Brevet FR2110290A1 — publié le 19720602

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la résistance à la fatigue sous l'effet d'efforts alternés et à l'usure, les propriétés de glissement et la résistance à la corrosion de surfaces de pièces en fer et en acier au moyen d'une décharge électrique intensive à effluves produite à température élevée dans une atmosphère gazeuse contenant des substances capables de se diffuser, notamment de l'azote et du carbone. En outre, la présente invention a trait à des pièces présentant des couches superficielles obtenues par le présent procédé. Pour permettre une meilleure compréhension de l'invention il convient d'expliquer d'abord plus en détail à l'aide des fig. 7 à 5 la structure des couches superficielles obtenue par la nitruration usuelle au gaz ou en milieu aqueux de pièces en fer. Les fig. 1 et 5 montrent chacune une micrographie de la surface d'une pièce nitrurée au gaz en fonte à graphite sphé roidal du type GGG 80 à la suite d'un traitement corrosif ionique effectué avec une solution de HNO3 dans l'alcool. Les fig. 2 et 3 représentent respectivement un diagramme de la structure Fe-N et de la structure Fe-C-N dans lequel T représente la température en C an et GN représentant la pro portion d'azote exprimée respectivement en et t en % atomiques et en en poids et K et G la proportion de carbone exprimée respectivement en * atomiques et en % en poids. La La fig. 4 est une représentation goniométrique radiogra- phique de la zone de combinaison, comportant du Fe2-3-N # et du Fe3C, d'une pièce ayant été soumise à une nitruration en milieu liquide. L'enrichissement en azote des surfaces du fer et d'alliages de fer par les procédés de diffusion permet, comme on le sait, non seulement d'obtenir un durcissement superficiel dans le sens d'un accroissement de la dureté, mais influe en outre favorablement sur d'autres propriétés technologiques. Ainsi, par exemple, la résistance à la fatigue sous des efforts alternas, les caractéristiques de service sans lubrification et les propriétés de glissement et d'usure ainsi que la résistance à la corrosion se trouvent sensiblement améliorées. Cette modification favorable de la surface réside en grande partie dans la nature de la couche de combinaison constitutive de la couche de nitruration en voie de formation (voir fig. 1). Dans le cas du fer et de ses alliages (Jusqu'à concurrence d'environ 10 à 15 * d'additions d'alliage métalliques) cette couche est constituée par une mince couche de nitrure de fer intermétallique À se trouvant à la surface (couche blanche) qui en raison de sa composition chimique à base de nitrure est appelée généralement couche de combinaison et par la zone de diffusion et de précipitation souajacente 3 qui est en moyenne environ 10 à 100 fois plus épaisse que la zone de combinaison A et dans laquelle des nitrures de fer ou des nitrures spéciaux sont-précipités sous une forme finement dispersée. Les deux zones À et B forment ensemble la profondeur de précipitation ou séparation C.La zone de diffusion D s'étend encore jusqu't une profondeur beaucoup plus importante et c'est à celle-ci seulement que fait suite la matière de base non atteinte par la diffusion d'azote et par conséquent sensiblement inchangée. La zone de combinaison A est constituée par le Fe2~3N riche en azote présentant un tassement en sphères à densité maximale sous forme hexagonale et par le Fe4N à réseau cubique à faces centrées. En outre, à des températures de nitruration inférieures à 4500C il peut encore se former la phase Fe2-N à réseau orthorhombique, la formation de cette phase étant cependant en pratique sans importance en raison de la plage d'existence extrêmement limitée de ce nitrure et n'étant par conséquent pas décrite plus en détail dans le cadre de la présente invention. La zone de combinaison A détermine la résistance à la corrosion et dans une large mesure également les propriétés de glissement, d'usure et de service sans lubrification de la pièce Les différentes phases de nitrure se forment conformément aux lois de la structure FeN, la combinaison la plus riche en azote pouvant être supposée se trouver obligatoirement directement à la surface, c'est-à-dire au contact de la source d'azote. Dans la nitruration thermochimique normale la source d'azote est le fait de la réaction catalytique de la surface du fer ou de la surface contenant du fer avec l'agent de nitruration qui peut être constitué par exemple par de l'ammoniac gazeux susceptible de se décomposer (nitruration au gaz) ou par des bains de cyanure à faible résistance à la décomposition (nitruration en milieu liquide) ou également par des particules de corps solides placées au contact de la surface et dont se dissocie de l'azote (nitruration au moyen de poudres). Un facteur essentiel de ces procédés de nitruration normaux réside donc dans le fait que des composés chimiques fournissent, par décomposition thermique favorisée par catalyse (les surfaces de fer présentant également un effet catalytique à l'état nitruré), un apport d'azote naissant à la surface qui absorbe ce dernier et l'intègre sous forme d'azote dissous dans le réseau du fer. Au moment où une concentration d'azote déterminée à la surface est dépassée, il se forme les phases nitrurées, à savoir d'abord du Fe4N et, au cours d'une diffusionultérieure d'azote, du Fe3 2Ni la forme stoechiométrique la plus riche en azote, à savoir le Fe2N, ne pouvant être obtenue qu'en cas d'une très forte action nitrurante de l'agent de nitruration. Conformément aux lois de la diffusion la phase de nitrure la plus pauvre en azote peut être supposée se trouver au c8té interne de la zone de combinaison, c' est-à-dire dans la zone appelée front de réaction E qui à mesure de l'accroissement de l'apport d'azote se propage suivant des lois de croissance exponentielle dans la zone de diffusion sous-åacente D. La structure des phases de nitrures ainsi que l'épaisseur des couches de nitrures et par conséquent également l'épaisseur de la zone de combinaison dépendent dans une large mesure de l'intensité de l'action nitrurante de l'agent de