2007

2 SOMMAIRE : 1) Modification Des Propriétés Des Matériaux Présentation Lessai de dureté Brinell 2) Durcissement par transformation martensitique : Présentation Lessai Jominy Leffet du revenu 3) Le durcissement par précipitation :

3 Modification Des Propriétés Des Matériaux. Modification recherchée : Bonification du matériau amélioration des propriétés mécaniques Propriétés intrinsèques des matériaux : - difficilement modifiable - dépendent du type de liaison et de larchitecture atomique (quasiment insensibles aux défauts) - varient de façon continue en fonction de la composition du mélange Propriétés extrinsèques des matériaux : - dépendent des défauts inclus dans le matériau et de la microstructure - varient considérablement en fonction de la composition et des traitements quon lui applique (thermiques ou mécaniques)

4 Mécanismes de modification des propriétés mécaniques : - Variation de la composition - Modification de la microstructure - Traitements mécaniques - Traitements thermiques Modification Des Propriétés Des Matériaux. Les traitements thermiques - faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les caractéristiques mécaniques : duretédureté, ductilité, limite d'élasticité,...ductilitélimite d'élasticité

5 Durcissement par transformation martensitique. Domaine austénitique, le fer a une structure cubique à faces centrées fer γfer γ, sites interstitiels plus grands quen fer α.fer α Refroidissement rapide : la matrice de fer est contrainte par les atomes de carbone Durcissement Passage de laustenite à la martensite

6 Durcissement par transformation martensitique. Ce durcissement important provoque aussi des effets indésirables comme par exemple une augmentation de la fragilité du matériau Application dune trempe afin « dadoucir » le matériau.

7 Durcissement par transformation martensitique. Lessai Jominy : -Essai normalisé. -Éprouvette cylindrique de 25mm de diamètre et de 100 mm de longueur. -Chauffée à la température dausténitisation. -Refroidie sur la face terminale par Un jet deau. Le refroidissement provoque la création dun gradient de température selon la génératrice de léprouvette. Permet de déterminer la trempabilité dun acier

8 Durcissement par transformation martensitique. La méthode de mesure Rockwell (HR) Le principe de lessai consiste à mesurer sous une charge de 100N, laccroissement de la profondeur de lenfoncement dun poinçon lorsque après avoir appliqué une charge initiale 100N, une charge F est appliquée puis enlevée Plus le matériau est dur, moins lempreinte est profonde.

9 Durcissement par transformation martensitique. La dureté diminue dans le même sens que le gradient de température

10 Diminution de la dureté et des contraintes thermiques internes Obtenues lors de la trempe pour améliorer la résilience. Durcissement par transformation martensitique. Leffet du revenu : Lessai de dureté VICKERS: Bille en diamant à base Carrée Maintien de leffort Pendant 10 à 15s Mesure de la diagonale de lempreinte

11 Lessai de résilience : Durcissement par transformation martensitique. Mesure lénergie de Rupture du matériau Matériaux fragiles : Résilience faible Matériaux ductiles : Résilience élevée

12 Durcissement par transformation martensitique.

13 Observations : Diminution de la résilience et de lallongement On augmente la résistance et la dureté, mais : Diminution de la résilience et de lallongement Durcissement par transformation martensitique. Commentaires effet de revenu :

14 Durcissement par précipitation. But : - Augmenter les obstacles au mouvement des dislocations - Augmenter la limite élastique - Éliminer les trop gros précipités - Former des précipités pas trop petits Principe : - Former des précipités, cohérents avec la matrice, qui déforment localement le réseau submicronique Pour :

15 Durcissement par précipitation. Comment réaliser un durcissement par précipitation ? 1 1État initial 2 2État mis ne solution Monophasé (stable) 3 3État trempé Monophasé (instable) 4 4 État Revenu biphasé, fins précipités Alliage biphasé Précipités« gros »

16 Explication rapide du montage expérimental Utilisation dune seule éprouvette chauffée à des températures différentes Un essai Brinell est réalisé à plusieurs endroits de léprouvette on peut connaître la dureté en fonction de la température Durcissement par précipitation. Bille en acier ou en Carbure de tungstene. Maintien de leffort Pendant 10 à 15s Mesure de diamètre Lessai de dureté Brinell :

17 La dureté varie selon la température de revenu, il y a un pic de revenu qui correspond à la taille optimum des précipités Durcissement par précipitation.

18 Interprétation Différences avec le traitement thermique sur lacier : Températures différentes lors de la mise en solution et le revenu Le revenu na pas le même rôle Création de précipités de MgZn2 dans la structure Durcissement par précipitation.


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