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Qu'est-ce qu'un processus de traitement thermique?
2019-07-11 17:00:41


Le traitement thermique est défini comme un processus combiné de chauffage et de refroidissement du métal afin de modifier les propriétés physiques et mécaniques d'un matériau. Un traitement thermique est utilisé pour homogénéiser l’alliage de métal coulé afin d’améliorer sa capacité de travail à très haute température et de modifier la micro-structure de manière à obtenir les propriétés mécaniques souhaitées. Pour exécuter le processus de traitement thermique, la sécurité est la première priorité de la personne à qui il s'adresse, car, au cours du processus, de grandes quantités de chaleur dégagée peuvent entraîner de très graves problèmes en cas de problème. Le processus de traitement thermique est effectué dans le four et les fours où la température change en fonction des besoins et du métal sur le processus, mais les gaz sont utilisés pour contrôler l’atmosphère du processus de traitement thermique. Lorsque le métal entre en contact avec l'atmosphère, il est possible que le métal réagisse avec l'atmosphère et intervienne dans la réaction chimique. De nombreux gaz et de l’humidité présents dans l’atmosphère peuvent affecter le processus de traitement thermique. C’est pourquoi, avant de procéder à tout traitement thermique, l’atmosphère de cet espace doit être maintenue. Il réduit l'effet de l'oxydation sur les composants traités.

Le traitement thermique est associé à l'augmentation de la résistance du matériau, mais il n'est pas uniquement associé à la résistance. Il modifie également les aspects de fabrication, tels que l’amélioration de l’usinage, la formabilité et, lorsque l’opération est terminée, rétablit la ductilité lors du refroidissement.

L'objectif du processus de traitement thermique.

Affiner la taille du grain.

Augmente l'usinabilité du matériau

Éliminer les contraintes résiduelles internes.

Éliminer les gaz qui fragilisent l'acier.

Changer la composition de la surface par diffusion.

Obtenir les propriétés mécaniques, physiques ou chimiques souhaitées du matériau.

Re ramollissement de l'acier trempé.

Les paramètres qui affectent la composition et les propriétés du métal sont les suivants.

Atmosphère

Placage de surface

Diffusion en surface

Refroidissement

Chauffage

Entrée de travail

Temps

Classification du processus de traitement thermique:

Le traitement thermique peut être classé dans les types suivants.

Processus de traitement thermique commun:

Homogénéisation

Recuit

Normaliser

Le traitement utilisé pour modifier les propriétés de surface (chimie).

Cémentation

Nitruration

Carbonitruration

Carburation nitro

Le traitement utilisé pour changer la structure de la phase.


Durcissement

Revenu

Induction durcissante.

Traitement spécial

Frittage

L'introduction de base de tous ces procédés de traitement thermique est donnée ci-dessous.

Processus de traitement thermique commun:

1. Homogénéisation

L'homogénéisation est un processus de traitement général lorsque le matériau est mis en opération qu'avant le début du traitement, une homogénéisation est effectuée afin de maintenir la même température dans tout le matériau à traiter. Il est également effectué pour réduire l'effet de carottage provoqué par la composition chimique non uniforme.

2. Recuit.

Comme le mot l'indique, le matériau est d'abord chauffé à très haute température, puis refroidi lentement. C'est l'un des procédés de traitement thermique utilisé pour augmenter la ductilité du matériau et réduire la dureté. Lorsque la dureté et la ductilité du matériau changent, il en résulte une réduction de la dislocation dans la structure cristalline d'un matériau. Le matériau est chauffé à la température prédéfinie, maintenez pendant un certain temps puis commencez à refroidir lentement à la température ambiante. Si le matériau est de l’acier, il est chauffé juste au-dessus de la température critique de l’acier, c’est-à-dire à 727 degrés Celsius, ce qui lui permet de se refroidir lentement.


Etapes du recuit

Stade de récupération

Stade de recristallisation

Stade de croissance des grains.

3. Normalisation:

C'est le processus de traitement thermique dans lequel le matériau est chauffé au-dessus de 910 degrés Celsius pour compléter l'austénitisation. Une fois que le matériau a atteint le stade d'austénitisation, il est ensuite refroidi en présence d'air pour obtenir la perlite fine. La dureté et la ductilité sont bonnes. Le processus de normalisation est utilisé pour le matériau ferreux afin d'améliorer ses propriétés mécaniques.

Chimie de surface:

1.Carburising

Procédé de traitement thermique de surface de cémentation, qui est effectué sur la surface du matériau afin d’augmenter la dureté et la résistance à l’usure du métal. Comme son nom l'indique, il y a un ajout de carbone à la surface du métal, en particulier de l'acier à faible teneur en carbone, à la température prédéterminée. Il a également appelé le processus de cémentation dans lequel la partie du matériau ayant une faible teneur en carbone est chauffée à des températures élevées en présence de l'atmosphère de gaz riche en carbone. Lorsque le matériau est chauffé à haute température dans un environnement riche en carbone, permettre la diffusion d'atomes de carbone directement dans la surface de la pièce où le processus de carburation doit être effectué. La quantité de carbone diffusée à la surface du métal dépend du potentiel de carbone dans l'atmosphère, de la température de chauffage et du temps d'exposition des matériaux à cette température. Afin de durcir à la fois le matériau de base et le matériau de base, une trempe rapide doit être effectuée. Une fois la trempe terminée, la partie cémentée du matériau est trempée afin de répondre aux exigences du client. Il améliore considérablement la ductilité et la ténacité du matériau.