nitruration, de la durée de nitruration ainsi que de la matière, sa structure et ses constituants d'alliage et est habituellement sujette à de fortes variations, la zone de combinaison suivant la structure FeN étant touJours constituée par du nitrure f et t. Comme le montre le diagramme de la fig. 2 relatif à la structure FeN, la zone à phase mixte 9 et t s'étend sur un gradient de concentration relativement large situé entre 6 8 * en poids d'azote environ.Si, en procédant à une étude microscopique, on prend en outre en considération le fait que par suite de la structure hétérogène de tous les alliages de fer techniques présentant des irrégularités de limites de grains, des accumulations irrégulières de cémentite et de carbure, des Slots perlitiques et d'autres répartitions irrégulières d'éléments d'alliage, il existe pour les phases de nitrure des con ditions d'enthalpie de formation localement tout à fait hétérogènes, la zone à phase miste # et s'étend sur une plage de concentrations d'azote GN encore sensiblement plus large, parfois même sur l'ensemble de la zone de combinaison.Etant donné que ces phases à l'intérieur du corps solide se produisent par transformation de réseaux et principalement par transformation du réseau hôte cristallisant dans le système cubique centré du Fe &alpha; à une température relativement basse, la diffusion d'éléments d'alliage métalliques étant très faible et un arrangement de phases sur une grande étendue étant exclu, la phase1cris- tallisant dans le système cubique centré et la phase hexagonale t à tassement maximal sont placées de façon hétérogène l'une à ceté de l'autre de façon à produire des microcontraintes élevées qui conduisent déjà à des microfissures sous l'effet de faibles contraintes supplémentaires dues à des forces extérieures. Ces microfissures provoquent des fissures plus importantes et l'éclatement de parties entières de la zone de combinaison. Pour cette raison une couche de nitrure normale est, comme chacun sait, considérée comme extrêmement fragile. La fragilité augmente avec l'accroissement de lthétérogénéité et de ltépaisseur de la zone de combinaison. Des zones de combinaison A ainsi obtenues sont inutilisables et doivent être polies Jusqu'à la zone de précipitation B, ce qui s'accompagne de la perte totale du caractère composite de la couche de nitruration avec ses propriétés avantageuses de service sans lubrification, de glissement et de résistance à la corrosion et provoque en outre, par suite du polissage, un accroissement considérable du prix de revient des pièces. C'est pourquoi on cherche, tout en laissant se former la zone de combinaison, à permettre à celle-ci de présenter une structure homogène, exempte de contraintes du troisième ordre et, par conséquent, à rendre cette zone beaucoup plus ductile afin de mettre pleinement à profit ses avantages technologiques. Pour empêcher la formation de microcontraintes du troisième ordre il faut éviter la présence de la phase mixte + . La zone de combinaison doit plutôt être obtenue sous une forme monophasée à base de #' ou #. La composition monophasée de la zone de combinaison à base de #' suivant la structure FeN est théoriquement possible. Une zone de combinaison monophasée à base de , dans laquelle la phase se trouve par conséquent supprimée, est, par contre, irréalisable suivant les conditions d'équilibre thermodynamique et thermochimique de la structure FeN. Ce résultat ne peut être obtenu que dans la structure ternaire FeCN comme représenté au diagramme de la fig. 3, c'est-à-dire seulement en ayant recours à du carbone qui doit se superposer à la diffusion de l'azote. Dans ce système ternaire la plage d'existence de la phase o est en effet extremement réduite de sorte -que la proportion 8 ne se trouve bien sur pas supprimée complètement mais reste, pour un apport en carbone déterminé, suffisamment faible en tant que pourcentage pour qu'elle ne puisse pas être détectée par voie radiographique et ne présente aucune importance sur le plan technique. Ce procédé est connu pour la nitruration en bain de sels qui, outre de l'azote naissant, fournit à la surface de la pièce également un apport positif de carbone. La zone de combinaison obtenue par la nitruration en bain de sels est le plus souvent monophasée à base de nitrure # et est relativement ductile en dépit de son épaisseur. Des éclatements ne sont à noter que rarement. La nitruration en milieu liquide a pour inconvénient que l'on ne peut pas contr8ler à volonté l'épaisseur des couches, que le rapport azote-carbone n'est pas réglable et que par conséquent l'état monophasé risque d'être compromis, par exemple en présence d'un apport de carbone relativement élevé, par la formation de Fe3C. Ceci est illustré également par le diagramme 3 ainsi que par la représentation goniométrique radiographique de la fig. 4 d'une zone de combinaison obtenue à la suite d'une nitruration en milieu liquide d'une pièce, laquelle représentation confirme la présence d'une proportion d'environ 15 * de phase Fe3C dans la zone de combinaison. Un autre inconvénient aussi important de la nitruration en bain de sel réside dcns le fait qu'il se produit inévitablement des pores dans la zone de combinaison extérieure, ce qui risque de réduire considérablement la résistance à la corrosion. Comme déjà indiqué, la structure monophasée de la zone de combinaison à base de #'est théoriquement possible mais-sa pré- sence exclusive suppose une action de nitruration modérée et réglable avec une extrême précision, qui n'est pas assurée par les procédés de nitruration thermochimiques connus comme la nitruration au gaz, en milieu liquide et au moyen de poudre. il est suffisamment connu que l'on n'obtient ainsi que la formation d'une zone de combinaison comportant des phases et . il faut en outre tenir compte du fait que même de faibles teneurs en carbone sont déåà capables de supprimer la phase suivant la structure FeCN et que par contre il faut non seulement empêcher un apport d'azote supplémentaire de la part de l'agent de nitruration mais également limiter le plus possible la teneur en carbone admise pour la