Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Les traitements thermiques Université Mohamed Premier Ecole supérieure de techn

Les traitements thermiques Université Mohamed Premier Ecole supérieure de technologie Oujda Filliére : Mécatronique industrielle Année universitaire : 2021-2022 Plan : I. Introduction II. Diagramme Fer-Carbone III. La trempe 1. Définition du trempe 2. Principe et but du trempe 3. Les différentes étapes du trempe IV. Le revenu 1. Définition du revenu 2. Principe et but du revenu 3. Les différentes types de revenu VI Conclusion V. Le recuit 1. Définition du recuit 2. Principe et but du recuit 3. Les types du recuit. II. Diagramme Fer-Carbone: I. Introduction Le traitement thermique d'un matériau est un groupe de procédés industriels utilisés pour modifier les propriétés physiques, mécaniques et parfois chimiques de ce dernier. Les traitements thermiques sont réalisés dans un four où les pièces métalliques sont chauffées à haute température dans une atmosphère gazeuse contrôlée et choisie selon les propriétés que l’on souhaite modifier : dureté en surface, ductilité, résistance à l’usure, aspect esthétique etc. L’objectif est d’obtenir des pièces avec des caractéristiques mécaniques différentes des pièces initiales. Les traitements thermiques peuvent être classés comme suit : ➔ Traitements dans la masse (amélioration des propriétés de masse) . ➔ Traitements superficiels (amélioration des propriétés superficielles) . ➔ Traitements thermo chimiques . Quels sont les principaux traitements thermiques? Quel est le but de chaque type de traitement ? A quoi consiste a subir une pièce à un traitement thermique ? II. La trempe 1. Définition du trempe : La trempe s'effectue après une mise en solution de certains composés : Il s'agit de maintenir le matériaux à tremper à une température suffisante et suffisamment longtemps. On plonge ensuite la pièce dans un liquide (bain d'huile, eau, plomb fondu, etc. ) ou on le refroidit avec un gaz (azote, air, etc.). 2. Principe et but du trempe : Principe :Une trempe se compose de trois phases principales : 1- L'échauffement 2- Maintient à une température définie. 3-Refroidissement avec une vitesse donnée: ● lente (dans le four, à l'air). ● Assez rapide (dans l'huile). ● Très rapide (dans l'eau). But : La trempe est un traitement thermique qui donne à l'acier une grande dureté par transformation de l'austénite en martensite. ➔ Nécessité : Augmenter la dureté et la résistance de l’acier, ainsi que de conserver à froid la structure obtenue à haute T°. 3. Les différentes étapes du trempe. A. Chauffage des pièces: La première étape de chaque traitement thermique est le chauffage de la pièce à la température exigée. Le chauffage doit s'effectuer très rapidement pour avoir un faible consommation d'énergie et une grande productivité. le Chauffage : destiné à amener l'acier à l'état austénitique. Durant le chauffage, on distingue trois étapes : ➢Durée de préchauffage C’est le temps de début de chauffage jusqu'à ce que la température nominale est atteinte à la surface de la pièce. ➢Durée de chauffage de pénétration ou d'égalisation C'est le temps nécessaire pour atteindre la température nominale à la surface et au cœur de la pièce ➢Durée de maintien C'est le temps nécessaire pour maintenir la pièce à une température, et à partir de la température atteinte dans le cœur. ➔Conditions de chauffage des pièces en traitements thermiques: La possibilité d’austénitiser un acier est une condition absolument nécessaire pour pouvoir traiter thermiquement le métal. Les conditions d’austénitisation : B. Maintien à température d'austénisation : L'appareil de chauffage doit permettre : ➢ D'atteindre et de maintenir toutes les parties de la pièce à une température déterminée. ➢ D'éviter une dénaturation du métal et principalement une décarburation dans le cas des aciers. ➢ Température d’austénitisation θa. ➢ Durée d’austénitisation selon les types d'aciers, 15 min pour les aciers ordinaires, 30 min pour les aciers alliés. C. Le refroidissement : Le refroidissement s'effectue dans des bacs utilisant l'eau ou l'huile , dans les deux cas, le bain est maintenu à température constante. L'eau chaude se trouvant constamment remplacée par de l'eau froide arrivant par le bas du bac. Il s’agit d’une grosse pièce qui a été sortie du four et qui s’apprête à être refroidie dans un bain de trempe. ● Fours à bain de sels : se distinguent particulièrement par leur excellente homogénéité de température et leur très bon transfert de chaleur sur la pièce à usiner. Types de fours et leurs atmosphères: ● Fours électriques : Influence de la trempe sur les propriétés mécaniques: ➔Augmentation de la dureté (H). ➔Augmentation de la résistance à la rupture (Rr). ➔Augmentation de la limite élastique (Re) ➔Diminution de l'allongement (A%). ➔Diminution de la résilience (K). Avant de démarrer tout traitement thermique, il est impératif de faire une vérification complète des équipements associés au four de traitement thermique. On réfère ici aux éléments chauffants, aux systèmes d’alarme, aux détecteurs de fuites de gaz, au système de ventilation, à l’intensité des brûleurs, à la pompe de refroidissement, aux agitateurs, à l’étanchéité des portes, aux sélecteurs de gaz, aux automates, au niveau d’huile, au niveau de méthanol, etc. ❖ La vérification du fonctionnement des équipements de protection associés au four de traitement thermique IV. Le revenu La trempe est un traitement pour qui donne à l’acier une grande dureté, mais la ductilité et la résilience sont très faibles, si on tient compte également d’un niveau de contraintes propres souvent important, il est évident qu’un acier ne peut être utiliser en service directement à l’état trempé. L’opération de revenu est destinée à corriger plus ou moins complètement ces inconvénients. Contrairement à la trempe qui est une opération rapide et de contrôle difficile, le revenu permet un contrôle aisé des transformations et des propriétés du métal. 1. Définition du revenu Le revenu s'applique nécessairement à une pièce trempée. On chauffe d'abord la pièce à une température inférieure à Ac (sinon les effets de la trempe seraient annulés). On maintient ensuite en température pendant au besoin , pour homogénéiser la structure, puis on refroidit lentement la pièce (vitesse contrôlée). 2. Principe et but du revenu Cycle complet (trempe, revenu) 3. Les différentes types de revenu En fonction du résultat attendu, on distingue plusieurs types de revenu : A. Revenu de relaxation ou de détente, B. Revenu de durcissement C. Revenu à température intermédiaire A. Revenu de relaxation ou de détente : Il s’effectue entre 180°C et 220°C -250°C. Il ne provoque aucune modification de structure mais une relaxation des contraintes multiples dues au refroidissement brusque de la trempe et au changement de structure. Il provoque une légère diminution de la dureté et une légère remontée de la résilience. Le revenu à basse température, appliqué aux composants de cémentation et les aciers d’outillage pour le travail à froid. L’exigence de dureté est généralement d’environ 60 HRC. B. Revenu de durcissement : Des revenus effectués entre 450 et 600°C sur des aciers alliés peuvent provoquer des durcissements appelés durcissements secondaires (cas des aciers à outils au chrome ou des aciers rapides). Il y a d’abord précipitation des carbures complexes maintenu en solution dans un reste d’austénite résiduelle puis une déstabilisation de cette dernière qui se transforme en martensite au moment du refroidissement. Ces deux transformations successives vont donc nécessiter un second revenu pour éviter que la martensite secondaire ne provoque pas fragilité excessive. (Dans certains aciers rapides, trois revenus successifs peuvent être nécessaires). C. Revenu à température intermédiaire Il s’effectue entre 350 et 500°C et s'emploie pour les ressorts et les estampes. Il permet d'obtenir une limite élastique et une résistance à la fatigue élevées. La structure est de type sorbite de revenu dont les duretés varient de 40 à 50 HRC. Le refroidissement après revenu se fait à l'eau, ce qui contribue à la formation en surface de contraintes de compression résiduelles qui élèvent la limite de fatigue des ressorts IV. Le recuit 1. Définition du recuit Le recuit d'une pièce métallique ou d'un matériau est un procédé correspondant à un cycle de chauffage. Cette procédure, courante en sciences des matériaux, permet de modifier les caractéristiques physiques du métal ou du matériau étudié. Le recuit est également utilisé pour changer les propriétés magnétiques d'une pièce. Avantages: En fonction des propriétés désirées, les avantages varient et incluent : ● Rectification plus aisée ● Stabilité dimensionnelle ● Amélioration des propriétés mécaniques et électriques 2. Principe et but du recuit : But : Le recuit a donc pour but, séparément ou simultanément : ➔ Diminuer la dureté d'un acier trempé. ➔ D’obtenir le maximum d'adoucissement pour que l'usinage ou les traitements mécaniques soient plus faciles. ➔ Régénérer un métal qui a été écroui ou surchauffé. ➔ Homogénéiser les textures hétérogènes. ➔ Réduire les contraintes internes. Principe : 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. Nécessité : permettre à l’ acier de reprendre son état stable d’avant un traitement thermique ou mécanique. Cycle thermique d’un recuit : ● Une phase de chauffage jusqu'à une température dite de recuit qui dépend du type de recuit à réaliser. ● Une phase de maintien isotherme à la température de recuit, on a aussi la possibilité d’avoir des oscillations uploads/Sante/ traitement-thermique 1 .pdf