Chapitre 14 : Traitements thermiques

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

2 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.

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

4 Traitements thermiques des aciers(3) Trempe

5 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)

6 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

7 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.

8 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

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

10 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, …

11 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, …

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

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

14 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

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

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

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

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

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