matière. En cas de teneurs relativement élevées en carbone de la matière, la zone de combinaison monophasée ne peut donc pas être obtenue par les procédés de nitruration normaux cités. La zone de précipitation B est constituée par la matière de base largement inchangée dans laquelle des nitrures de fer ou des nitrures d'autres métaux, notamment des nitrures spéciaux, sont précipités sous une forme finement dispersée, de sorte que le réseau du fer en tant que réseau hôte se trouve soumis à de fortes contraintes, les plans de glissement se bloquent et la limite élastique apparente se trouve considérablement accrue en fonction du nitrure précipité et de sa répartition. La zone de précipitation B détermine l'accroissement de l'ensemble des propriétés de résistance de la pièce, et par conséquent, notamment de la résistance dynamique aux efforts alternés et, dans une faible mesure, de la résistance à l'usure et des propriétés de glissement. Un facteur important pour les caractéristiques de résistance dynamique de la zone de précipitation B réside dans la configuration des limites de grains et, dans le cas de structures obtenues par trempe et revenu, la configuration de limites précédentes de grains austénitiques dans lesquelles se trouvent toujours des défauts d'homogénéité et des concentrations d'éléments d'alliages, notamment des concentrations de carbone.En fonction des conditions de formation de la structure FeCN il se forme, au niveau des limites de grains et des limites précédentes de grains austénitiques à teneur én carbone accrue, déjà des carbonitrures 8 à des teneurs en azote relativement faibles qui ne suffiraient pas à la formation de la rhase de nitrure la plus pauvre en azote, à savoir la phase Fe4N # de la structure FeN. La phase de carbon trures E, qui ne peut pas être distinguée de la phase de nitrures t en ce qui concerne la structure et les propriétés technologiques, forme, en particulier le long des limites des grains parallèles à la surface, des étendues de nitrures qui se présentent sur la micrographie sous forme de lignes ou de réseaux, comme représenté à la fig. 5. Etant donné que leur limite élastique apparente est assimilable à la résistance à la rupture, ces lignes de nitrures constituent, sous des charges relativement élevées accompagnées de déformations plastiques locales, le point de départ de microfissures qui par suite de la fluidité encore présente dans les grains ou les zones soumises à un traitement thermique ne se forment pas malgré leur durcissement par des processus de précipitation.En cas de sollicitation permanente ces microfissures conduisent à la rupture de fatigue. Pour obtenir une résistance à la fatigue maximale il faut veiller à ce que les lignes de nitrure ne se forment pes ou, tout au moins, ne se forment que dans la zone soumise aux charges maximales, c'est-à-dire celle situee immédiatement au-dessous de la zone de combinaison A. Si on fournit de l'extérieur encore un apport de carbone s'ajoutant à l'azote, la formation de réseaux de nitrures est encore beaucoup plus prononcée. Une suppression des réseaux de nitures n'est pas connue pour les procédés de nitruration normaux mentionnés et une influence dans ce sens peut tout au plus être obtenue seulement à travers la constitution de la matière-. Une formation accrue de nitrures aux limites des grains n'est souhaitable que pour le cas où une usure par abrasion et des conditions de service sans lubrification ou également des attaques corrosives plus prononcées sont à prévoir et les charges dynamiques ne sont pas trop élevées. À la suite de la zone de précipitation B se trouve la ma trière de base non atteinte par la diffusion d'azote et par conséquent largement inchangée qui en vue d'un soutien suffisant de la couche de nitruration relativement mince (zone de combinaison À + zone de précipitation) ou en vue d'une amélioration de la résistance totale doit avoir d'elle-même une résistance aussi élevée que possible qui ne risque pas d'être compromise par le conditions thermiques de la nitruration. En outre, il convient de veiller à ce que la matière de base ne devienne pas fragile, ce qui peut advenir, d'une part, par suite d'une diffusion d'hydrogène environ 1000 fois plus rapide que celle de l'azote, et d'autre part, par une durée de séjour trop prolongée entre 300 et 4100C lors du chauffage o du refroidissement. A cet égard le traitement effectué des agent de nitruration exempt d'hydrogène et avec des durées t chauffage de refroidissement très courtes s'avérerait satisfaffi sant, comme c'est le cas par exemple pour la nitruration ex milieu liquide mais non pas dans le cas de la nitruration au gaz. Les inconvénients des procédés de nitruration classiques, dont les causes ont été expliquées plus haut peuvent être évi- tés dans une large mesure par la nitruration effectuée au moyen d'une décharge électrique intensive à effluves, c'est-à-dire le procédé de nitruration ionique. Le principe de la nitruration ionique est déjà connu, par exemple par le brevet fran çais --l 147 934 et d'autres brevets au nom de la demanderesse. A présent il s'est avéré que loirs de traitement de pièces en fer et en acier effectué au moyen d'une décharge électrique intensive à effluves produite à température élevée dans une atmosphère gazeuse contenant des substances capables de se diffuser, notamment de l'aozte et du carbone, la composition de la couche constituant la zone de diffusion peut être améliorée par un procédé caractérisé en ce que par le choix de la nature, la quantité et 11 énergie des ions frappant la surfs ainsi qu'en agissant sur la nature et la solidité des élémenta expulsés, les réactions se produisant au plan limite entre la surface et le plasma gazeux sont influencées de façon qu'il se forme sur la matière de base une couche de diffusion à plu sieurs niveaux dont la zone de combinaison extérieure, exempte de pores et de composition monophasee, est maintenue à une épaisseur prescrite par décomposition partielle constante, zone de précipitation faisant suite à la zone de combinaison étant, par décarburation, maintenue dans une large mesure