Diffusion d'éléments métalliques: chromisation ( Cr), aluminisation ( Al), chrome-aluminisation (Cr et Al), manganisation ( Mn), shérardisation ( Zn), etc. Matériaux traités [ modifier | modifier le code]
Traitement thermique d'un métal
Traitement thermique du verre: le recuit du verre, dans certaines conditions, peut renforcer sa résistance au bris. Voir aussi l'article Verre trempé. Traitement thermique du bois: il permet [ 3]:
de rendre le bois plus foncé tout en lui donnant une couleur plus homogène;
de donner une meilleure stabilité dimensionnelle au bois;
d'offrir une meilleure résistance aux champignons (en portant le bois au-delà d'une certaine température, ce qui dégrade le glucose), mais en affectant sa résistance ou son aspect (aspect pelucheux parfois), plus chez les feuillus que chez les résineux. Références [ modifier | modifier le code]
↑ Voir le chapitre spécialisé de Tribologie, sur Wikibooks. ↑ Dominique Ghiglione, Claude Leroux et Christian Tournier, « Pratique des traitements thermochimiques », Éditions techniques de l'ingénieur, traité Matériaux métalliques.
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Le traitement thermique d'un matériau est un groupe de procédés industriels utilisés pour en modifier les propriétés physiques, mécaniques et parfois chimiques. De tels traitements sont utilisés lors de la fabrication des matériaux comme le verre, le bois, les aliments et surtout les métaux. Le traitement thermique implique l'utilisation du chauffage et/ou du refroidissement, normalement à des températures extrêmes, pour obtenir le résultat souhaité, tel que la modification de la friabilité, de la dureté, de la ductilité, de la fragilité, de la plasticité, de l' élasticité ou de la résistance du matériau. Les traitements thermiques jouent également un rôle important dans le domaine de la tribologie [ 1].
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Il faut bien sûr prendre en compte avant tout, la composition chimique, les dimensions et la géométrie de la pièce traitée. Sans rentrer dans les détails, il faut noter qu'un acier peut présenter plusieurs types de structures cristallines liées:
aux phases
aux types de précipités
à l'organisation entre ces deux éléments. L'ensemble des traitements thermiques pour emploi final et intermédiaires jouent sur ces aspects avec notamment les transformations de phases au chauffage et au refroidissement, les mises en solution ou apparition des précipités et la diffusion d'éléments divers au chauffage. La taille des grains et leur grossissement interviennent. Cela agit sur le résultat final de la structure et par ailleurs dépend également des conditions des traitements thermiques et éventuellement des éléments d'addition. Quelles caractéristiques de mise en œuvre et d'emploi sont concernées? On recherche un compromis entre les caractéristiques suivantes:
ductilité (capacité de déformation)
résilience, ou ténacité (résistance au choc)
résistance (limite d'élasticité, résistance à la traction)
dureté
Certaines structures sont favorables à la dureté, certaines caractéristiques (taille de grains) en conjonction avec d'autres paramètres agissent sur la ductilité.
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Puis s'en suivent la structure bainitique et enfin la structure
perlitique. La martensite possède une structure en latte, elle obtenu par
cisaillement du réseau de l'austénite. Sa grande dureté est due à a forte
de densité de dislocation provoqué par cas extrême de durcissement. Elle
dépend aussi du taux de carbone présent. Tant qu'il reste inférieur à 0. 8%,
plus il est concentrer et plus l'acier est dur. La perlite possède de moins
bonne propriété que la martensite, et enfin la bainite si situe entre les
deux. On remarque bien ce phénomène sur les essais de dureté. De plus les
valeurs données par les diagrammes TRC correspondent bien la réalité. Concernant les courbes jominy, elles ne donnent qu'une indication, car la
nuance de notre acier n'existait pas. Ainsi on peut choisir la dureté de
son acier et le traitement approprié. Nous avons pris les distances jominy équivalente avec les graphes d'otua,
puis nous les avons reporté sur la courbe correspondant au 20NC11. Il
contient plus de carbone, donc il est légèrement plus dur que notre nuance.
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Les articles introductifs et ont montré que l'on sait associer à chaque type de structure métallurgique après traitement un ensemble de caractéristiques plus ou moins favorables soit à la mise en forme, soit aux propriétés d'emploi final. Les exemples de traitements thermiques, tirés notamment des grandes familles d'alliages les plus utilisées et résumés dans l'article, suffisent à nous convaincre de la très large variété de structures et de propriétés d'emploi qu'ils permettent avec des cycles thermiques relativement simples (quelques heures, à quelques centaines de degrés Celsius, dans des atmosphères neutres ou réductrices assez faciles à industrialiser). S'agissant de transformations à l'état solide sensibles aux faibles additions (faibles fractions volumiques précipitées, relations cristallographiques très locales, rôle important des ségrégations aux joints de grains... ), on perçoit bien la nécessité de disposer de données thermodynamiques, pour prévoir les phases possibles à l'équilibre, et de données cinétiques pour suivre lors de cycles raisonnables les degrés d'avancement des différentes diffusions pour les éléments critiques de la composition nominale de l'alliage.
Pour conclure, si nous voulons un acier dure, il nous suffit d'effectuer
une trempe à l'eau. Mais cette dureté entraîne une grande fragilité dure
métal car il contient beaucoup de contraintes interne. Ce matériaux est
certes très dure mais peu résistant au chocs pour pouvoir exploité cette
nuances il faut diminuer ces contraintes internes en effectuent des
revenus. Etude des températures et temps de revenu 1 Principe
Ce traitement a pour but de ramener la microstructure vers un état plus
stable. Il a pour effet de diminuer les caractéristiques de résistance de
l'acier et d'augmenter les aptitudes à la déformation (ductilité, ténacité)
Ce traitement est caractérisé par une température de revenu et un temps
de maintient à cette température. Les conditions de refroidissement après
ce maintient n'ont que peu d'influence sur la structure. 2 Manipulation
Nous disposons de 9 échantillons, trois ont déjà été trempé. Nous décidons
de trempé les 6 autres à l'eau, qui offre la structure la plus intéressante
en terme de dureté.