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Métallurgie et traitement des métaux TP N°2-3-4 Traitements thermique usuels de

Métallurgie et traitement des métaux TP N°2-3-4 Traitements thermique usuels des aciers Turki Bilel + Tlili Hazzeâ • But : Les objectifs de TP métallurgie et des traitements métaux c’est pour améliorer les caractéristiques mécaniques à partir des traitements thermiques et en particulier la trempe, le revenu, la cémentation, écrouissage et les essais Jominy. • Cémentation : 1.1) Définition : Certaines pièces utilisées en construction mécanique doivent à la fois présenter une grande résilience et une importante résistance à l’usure. La grande résilience est obtenue avec des pièces en acier à faible teneur en carbone (0.1% à 0.2% : acier doux) .la résistance à l’usure nécessite une grande dureté a la surface extérieur (dureté superficielle). On sait que le durcissement superficiel d’un alliage fer-carbone par transformation martensitique est directement relié à sa teneur en carbone. La recherche d’une dureté maximal conduit à obtenir des teneurs superficielles en carbone comprises entre 0.7% et 0.9% de carbone. Les pièces exécutées en acier doux et transformée superficiellement en acier dur par diffusion de carbone dans le métal la combinaison fer-carbone se produit : la pièce et cémentée. 1.2) principe : Les parties de la pièce que l’on désire cémenter sont cémenter sont entourées d’un corps riche en carbone, appelé cément. Pour que le carbone puisse pénétrer dans le métal et s’allier avec le fer, la pièce doit être portée à une température comprise entre 900°C et 950°C, supérieure au point de transformation de l’acier doux. La teneur en carbone de l’opération et du cément utilisé. 1.3) Principaux céments utilisés : Les céments utilisés peuvent être solides, liquide ou gazeux. Dans notre expérience on utilise les céments solides : Les céments solides sont constitués par du charbon de bois mélangé avec des sels métalliques. Le cément de Caron, qui a été très employé, contient simplement 60% de charbon de bois et 40% de carbonate de baryte. 1.4) Explication de partie pratique : • 1ére étapes : + On choisir deux échantillon d’acier doux en C10 + On fait le polissage mécanique pour ces deux pièces (Le polissage consiste à enlever le micro copeaux avec des outils très fins. Afin d’avoir l’effet miroir sur la surface). • 2éme étapes : + Cémentation : on mettre les 2 échantillons dans la boite de cément solide qui est constitué par du carbone de bois mélange avec des sels métalliques. Les pièces à cémenter sont disposée de façon à être entourées par le cément pour garantie la cémentation de toutes les surfaces de pièces. +On place la boite dans un four à une température égal à 940°C et temps de maintien précis soit 1h pour le 1ére échantillon et 2h pour le 2éme échantillon. • 3éme étapes : Après l’opération de cémentation on fait un essai de trempe dans un bain d’eau. • 4éme étapes : Observation avec microscope Métalogique. . • 5éme étapes : Essai de dureté de Vickers avec durométre. Conclusion : Lors de cette manipulation on remarque qu’après chaque traitement la dureté de la pièce augmente d’une manière remarquable et la taille du grain diminue aussi. On peut donc conclure que la cémentation est une méthode très efficace pour le durcissement des aciers et surtout à la surface comparé aux autres traitements (trempe simple, recuit…). Pièce Dureté (HV) Echantillon 1 (1h) 792 Echantillon 2 (2h) 841  Essai Jominy : 2.1) Définition : L'essai Jominy est un essai permettant de déterminer la trempabilité de l'acier. Dans cet essai, une éprouvette cylindrique de diamètre 25 mm et de longueur 100 mm est chauffée à la température d'austénitisation, puis est refroidie sur la face terminale par un jet d'eau. Le refroidissement sur une génératrice s'effectue donc suivant une vitesse décroissante depuis la face trempée jusqu'à la face opposée. Les conditions opératoires de cet essai sont normalisées. Les courbes Jominy permettent aussi de prévoir la dureté dans la masse des pièces. 2.2) Explication de partie pratique : • 1ére étapes : On chauffe l’éprouvette Jominy (normalisée de 25 mm diamètre et 100 mm de longueur) jusqu’à la température d’austénisation (T=870°C jusqu'à 30 min). • 2ére étapes : Tremper la base inférieure de cette éprouvette, tenue à l’aide d’un support approprié, par un jet d’eau courante jusqu'à son refroidissement total par conduction (pendant 20 minutes).  3éme étapes : Essai de dureté de Vickers avec durométre. Distance 1.5 3 5 7 9 11 13 15 20 30 40 50 Dureté (Hv) 550 394 290 268 254 252 244 241 226 212 202 180 Conclusion : L’essai Jominy a pour but d'obtenir, en une seule opération sur une éprouvette normalisée des indications globales sur la trempabilité d'un acier, sous forme d'une courbe appelée courbe Jominy.  Écrouissage : 3.1) Définition : 3.2) Explication de partie pratique : • 1ére étapes : • 2ére étapes : Observation avec microscope Métalogique. 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 Dureté [Hv] Distance [mm]  3éme étapes : Essai de dureté de Vickers avec durométre. Conclusion : Pièces Dureté (Hv) référence 15% 30% uploads/Sante/ tp-metal-2-3-4.pdf