exempte de réseaux et lignes de nitrure voisins de la surface Les pièces traitées par ce procédé sont caractérisées en ce qu'elles présentent une zone de combinaison extérieure, exempte de pores et à composition monophasée, d'une épaisseur de 10 t m au maximum et une zone de précipitation qui, faisant suite la zone de combinaison, est dans une large mesure exempte de réseaux et lignes de nitrures voisins de la surface. La présente invention est expliquée plus en détail cidessous à l'aide des fig. 6 à 15. La Sig. 6 est un diagramme représentant les réactions se produisant au plan limite à la surface de la pièce lors de la nitruration ionique. La fig. 7 est une représentation goniométrique radiographique d'une zone de combinaison monophasée d'une pièce soumise à une nitruration ionique. La fig. 8 est un diagramme représentant l'épaisseur de couche G en fonction de la durée T lors de la nitruration ionique d'une pièce. La fig. 9 est un enregistrement goniométrique radiographi que d'une zone de combinaison t , obtenue par nitruration ionique, d'une pièce. La fig. 10 est un diagramne représentant la dureté Vickers d'échantillons d'acier en fonction de la profondeur. La fig. 11 est un diagramme représentant la teneur en azote et en carbone d'échantillons d'acier en fonction de la profondeur. Les fig. 12 et 13 sont chacune une micrographie d'échantillons d'acier. Lors du traitement de pièces en fer et en acier dans une décharge électrique intensive à effluves la pièce est le plus souvent placée dans un récipient de manière à être isolée électriquement et reliée au p3le négatif d'une source de courant continu dont le pôle positif est connecté à l'enceinte. La surface de la pièce constitue par conséquent la cathode de la décharge luminescente. L'atmosphère gazeuse à l'intérieur du récipient se trouve sous une pression égale ou inférieure à 10 torr environ. Le mécanisme de la réaction se produisant au plan limite lors de la nitruration effectuée au sein d'une décharge électrique intensive à effluves, c'est-à-dire la nitruration ionique, est représenté schématiquement à la fig. 6. La pièce cathodique est désignée par 10 et la paroi anodique de l'enceinte par 11. Des ions touJours présents dans l'atmosphère gazeuse lors de la décharge luminescente se déplacent dans la direction de la flèche 12 vers la cathode, c'est-8-dire en direction de la pièce 10 et sont fortement accélérés dans l'espace à chute cathodique se trouvant immédiatement devant la surface de la pièce. Par suite de la haute énergie cinétique des ions et de leur freinage brutal la pièce 10 est non seulement chauffée automatiquement-mais des électrons et atomes sont encore proJetés en dehors de sa surface. Les atomes de fer 14 expulsés de la surface et qui se-réunissent au sein du plasma de décharge avec de l'azote atomique N, qui est formé par les électrons 13 provenant de N2, pour donner du nitrure de fer FeN,et qui se déposent en majeure partie à l'état de vapeur sur la surface par adsorption sous forme de FeN.Par suite de la température élevée de la surface et du bombardement ionique qui s'y produit le nitrure FeN déposé par vaporisation.se transforme très rapidement par décomposition en les phases de nitrures immédiatement inférieures en libérant de l'azote qui pénètre en partie, par diffusion, plus profondément dans la matière et retourne, pour une autre partie, dans la phase gazeuse du plasma de décharge. Des réactions analogues peuvent se produire également pour le carbone par vaporisation de carbure ou de carbonitrure de sorte que dans un plasma de nitruration contenant du carbone des carburations peuvent être effectuées parallèlement à la nitruration. Dans ce oas le rapport azote-carbone dans le mélange gazeux, constitué par exemple par du N2 et du CH4 ou tout autre gaz contenant du carbone, peut etre réglé à l'intérieur de limites quelconques. Etant donné que l'énergie d'arrachement d'atomes individuels de la cathode, en tant qu'énergie dite de seuil, dépend de l'élémentet que le carbone et l'azote sont arrachés plus rapidement de leur réseau que le fer, une surface cathodique 10 s'appauvrira en ces éléments facilement expulsés, à moins de fournir touJours un apport d'azote et de carbone par les réac tions de vaporisation décrites. On peut alors influer sur l'équilibre d'azote par plusieurs mesures, auquel cas les phases de nitrure peuvent être réglées d'une façon tres précise non seulement en ce qui concerne leur stabilité mais également quant à leur concentration en surface A cet égard, on peut utiliser convenablement les mesures suivan- tes typique de la nitruration ionique 1. Variation de l'énergie d'impact dés ions en agissant :rr la tension et la pression, ce qui permet de faire varier l'accé- lération des ions et le parcours libre. 2. Variation de la densité d'impact des ions en agissant sur la pression et l'intensité du courant, ce qui permet de faire varier le nombre d'ions. 3. Variation de la probabilitE de formation de FeN par variation de la pression partielle de l'azote dans le plasma5 ce qui permet de faire varier le degré de vaporisation. 4. Variation de la densité de vaporisation de FeN par va riation de la pression, de faibles pressions permettant de ddj poser moins de FeN par vaporisation sur la surface. 