Quel est le traitement thermique?
L'idée du traitement thermique est de modifier les propriétés physiques et mécaniques du métal avec une série de processus de chauffage et de refroidissement, sans modifier sa forme fondamentale.
Le traitement thermique a pour objectif principal de renforcer les matériaux, d’améliorer leur formabilité ou de rendre les matériaux idéaux pour l’usinage. Afin de parvenir aux résultats souhaités, le processus de base de ce traitement implique le processus de chauffage et de refroidissement à une température extrêmement basse / élevée.
L'importance du processus de traitement thermique contribue non seulement au processus de fabrication, mais également à l'optimisation des performances, des nombreuses caractéristiques et des améliorations qu'il peut apporter au produit fini.
Processus commun pour le traitement thermique:
Durcissement:
Le processus de base de la trempe comporte deux étapes: le chauffage et la trempe. En chauffant un acier et en le maintenant à une température idéale, la perlite peut être transformée en austénite. Pour éviter que l'acier ne soit trop fragile pour être correctement usiné, le processus de trempe doit être rapidement repris en utilisant de l'eau ou de l'huile sur l'acier. La microstructure d’une pièce en acier trempé est constituée de ferrite, de martensite ou de cémentite
Trempe:
Atteindre un état d'équilibre est l'objectif principal de la trempe. Un acier, après avoir été durci et trempé pendant une période de temps appropriée, est souvent chauffé à une température strictement contrôlée afin d'obtenir la dureté et la résistance idéales - c'est ce que nous appelons le "revenu". Des températures plus élevées entraîneront une ductilité élevée, mais une résistance et une dureté faibles. Des températures modérées produiront une faible ductilité, mais une résistance et une dureté élevées. Presque tous les aciers au carbone qui ont été durcis doivent subir un traitement de revenu afin de réduire leur fragilité, afin de pouvoir fonctionner correctement.
Recuit:
Le recuit est effectué en refroidissant lentement l'acier qui est à température élevée jusqu'à la température ambiante. Son objectif est d'obtenir une ductilité et une ténacité élevées, mais une dureté faible. La pratique courante consiste à chauffer un composant à la température appropriée, à le tremper à cette température, puis à fermer le four pendant que le composant est à l'intérieur.
Normaliser:
Le processus de normalisation implique de chauffer l'acier, puis de le maintenir à cette température pendant un certain temps, puis de le refroidir à l'air. La microstructure dans l'acier produira alors un mélange de ferrite et de cémentite, qui présente une résistance et une dureté supérieures, mais une ductilité inférieure. C'est une pratique courante pour les structures et les composants structurels qui seront utilisés pour l'usinage, car cela améliore l'usinabilité des aciers au carbone.
Autres traitements thermiques et leurs objectifs:
Nitration
La nitruration est un processus de traitement thermique qui diffuse de l'azote dans la surface d'un métal pour créer une surface cémentée. Les aciers à faible teneur en carbone et les aciers faiblement alliés sont deux types de matériaux couramment appliqués par ce processus. Les applications courantes comprennent les engrenages, les vilebrequins, les arbres à cames, les suiveurs de came, les pièces de vannes, les vis d'extrusion et autres outils et matrices. Ce procédé utilise trois méthodes / moyens principaux: la nitruration en phase gazeuse, la nitruration en bain de sel et la nitruration au plasma.
Carburation
Ce procédé vise à chauffer de l'acier ou du fer à une température souhaitée inférieure au point de fusion, en présence d'un matériau liquide, solide ou gazeux qui se décompose afin de libérer du carbone lorsqu'il est chauffé à la température utilisée. La surface aura une teneur en carbone supérieure à celle du matériau principal. Lorsque l'acier ou le fer est rapidement refroidi par trempe, la teneur en carbone plus élevée sur la surface extérieure devient dure, tandis que le noyau reste mou.
Traitement sous zéro
Le traitement en dessous de zéro consiste à refroidir les composants à une température très basse. L'objectif principal de ce traitement est d'augmenter la dureté et la résistance et de réduire la fatigue du métal. Un traitement sous zéro est généralement effectué immédiatement après la trempe et avant l'application de toute trempe. La pratique courante inclut les engrenages, les roulements, les outils et autres éléments nécessitant une résistance à l'usure et une durabilité accrues.
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