Exposé sur : Le traitement thermique surfacique Matière: Matériaux Réalisé par : Obba Malek Ayedi Heni Classe : 3EMB4 Année universitaire :

Plan d’exposé 1-Définition 2-But de ce procédé 3-Diagramme de base de traitement thermique 4-Quelques exemples des méthodes utilisées pour ce genre de traitement Conclusion

Définition :

Le but du procédé : Les traitements thermiques ont pour but de modifier la structure de l’acier ( en surface) dans l’optique d’améliorer les performances des caractéristiques mécaniques comme limite élastique, la dureté ou de retrouver ses caractères initiaux.

Diagramme de base de traitement thermique

Les cycles thermiques 1. le chauffage : Le chauffage doit s'effectuer très rapidement pour avoir un faible consommation d'énergie et une grande productivité. Il existe deux possibilités pour le chauffage des pièces:  Par transmission de la chaleur  Par production de la chaleur dans la pièce

Par exemple pour une pièce de section Ø 150 mm, la durée de chauffage pour atteindre T = 1200°C est de : - 20 mn pour le chauffage par induction. - 8 mn pour le chauffage par résistance. - 2 à 3 heures pour le chauffage dans un four.

2. Durée de maintien C'est le temps nécessaire pour maintenir la pièce à une température, et à partir de la température atteinte au surface. Les facteurs principaux, qui influent sur le chauffage de la pièce sont le diamètre (épaisseur), conductibilité, température du four, etc. En général le régime de chauffage pour les aciers est déterminé selon le diamètre de la pièce et les caractéristiques qui sont définis par le carbone équivalent.

3. refroidissement : Le point important pour la détermination du régime de refroidissement de la pièce est celui de l'état de structure souhaitée à obtenir. Bien sûre, on cherche toujours à refroidir rapidement pour avoir une productivité élevée, mais on doit prendre en considération les dangers de fissuration et d'étirage des pièces. La vitesse de refroidissement nécessaire à l'obtention d'un état de structure est déterminée selon le diagramme TTT (Température, Transformation, Temps).

Les traitements superficiels sont classés en deux grandes familles : le durcissement par trempe après chauffage superficiel et les traitements thermochimiques.

1 - Traitement par chauffage superficiel : Le chauffage est localisé jusqu’à quelques millimètres à température austénitique suivie d’un refroidissement rapide sous deux formes différentes :austénitique utilisation d’un fluide pour les fortes épaisseurs ; refroidissement endogène (profite du volume intérieur et du milieu extérieur froid pour refroidir la fine couche traité). Chauffage oxyacéthylène (OA) Réalisé à avec un chalumeau.chalumeau Vitesse de chauffe élevée (200 °C/s). Temps de maintien faible. Température et épaisseur difficiles à maîtriser.

Trempe superficielle : La trempe superficielle est un procédé de traitement thermique superficiel qui n’affecte que la surface de la pièce pour lui apporter une grande dureté tout en conservant un bon allongement et une grande résilience au cœur.traitement thermique superficielrésilience L’objectif de la trempe superficielle est d’obtenir, sur quelques millimètres, le durcissement de la partie superficielle d’une pièce d’acier en vue d’augmenter la résistance à l’usure, aux chocs et à la fatigue. La pièce garde à cœur sa ductilité. Pour cela, on effectue une trempe au chalumeau oxy-acétylénique ou par induction à haute fréquence.

Chauffage par induction : Apport thermique par effet Joule lié à la présence de courant induit. Préférable au chauffage OA pour sa meilleure maîtrise de l’épaisseur de chauffe ainsi que de la température.effet Joulecourant induit Technique employée pour la trempe superficielle de pièces mécaniques devant conserver ses qualités internes propres et présenter une couche très dure en surface.trempe superficielle

2- Traitement thermochimique: Les principaux traitements sont : nitruration ; nitruration cémentation ; cémentation carbonitruration : résistance à l’usure ; carbonitruration chromisation : caractéristique mécanique, usure, lutte contre la corrosion. chromisationcorrosion

Nitruration 1. Le traitement (ou procédé) de nitruration est un traitement de surface qui consiste à plonger des pièces usinées dans un milieu susceptible de céder de l'azote (autrefois appelé nitre) en surface, à une température de 300 à 580 °C où l'azote peut diffuser de la surface vers le cœur de la pièce. Une fois le traitement effectué.

Cémentation Le principe de la cémentation est d’appliquer à la surface d’un acier doux (bas carbone) une quantité suffisante de carbone pour donner les propriétés d’un acier dur. Le centre de la pièce garde sa résilience, caractéristique des aciers doux.

Carbonitruration et chromisation : La chromisation est un traitement par lequel on fait diffuser du chrome dans les couches superficielles d'un acier. Elle ne doit pas être confondue avec le chromage, qui est un dépôt superficiel de ce métal sur de l'acier ou d'autres matériaux. La carbonitruration est un traitement de diffusion. Comme pour la cémentation, il y a un apport de carbone en surface mais en plus, il y a une introduction d'azote dans le four ou dans un bain.

Conclusion Pour conclure on peut dire que le traitement thermique superficiel est un procédé qui nous permet de changer les caractéristiques (dureté, résistance au choque …) des matériaux selon les besoin donner