5. Variation de la densité de vaporisation de FeN en pré voyant des cathodes additionnellee ou en disposant plusieurs pièces dans le récipient, auquel as la perte de FeN diminue à mesure que les pièces sont disposées de manière plus dense dens le récipient. On peut faire varier l'équilibre de carbone suivant les mêmes lignes directrices entre une forte décarburation et une forte carburation, auquel cas la veriation est cependant avants geusement réglée par l'intermédiaire de la proportion en % ato miques puisque les mesures 1,2 et 4,5 influent également en même temps sur l'équilibre d'azote alors que la mesure indiquée sous 3 permet chaque fois aux pression partielles d'entre ré- glées indépendamment les unes des autres. Les réactions physico-chimiques fondamentales décrites e produisant dans la phase plasma aux plans limites et qui se dis- tinguent complètement des réactions chimiques se produisent aux plans limites dans d'autres procs de nitruration permettent d'obtenir des couches de diffusion que l'on peut faire varier dans de très larges limites sur la base de la structure FeCN et qui autorisent de nombreuses variations inédites en ce auj concerne les propriétés technologiques des couches, comme es exemples suivants le confirment. EXEVF@E I (Variation de la constitution de la zone de combinaisco. Amn d'éviter des @ontratintes internes élevées du troisième ordre dues à des types de réseaux de nitrures placés côte à côte de @mière hétérogène, la zone de combinaison est réalisée sutant due possible ous forme monophasée, soit sur la base d nitures # soit de nitures #. La zone de combinaison # monophaséee convient @@rticu@@@@ ment en das de sollicitations dynamiques à contraintes maixms élevées, lorsqu'une couche intermétallique doit entre présente pour des raisons relatives aux propriétés de glissement et à corrosion. On ne fait intervenir que la structure FeN (voir 1 fig. 2), c'est-à-dire que le plasma de nitruration est exempt de carbone. Du carbone réactif éventuellement présent dans la matière est atteint immédiatement à la surface par l'action 4e deearburation réglable déjà mentionnée, du plasma exempt de carbone, de sorte que meme dans le cas de matières à base de à plus haute teneur en carbone les conditions de la structure FeN sont largement assurées. Pour éviter un enrichissement en azote trop important de la surface, se qui entraînerait obligatoirement la formation d'une phase Lon utilise les mesures 1 à 5 mentionnées plus haut. La fig. 7 est une représentation goniométrique radiogr@ phique de la surface d'une piece soumise à une nitruration ic- nique correspondante, qui confirme sans ambiguité l'existenct- de la phase #. L'intervention du fer&alpha; dans l'absorption rele@@ déjà de la zone de précipitation située au-dessous de la zone de combinaison et n'est ici mesurée également pr tes rayons que par suite de la faible épaisseur (environ 6 m) de la zone de combinaison. En présence dfune très faible pression de traitement, per exemple de O,1 tor, et sous des tensions de décharge élevée la zone de combinaison peut être complètement supprimée. Dans des conditions normales, c'ést-à-dire sous une pression gazeuse de quelques torr et sous des tensions de décharge inférieures à 1000 volts la zone de combinaison ,monophasée # atteint déjà au bout d'environ une heure de traitement son épais- seur maximale de 6 à 8 m environ, comme le montre la courbe 15 du diagramme de la fig. 8 dans lequel l'épaisseur G en m m de la zone de combinaison est indiquée en fonction de la durée de nitruration T exprimée en heures.Une croissance ultérieure n'est pas possible sur le plan technique de la diffusion en raison des limites de composition étroites de ce nitrure à environ 0,4 * d'azote seulement, puisque le gradient de concentration d'azote devient alors trop plat et le front de réaction (E à la fig. 1) ne peut pas pznétrer plus loin dans la matière. La variation de l'épaisseur de- la zone de combinaison monophasée #' entre 0 et S m peut être réalisée d'une façon quelconque et toujours de manière reproductible par les mesures typiques ? à 5 mentionnées plus haut. La zone de combinaison monos phasée #' est absolument exempte de pores. La zone de combinaison monophasée # convient notamment pour le cas de fortes sollicitations à friction de glissement entrat- nant des conditions de service sans lubrification, en particulier en cas de risque de corrosion sous contrainte, puisque cette couche intermétallique est dans une certaine mesure exempte de pores, ce qui n'est pas réalisable pour les couches obtenues par les autres procédés de nitruration connus. Dans le présent cas on ne fait intervenir que la structure FeCN (voir fig. 3), ctest-à-dire que le carbone s'associe essentiellement à l'azote et que cette association concerne tant le plasma de nitruration que la matière avec sa teneur naturelle en carbone. L'état monophasé susceptible d'être obtenu repose sur le fait que dans la structure ternaire FeCN la phase > / n'est guère stable et se trouve déjà supprimée perceptiblement par 0,5 % de carbone. Bien que pour des raisons théoriques relatives aux lois des phases un reste de nitrure #' et également, du fait de la structure binaire FeC, un reste de FeC.soient toujours a prévoir, ce reste ne peut cependant pas être décelé par des mesures techniques, par exemple par radiographie, comme le montre la représentation goniométrique (fig. 9) d'une zone de combinaison #, de sorte qu'il ne présente plus aucune importance au plan technique.C'est pourquoi il est plus juste du point de vue théorique de parler ici d'une zone de combinaison quasi monophasée mais du point de vue de la mesure et de l'analyse techniques l'expression zone de combinaison # monophasée est tout à fait admissible. il n'y a cependant plus d'état monophasé lorsque, outre la phase 6, la phase Xl ou la phase Fe3C ou ces deux dernières peuvent encore être décelées par voie radiographique. il importe que la teneur en carbone du plasma ne soit pas choisie trop élevée et soit adaptée à la teneur en carbone de la matière, sinon il se forme du Fe3C en quantité décelable. La teneur en azote de la zone de combinaison, par contre, doit être maintenué aussi élevée que possible en prévoyant un faible taux d'expulsion et une forte teneur en azote du plasma (voir les mesures 1 à 5 indiquées plus haut)i afin qu'en conjugaison avec le carbone les restes de la phase suivant la structure FeCN soient largement supprimés. L'épaisseur maximale G de la zone de combinaison monophasée se situe suivant la-courbe 16 de la fig. 8 à 30 environ. Cette zone est dans unelarge mesure exempte de pores. Une plus grande épaisseur de couche ne peut pas être obtenue pour des raisons techniques de diffusion, du fait que le gradient de concentration devient trop plat. Les mesures 1 à 5 citées plus haut permettent de régler l'épaisseur de couche G de manière reproductible entre O et 30)Mn, ce réglage étant cependant difficile dans l'intervalle inférieur