Différentes méthodes de carburation

Pack de carburation

Carburation de gaz

Carburation sous vide

Carburation liquide

Avantages de la carburation:

Il peut être effectué sur des pièces simples et complexes.

Augmente la dureté de surface du matériau.

Augmente la résistance à l'usure et la résistance à la fatigue du matériau.

2. Nitruration:

C'est également un processus de traitement thermique, comme son nom l'indique, de l'azote est ajouté à la surface du matériau, en particulier de l'acier. Il existe deux méthodes impliquées dans le processus de nitruration, à savoir le processus gazeux et le processus plasma. En cours de nitruration, la pièce est chauffée à 600 degrés Celsius en présence de gaz et d’ammoniac dissocié et la dureté est obtenue par la formation d’ammoniac à la surface de la pièce métallique. Dans le processus gazeux, l'ammoniac dissocié joue le rôle de source, tandis que dans le cas d'un plasma, l'ion se diffuse à la surface du matériau. Lors de la nitruration en phase gazeuse, le processus de trempe n’est pas requis et la valise se développe dans la partie matérielle à basse température. Dans le plasma, les pénétrations du trou borgne ne sont pas possibles et le processus est très limité.

Avantages de la nitruration

Augmente la durée de vie en fatigue.

Augmente la résistance à l'usure et à la corrosion

Une dureté élevée peut être atteinte par rapport à la dureté carburée.

Pas besoin de trempe.

Distorsion minimale de la pièce.

3. la carbonitruration:

Le processus de carbonitruration est effectué à la surface du matériau pour produire un boîtier résistant et résistant à l'usure. Comme son nom l'indique, le carbone et l'azote participent à ce processus. La diffusion du carbone et de l'azote augmente la trempabilité du matériau, plus difficile que le processus de carburation. Pour effectuer le processus de carbonitruration, une température inférieure à celle de la carburation est requise, en raison de cette distorsion du matériau réduit. Ce processus ajoute à la surface du matériau 0,5 à 0,8% de carbone et 0,2 à 0,4%. Une fois la diffusion effectuée, les composants sont directement trempés dans l'huile pour éviter la fissuration.

Avantages:

Dureté de surface et résistance à l'usure élevées.

Augmente la durée de vie en fatigue de 30 à 100%.

En raison de la température inférieure distorsion réduite.

Bon pour l'application à haute température.

Augmente la résistance à la traction et la limite d'élasticité.

4. Nitrocarburation Ferritique:

Il s’agit également d’un procédé de cémentation qui produisait une surface dure et résistante à l’usure sur les matériaux à faible teneur en acier. La nitro-carburation ferritique diffuse de l'azote et du carbone dans le cas d'une pièce à travailler en dessous de la température critique de 650 degrés Celsius. À cette température, la microstructure de la pièce ou du matériau ne se transforme pas en phase austénitique, elle reste en phase ferritique, raison pour laquelle on l’appelle nitrocarburation ferritique.

Le traitement utilisé pour changer la structure de la phase:

Durcissement

Revenu

Induction durcissante.

1.Hardening

Il est utilisé essentiellement pour les métaux ferreux. Le métal est chauffé à une température prédéterminée, puis refroidi rapidement en le mettant dans le réservoir rempli d'eau. Il peut également être refroidi à l'air pour durcir le métal. Cela augmente la dureté et la résistance du métal, mais en même temps augmente la fragilité du métal.

2. Trempe

Lorsque l’acier est chauffé, ses propriétés subissent des modifications telles que la dureté et l’augmentation de la fragilité qui sont plus importantes pour l’application pratique. Lorsque le métal se réchauffe, il se dilate et sa forme se rétrécit lors du refroidissement. Lors du refroidissement du métal, des contraintes internes sont configurées. Donc, le métal est tempéré une fois que la dureté est faite sur la surface du métal pour soulager les contraintes internes et réduire la fragilité. Dans la trempe, le métal traité est chauffé à une température spécifiée et permet un refroidissement à l'air immobile. La température de revenu est inférieure à la température de dureté.

3. Durcissement par induction

La trempe par induction est un processus de traitement de surface utilisé pour durcir la surface des composants en acier et en alliage. Les pièces métalliques sont placées à l'intérieur du serpentin en cuivre refroidi à l'eau.

Cette bobine de cuivre est connectée au courant alternatif. La bobine de cuivre est alimentée en courant et la pièce métallique est chauffée au-dessus de la température de transformation. Dans ce processus, la partie centrale du métal reste insensible à la chaleur. Une partie est maintenue à l'intérieur du serpentin en cuivre refroidi à l'eau jusqu'à ce que la profondeur de dureté souhaitée soit atteinte. Une fois que la dureté est atteinte, il est ensuite trempé dans l'huile ou un autre média en fonction du matériau et de la dureté requis.

Traitement spécial

1. frittage

Le frittage est un processus de traitement thermique; il est appliqué à un compact de puissance pour conférer la résistance et l'intégrité du matériau. Le métal est chauffé en dessous de la température de fusion du matériau, ce qui évite la liquéfaction. Le processus de frittage réduit la porosité du matériau et améliore les propriétés du métal telles que la résistance, la dureté, la conductivité thermique, etc.


Ceci est l'introduction de base du processus de traitement thermique. Si vous avez des questions concernant cet article, demandez en commentant. Si vous aimez cet article, n'oubliez pas de le partager sur les réseaux sociaux. Abonnez-vous à notre site Web pour des articles plus informatifs. Merci de l'avoir lu.


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