Chapitre 14 : Traitements thermiques Plan du chapitre : Traitements thermiques et thermochimiques des aciers Traitements superficiels des métaux

Traitements thermiques des aciers(1) Trempe La trempe est une opération qui consiste à refroidir brusquement un produit métallurgique (par ex. un acier) porté à une température bien définie, afin d’en modifier les propriétés.

Traitements thermiques des aciers(2) Trempe Zones de température pour les traitements thermiques

Traitements thermiques des aciers(3) Trempe

Traitements thermiques des aciers(4) Trempe Refroidissement rapide : L’austénite se transforme en martensite Refroidissement lent : L’austénite se transforme en bainite Refroidissement naturel : L’austénite se transforme en perlite (89% ferrite et 11% cémentite)

Traitements thermiques des aciers(5) Trempe Milieu de trempe : Trempe à l’eau tempérée : vitesse de refroidissement rapide Trempe à l’huile : vitesse moins grande (et moins de défauts) Défauts : Déformations Tapures dues à la dilatation de la transformation martensitique

Traitements thermiques des aciers(6) Revenu Le but du revenu est de diminuer les effets de la trempe et d’atténuer les tensions internes dues au refroidissement différentiel et de diminuer la fragilité du métal. Il a l’inconvénient d’atténuer la limite à la rupture et la dureté. Chauffage entre 200 et 700 °C. Maintien de cette température. Refroidissement lent.

Traitements thermiques des aciers(7) Recuit C’est un traitement thermique (réchauffage au-dessus de la ligne GSH c’est-à-dire dans le domaine austénitique), qui a pour but de faire disparaître les déséquilibres pouvant exister dans l’acier, c’est-à-dire d’annuler les effets des traitements thermiques antérieurs. Il est suivi d’un refroidissement assez lent à l’air libre ou dans le four éteint. Chauffage > ligne GSH. Maintien de cette température. Refroidissement lent. Types de recuit : d’homogénéisation, de régénération, d’adoucissement, de recristallisation, de stabilisation

Traitements thermiques des aciers(8) Trempe – Revenu - Recuit

Traitements thermochimiques des aciers(1) : Cémentation Les traitements thermochimiques de diffusion (cémentation, nitruration, shérardisation,…) consistent en une diffusion d’un élément sous la surface de l’acier. Traitement thermique Absorption de C superficiellement Profondeur cémentée de 0,2 à 3 mm Solides (charbon + carbonate de baryum). Liquides (sel de cyanure + carbonate de soude). Gaz (oxyde de carbone). Applications : pignonnerie automobile, engrenages, …

Traitements thermochimiques des aciers(2) : Nitruration Traitement thermique Gaz : NH3 Absorption de N2 superficiellement Profondeur nitrurée de 0,2 à 0,8 mm Augmentation de la dureté superficielle. Augmentation de la résistance à l’usure. Augmentation de la résistance à la corrosion. Applications : pièces de glissement, arbres, cames, …

Plan du chapitre : Traitements thermiques et thermochimiques des aciers Traitements superficiels des métaux

Traitements superficiels des métaux (1) : Généralités Efforts mécaniques 2 types de sollicitations externes Agressions chimiques Traitements existent : mécaniques, thermiques, thermochimiques, chimiques

Traitements superficiels des métaux (2) : Durcissement superficiel Dureté élevée en surface avec une ténacité et une ductilité importantes à cœur. Contraintes de compression dans la couche externe. Augmentation de la limite d’endurance. Sans traitement Avec traitement

Traitements superficiels des métaux (3) : Durcissement superficiel Ecrouissage superficiel : Sablage, galetage, grenaillage avec un durcissement limité mais une bonne tenue en fatigue.

Traitements superficiels des métaux (4) : Trempe superficielle des aciers But : obtention de martensite sur une faible épaisseur. Méthodes : chauffage par induction ou au chalumeau.

Traitements superficiels des métaux (5) : Chauffage par induction Générateur de tension à haute fréquence alimente une bobine. Courants de Foucault Effet Joule

Traitements superficiels des métaux (6) : Chauffage par induction © PSA Peugeot Citroën

Traitements superficiels des métaux (7) : Chauffage au chalumeau Chalumeau à l’oxyacétylène. Trempe superficielle à la flamme d’un cylindre de laminoir.