compris entre 0 et 5)tu. EXEMPLE II (Variation de la constitution de la zone de diffusion) : L'inconvénient souvent observé qui consiste en la formation de réseaux de nitrures peut dans une large mesure être évité par les mesures 1 å 5 citées plus'haut. Etant donné que les lignes de nitrures se forment par suite de réactions de carbonitrures sur la base de la structure FeCN aux limites de grains enrichies en carbone ou aux limites précédentes de grains austénitiques, il est toujours avantageux de prévoir une nitruration décarburante effectuée au sein du plasma de décharge de façon à supprimer notamment les réseaux et lignes de nitrures au voisinage de la surface, c'ést-à-dire précisément au niveau oA par exemple les contraintes de flexion et de contact de frottement sont les plus élevées. Dans ce cas la décarburation s'effectue avantageusement de façon préférentielle le long des limites de grains et en partie également le long des limites précédentes de grains austénitiques, de sorte cu'à l'intérieur du grain même la décarburation ne s'effectue que de façon retardée et que le grain ne puisse pa subir de décohésion. La décarburation peut alors s'effectuer pendant la nitrure tion, auquel cas l'azote pénétrant dans la matière et oui se diffuse à peu près aussi rapidement que le carbone expulsé, sta bilise le grain et empêche sa croissance. la stroucture ne se trouve donc pas modifiée dans un sens défavorable, comme c'est le cas pour une décarburation préalable.Le gradient de résistance, exprimé par le profil de dureté, se différencie de celui obtenu sans décarburation par le fit que la dureté maximale au voisinage de la zone marginale est légèrement réduite et que la profondeur de durcissement est accrue pour une meme d-urêe de nitruration, de sorte que le graduent de durcissement présente avantageusement une pente moins inelirée et que des effets d'entaille sous contrainte présentant le risque d'un détachement de couche en présence d'un gradient raide de la dureté ne se produisent pas.Le diagramme de la fig. 10 représente la dureté Vickers H (HV0,5 kg/mm2) en fonction de la profondeur d (mm) au-dessous de la surface de pièces er acier du type 30 Cr Mo V9. La pièce représentée per la courbe 17 a été nitrurée au Sas pendant trente six heures à 500 C dars de l'ammoniac. la courbe 18 se ratporte-à une pièce correspondante soumise pendant vingt quatre heures à une nitruration ionique décarburante dans du NH3à510 C. Les courbes 19 et 21 de la fig. Il montrent respectivement la concentration d'azote et de carbone K en % en poids pour la pièce nitrurée an gaz, les courbes 20 et 22 se rapport tant à la pièce soumise à une nitrur tion ionique. La concerne tration d'azote est par conséquent plus élevée que dans le cas d'une nitruration normale sans décarburation contrôlée. On peut en conclure que la diffusion d'azote s'effectue plus facilement et plus rapidement à mesure que la décarburation progresse, l'absorption d'azote par le réseau étant en même temps facilitée. En cals de carburation supplémentaire les propriétés varient en sens inverse. h température et durAe de nitruration égale la dureté maximale se trouve accrue, la profondeur de nitrura tion étant en même temps réduite et le profil de dureté présen- tant par conséquent une allure plus raide. Ce risque d'éclate- ment augmente. I?s réactions, décrites ci-dessus, destinées à supprimer les lignes de nitrures dans la zone de précipitation ne sont réalisaùles qu'en conjugaison avec la formation de la zone de combinaison # ou sans aucune formation de zone de combinaison. La micrograp ie de la fig. 12 montre la zone de combinaison la zone de précipitation avec suppression de lignes de nitrures dans la sone de diffusion extérieure pour une pièce soumise à une nitruration ionique. S'il 'agit de réaliser une zone de combinaison # monophasée associée à une zone de précipitation exempte de lignes de nitrures, ce qur est en pratique plus rarement exigé, il faudrait prévoir d'une part une nitraration ionique décarburante pour la zone de précipitation et, d' autre part, une nitruration ionique carburant pour la zone de combinaison # , ce qui en principe ne paraît pas possible.Si on effectue cependant la nitruration ionique décarburante au préalable et procède ensuite à une nitruration ionique carburante de courte durée, une zone de précipitation jusqu'à un certain degré pauvre en lignes de nitrures peut néanmoins se former en association avec une zone de combinaison monophasée 6 d'épaisseur limitée. Une épuration intergranulaire préalable peut également être effectuée sans nitruration dans un gaz tel que l'argon, par exemple pendant le chauffage de la pièce, mais une croissance des grains est alors déjà inévitable par suite du manque de stabilisation de rechange par l'azote. Ce traitement préalable permet cependant d'obtenir l'absence de lignes de nitrures de manière durable jusqu'à de fortes profondeurs Dans des conditions de sollicitation particulières il peut être souhaitable que les réseaux et lignes de nitrures soient particulièrement prononcEs dans la zone de précipitation, ceci étant le cas par exemple lorsqu'une plus forte corrosion intergranulaire est à prévoir et des conditions d'usure par abrasion entraSnant un fonctionnement sans lubrification sont nécessaires également dans la zone de précipitation, les efforts dynamiques n'étant pas élevés. Dans ce cas, la nitruration s'effectue essen tellement suivant les mêmes lignes directrices que celles déjà expliquées en ce qui concerne l'obtention de zones de combinai son#monophasée épaisses par les mesures 1 à 5 mentionnées plus hart. la fig. 13 montre les zones de combinaison et de préci pitation de ces couches dans une pièce soumise à une nitruration ionique correspondante. S'il s'agit d'obtenir une zone de combinaison associée à ne zone de précipitation qui est traversée à un degré particulièrement élevé par du nitrure intergranulaire et des lignes de nitrures, ce qui est rarement exigé sur le plan des applications techniques, il convient de procéder d'abord à une nitruration tonique effeatuée avec un apport important de carbone, en