Les Traitements Thermiques de masse

Les Traitements Thermiques de masse
Les principaux traitements thermiques de masse sont:
- La trempe : qui durcit la pièce mais qui crée des tensions internes entre cœur et surface.
- Le revenu : qui élimine les tensions internes.
- Le recuit: qui permet de retrouver les caractéristiques de l’acier avant traitement.
LA TREMPE
La trempe est un procédé de traitement thermique de durcissement masse
Définition : cycle thermique que subit la pièce, consistant en un chauffage, puis un
refroidissement rapide.
3 phases :
a) chauffage pour atteindre la température d ’austénitisation. (transformation de l’acier
en austénite par passage du Fer α au Fer γ).
b) le maintien à température dissout les carbures dans l’austénite. Le carbone va
s’incérer au centre des mailles du Fer γ, ), durée: 1min/mm d’épaisseur de pièce.
c) le refroidissement rapide (l’eau, l’huile ou l’air) évite la formation de la perlite
(constituant obtenu par la croissance de lamelles de cémentite alternées avec des lamelles de
ferrite en cas de refroidissement lent). Le carbone reste ainsi en solution forcée dans le Fer α,
ce qui confère beaucoup de dureté à ce nouveau constituant appelé « MARTENSITE ».
Température d’austénitisation du matériau
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
E
Diagramme d’équilibre Fer-Carbonne
TEMPS
a
b
c
Température d’austénitisation : elle est donnée ou est à définir graphiquement sur le
diagramme d’équilibre Fer-Carbonne. Exemple : pour du C40 ………………………
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LE REVENU
Le revenu est un procédé de traitement thermique d’adoucissement de masse.
Après les étapes de mise en forme à froid, le métal contient un grand nombre de défauts
cristallins ponctuels qui lui confère une résistance mécanique augmentée. En même temps la
ductilité du matériau est réduite. Pour regagner cette ductilité, on utilise le revenu.
Le Revenu est effectué systématiquement après la trempe.
a) -chauffage à 200° mini pour éliminer les tensions internes dues au refroidissement
brutal de la périphérie de la pièce sur le cœur dilaté. La contraction brutale de la périphérie,
lors de la trempe, engendre des tensions entre le cœur et la périphérie.
- chauffage entre 200° et 600° pour rechercher une valeur de caractéristique
mécanique précise.
b) - maintien à température pendant une heure mini pour permettre l’élimination des
tensions dans toute la masse.
c) - refroidissement lent pour éviter la formation de nouvelles contraintes ou tensions
internes.
a
b
c
Pour connaître la température de revenu en fonction des caractéristiques désirées, il faut se
référer à des abaques ou diagrammes. Il faut choisir le diagramme en fonction de la
matière de la pièce.
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Exemple : voici le Diagramme de revenu du C40
C40 (XC38)
Caractéristiques mécaniques après trempe
à l ’eau à 850°
Rm MPa
Re MPa
A%
2
KCU daJ/cm
1800
36
1600
32
R
1400
28
1200
24
R
1000
20
800
600
0
Déterminer graphiquement la température à appliquer
à la pièce pour avoir les caractéristiques attendues
Température de revenu = ………………
16
12
A%
400
200
Caractéristique demandée: Re=700 à 800Mpa
8
KCU
4
20
400
60
0
Diagramme de revenu
LE RECUIT
L’intérêt d’effectuer un recuit est de mettre l’acier dans une certaine structure pour permettre
l’usinage ou la mise en forme par déformation plastique ou de régénérer la structure.
Définition : cycle thermique que subit la pièce, consistant en un chauffage entre 700° et
1000°, puis d’un maintien à température, suivi d’un refroidissement lent.
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Application
Exemple de Traitement Thermique pour une bride en C40 de longueur =120mm,
et d ’épaisseur =20mm.
Caractéristique demandée: Re=700 à 800Mpa
Sachant que la trempe ce fera dans un four et
qu’il faut compter 45 minute pour que la pièce
arrive a la température désiré
1) Retrouver les différentes valeurs définie précédemment et tracer le diagramme de la
trempe suivie d’un revenu en graduant et en indiquant les axes
2) Indiquer les différentes zones du diagramme, et expliquer ce qui s’y passe.
3) Trouver la valeur de la résilience après le revenu.
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Les points à retenir :
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