La trempe de l'acier consiste à chauffer l'acier à la température critique Ac3a (acier sous-eutectique) ou Ac1 (acier sur-eutectique), à la maintenir pendant un certain temps afin de provoquer une austénitisation totale ou partielle, puis à le refroidir rapidement à une température inférieure à la température critique Ms (ou proche de la température isotherme) pour induire la transformation martensitique (ou bainitique). Ce procédé de traitement thermique est également utilisé pour les alliages d'aluminium, de cuivre, de titane, le verre trempé et d'autres matériaux nécessitant une mise en solution ou un refroidissement rapide.
Objectif de la trempe :
(1) Améliorer les propriétés mécaniques du métal en matériau ou en pièces.
(2) améliorer les propriétés matérielles ou chimiques de certains aciers spéciaux
Méthodes de trempe : principalement trempe à un seul liquide, trempe au feu à deux liquides, trempe progressive, trempe isotherme, trempe localisée, etc.
Le revenu est le processus de traitement thermique qui consiste à chauffer un métal trempé à une certaine température, à le maintenir pendant une certaine période, puis à le refroidir selon un procédé précis. Le revenu est une opération effectuée immédiatement après la trempe et constitue généralement le dernier traitement thermique de la pièce. Ainsi, le processus combiné de trempe et de revenu est appelé traitement final.
Le rôle du trempage est de :
(1) améliorer la stabilité de l'organisation, afin que la pièce à usiner utilisée dans le processus ne subisse plus de transformation dans l'organisation, de sorte que la géométrie et les propriétés de la pièce à usiner restent stables.
(2) Éliminer les contraintes internes afin d’améliorer les performances de la pièce et de stabiliser la géométrie de la pièce.
(3) ajuster les propriétés mécaniques de l’acier pour répondre aux exigences d’utilisation.
Exigences de revenu : selon leur utilisation, les pièces doivent être revenues à des températures différentes afin de répondre aux exigences de leur mise en service. (1) Les outils de coupe, les roulements, les pièces cémentées et les pièces trempées en surface sont généralement revenus à une température inférieure à 250 °C. Ce type de revenu à basse température ne modifie que très peu la dureté, réduit les contraintes internes et améliore légèrement la ténacité. (2) Les ressorts sont revenus à une température moyenne de 350 à 500 °C afin d’obtenir une élasticité élevée et la ténacité requise. (3) Les pièces en acier de construction mi-dur sont généralement revenues à haute température (500 à 600 °C) afin d’obtenir un compromis optimal entre résistance et ténacité.
La normalisation est un traitement thermique visant à améliorer la ténacité de l'acier. Les composants en acier sont chauffés à une température Ac3 supérieure à 30-50 °C, puis maintenus à cette température pendant un certain temps avant d'être refroidis à l'air. L'avantage principal de ce procédé réside dans sa vitesse de refroidissement, plus rapide que celle d'un retour à température initiale et plus lente que celle d'une trempe. La normalisation permet un refroidissement légèrement plus rapide, favorisant ainsi l'affinage du grain cristallin de l'acier. Elle permet également d'obtenir une résistance satisfaisante et d'améliorer significativement la faible volatilité (valeur AKV), réduisant ainsi la tendance à la fissuration des composants. Appliquée à certains aciers faiblement alliés laminés à chaud, ainsi qu'à des pièces forgées et moulées en acier faiblement allié, la normalisation améliore les propriétés mécaniques globales du matériau et son aptitude à la coupe.
Le recuit consiste à chauffer lentement un métal jusqu'à une certaine température, à la maintenir pendant une durée suffisante, puis à le refroidir à une vitesse appropriée. Ce traitement thermique se divise en recuit complet, recuit incomplet et recuit de détente. Les propriétés mécaniques des matériaux recuits peuvent être déterminées par un essai de traction (type Kinze) ou par un essai de dureté. De nombreux aciers sont livrés après traitement thermique de retour ; leur dureté peut être mesurée à l'aide d'un duromètre Locke (dureté HRB). Pour les tôles, les bandes et les tubes d'acier à paroi mince, on peut utiliser un duromètre Locke de surface (dureté HRT).
Objectifs de la trempe et du recuit : 1. Améliorer les pièces en éliminant les défauts de structure et les contraintes résiduelles lors des procédés de fonderie, de forgeage, de laminage et de soudage, afin de prévenir la déformation et la fissuration. 2. Adoucir la pièce pour faciliter l’usinage. 3. Affiner le grain et améliorer la structure pour optimiser les propriétés mécaniques de la pièce. 4. Assurer le traitement thermique final (trempe, revenu) pour une structure conforme aux normes.
Les procédés de recuit couramment utilisés sont :
(1) Recuit complet. Utilisé pour affiner l'acier au carbone moyen et inférieur par coulée, forgeage et soudage après l'apparition de mauvaises propriétés mécaniques du tissu surchauffé grossier.
(2) Recuit sphéroïdal. Utilisé pour réduire la dureté élevée de l'acier à outils et de l'acier à roulements après forgeage.
(3) Recuit isotherme. Utilisé pour l'acier d'angle en alliage à haute dureté de Jiangdu, à teneur spécifique en nickel et en chrome.
(4) Recuit de recristallisation. Utilisé pour traiter les fils et tôles métalliques lors du tréfilage à froid et du laminage à froid, afin de provoquer un durcissement (augmentation de la dureté, diminution de la plasticité).
(5) Recuit de graphitisation. Utilisé pour transformer la fonte contenant un grand nombre de corps cémentés en une fonte malléable avec une bonne plasticité.
(6) Recuit de diffusion. Utilisé pour uniformiser la composition chimique des pièces moulées en alliage et améliorer leurs performances.
(7) Recuit de détente. Utilisé pour éliminer les contraintes internes des pièces moulées et soudées en acier.
Date de publication : 1er décembre 2024