évitant toutefois la formation de Fe3C, et de réduire ensuite progressivement l'apport de carbone dans le plasma. L'épaisseur de la zone de combinaison doit dès le début etre maintenue aussi faible que possible par un haut degré d'expulsion d'éléments.Ensuite la teneur en carbone doit être entièrement supprimée et le taux d'expulsion peut être encore accru, auquel cas la zone de combinaison @ monophasée déjà présente et éventuellement aussi la zone ue combinaison à phase mixte - - sont transformées en zone de combinaison /mono- phasée. Ce processus de transformation doit être limité dans le temps afin d'éviter autant que possible que lors de ce processus une décarburation ne se produise jusqu'à l'intérieur de la zone de précipitation. EXEMPLE III (Variation de la matière de base) Le mode opératoire dépend exclusivement des exigences technologiques. En cas de sollicitation dynamique et de forces d'impact supplémentaires importantes les propriétés primordiales sont la ténacité et la résistance mécanique à coeur qui peuvent être obtenues de différentes façons en fonction de la matière de la tendance à la fragilité. Dans le cas des matières exemptes de molybdène la plage de fragilité au bleu comprise entre 300 et 47000 doit être parcourue aussi pratiquement que possible lors des phases de chauffage et de refroidissement et il faut éviter qu'en aucun cas la température de nitruration ionique ne coïncide avec cette plage, le passage de celle-ci pouvant s'effectuer très rapidement et de manière exactement réglable par l'action de chauffage directe du processus de nitruration ionique sur la pièce, de même que lors du refroidissement puisque l'enceinte toujours froide ne ralentit pas le refroidissement. En outre, on peut remédier à un risque éventuel de fragilité de la matière par l'hydrogène, risque qui est inévitable dans le cas de la nitruration au gaz, en effectuant la nitruration ionique dans du plasma parfaitement exempt d'hydrogène, par exemple wn utilisant de l'azote pur et des fluides porteurs de carbone exempts d'hydrogène, auquel cas même de l'hydrogène déjà dissous dans la metière s'échappe facilement de celle-ci à cette température et dans ces conditions. La résistance à coeur désirée peut être obtenue en maintenant la température de nitruration aussi basse que possible, auquel-cas lors ce la nitruration ionique il se produit même à 3000C encore des réactions suffisantes au plan limite, alors que danstousles autres procédés de diffusion d'azote on observe une forte diminution de la diffusion. ainsi, par exemple des matières durcies ne présentant pas une solution martensitique trop forte peuvent encore être soumises à une nitruration ionique. De même, la nitruration ionique de matières à durcissement martensitique, par exemple, peut également être effectuée à 450 C auquel cas par suite de la température relativement basse la matière de base se durcit de façon optimale simultanément avec le durcissement superficiel. R E V E N D I C a 2 I C N ss 1 - Procédé pour améliorer la résistance à la fatigue SOUPb l'effet d'efforts alternés et à l'usure, les propriétés de gaz sement et la résistance à la corrosion de surfaces de pièces en fer et en acier au moyen d'une décharge électrique intensive à effluves produite à température élevée dans une atmosphère gazeuse contenant des substances capables de se diffuser, en par ticulier de l'azote et du carbone, caractérisé en ce que par le choix de la nature, la quantité et lXénergie des ions frappant la surface ainsi qu'en agissant sur la nature et la quantité des éléments expulsés les réactions se produisant au plan limite entre la surface et le plasma gazeux peuvent être influencées de façon qu'il se forme sur la matière de base une couche de diffusion à plusieurs niveaux dont la zone de combinaison- exté- rieureexempte de pores et à composition monophasée, est maintenue à l'épaisseur prescrite par décomposition partielle constantes la zone de précipitation faisant suite à la zone de combinaison étant, par décarburation, maintenue sensiblement exempte de réseaux et de lignes de nitrure voisins de la surface. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'influence exercée sur la structure de la zone de combinaison et la décarburation de la zone de précipitation se produisent simultanément. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que l'influence exercée sur la constitution de la zone de combinaison et la dcarburation de la zone de précipitation se produisent successivement dans le temps. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'échange de matière h la surface le transfert de matière à partir du plasma dans la surface se trouve accru par rapport à celui se produisant à partir de la surface vers le plasma. 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'échange de matière à la surface le transfert de matière à partir de la surface vers le plasma se trouve accru par rapport à celui se produisant à partir du plasma dans la surface. 6 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les de | l'échangs de matière à la surface le transfert de matiès a partir du plasma Jans la surface est aussi important que celui de la surface vers le plasma. 7. Procédé suisas@, la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zonc de diffusion en réalise à l'aide de substances diffusées au moyen de concentration de plasma correspondante une variation de concentration prédéterminée tant en ce qui concerne son importance que son sens et en ce que les propriétés technologiques de 1 surface se trouvent ainsi changées #-Procédé sivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zone de diffusion on réalise dans une certaine mesure une séparation par transfert de matière à partir de la surface dans le plasma, en choisissant la nature et la pression du gaz ainsi que la densité et l'énergie des ions en fonction de l'énergie d'arrachement (énergie de seuil) des éléments à arrachar principalement de la surface. 9-Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasé ou sensiblement monophasée à base de nitrure Fe4N# est réalisés. 10-Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée ou sensiblement, monophasée à base de nitrure Fe3-2-N # est réalisée. Il Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de &gamma;' est réalisée dans du plasma luminescent sensiblement exempt de carbone. 12 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que du carbone présent dans la matière à l'intérieur de la zone de combinaison monophasée &gamma;, en voie de formation est réduit à un minimum prédéterminé par l'action décarburante du transfert de matière à partir de la surface dans le plasma, lequel minimum assure encore une instabilité suffisante de la phase 13 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de &gamma;;'est réalisée dans des conditions de pression, de température, de tension et d'intensité de courant dans lesquelles le seuil statistique de l'instabilité du nitrure # continue à être dépassé par suite du bombardement ionique constant et en ce que les fortes Fe3N, Fe2N ou FeN riches en azote se condensant sur la surface de la pièce à partir du plasma sont réduites en libérant de l'azote pour se transformer en la forme Fe4N, plus pauvre en azote. 14 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 13, caractérisé en ce qu'en diminuant la pression de traitement de façon à augmenter le parcours libre des ions ainsi qu'en élevant le potentiel de décharge, on accrort l'énergie d'impact des ions et par conséquent également l'intensité de transfert de matière et abaisse la stabilité des formes de nitrure riches en azote. 15 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de 8 est obtenue par diminution de l'apport d'azote susceptible de se diffuser, en maintenant la pression partielle de l'azote et le pourcentage d'azote dans le plasma de décharge luminescente à des valeurs faibles et dans des limites déterminées. 16 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, une épaisseur prédéterminée de la zone de combinaison monophasée &gamma;, ayant été atteinte,-on empêche l'épaisseur de couche de croître encore davantage. 17 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 16, caractérisé en ce que, une épaisseur prédéterminée de la zone de combinaison monophasée &gamma;, ayant été obtenue, la pression de traitement est réduite de façon à augmenter le parcours libre des ions et le potentiel de décharge et, par conséquent, également l'énergie d'impact des ions sont accrus, ce qui a pour effet d'augmenter l'intensité de transfert de matière dans le plasma, de raccourcir la stabilité du Fie N dans le temps et d'obtenir une diminution statistique de l'épaisseur de couche. 18 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 16, caractérisé en ce que l'épaisseur de la zone de combinaisonX monophasée est influencée par le choix de la pression partielle de l'azote et du pourcentage atomique d'azote. 19 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de 6 est réalisée dans un plasma luminescent enrichi en carbone et en ce que, outre de l'azote, du carbone est également diffusé à la surface limite dans la pièce, l'apport en carbone n'étant ni trop faible en raison de la formation de 8, ni trop élevé en raison de la formation de Fe3C ou de carbure # mais adapté à la teneur en carbone de la pièce et la phase Fe3C et ; étant largement supprimée et ce dans une mesure prédéterminée. 20 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 19, caractérisé en ce que par diffusion supplémentaire de carbone il se forme un carbonitrure présentant un réseau de nitrure et la résistance à la décomposition en fonction de la température et du transfert de matière dans le plasma se trouve accrue. 21 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de est formée dans des conditions de pression, de température, de tension et d'intensité du courant dans lesquelles le seuil statistique de l'instabilité du nitrure t n'est pas dépassé par suite du bombardement ionique constant et les formes Fe3N 6 et Fe2N riches en azote se condensant à partir du plasma sur la surface de la pièce sont toujours maintenues à la moyenne statistique et seules les variétés FeN se déposant par vaporisation sur la pièce sont réduites en nitrure t. 22 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 21, caractérisé en ce qu'en augmentant la pression de traitement de façon à diminuer le parcours libre des ions ainsi qu'en abaissant le potentiel de décharge, on réduit l'énergie d'impact des ions et par conséquent également l'intensité de transfert de matière et accroît'la .stabilité des nitrures. 23 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone de combinaison monophasée à base de t est réalisée en réglant indépendamment l'un de l'autre l'apport d'azote et de carbone susceptible de se diffuser, les pressions partielles d'azote/carbone et les pourcentages atomiques d-'azote/carbone dans le plasma de décharge étant maintenus relativement élevés et à l'intérieur de limites déterminées sans que toutefois la teneur en carbone ne soit accrue au point qu'il se formerait dans.la zone de combinaison des structures à phases mixtes indésirées par suite de la formation des phases de carbure supplémentaires Fe3C et Fe7C3. 24 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 23, caractérisé en ce qu'en disposant des surfaces cathodiques additionnelles dans l'espace de décharge, on obtient un accroissement de la proportion de nitrure libre riche en azote dans le plasma de décharge, une plus forte absorption de nitrure par la surface de la pièce et un enrichissement accru en azote/ carbone de la couche marginale extérieure. 25 - Procédé suivant la revendication fl, caractérisé en ce qu'il est mis fin à la formation de la zone de combinaison monophasée après obtention d'une épaisseur de 3ae et au bout d'une durée de traitement de vingt quatre heures environ. 26 - Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'il est mis fin à la formation de la zone de combinaison monophasée # après obtention d'une épaisseur de 10 à 15 m et au bout d'une durée de traitement de une a dels heures environ 27 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la formation de la zone de combinaison monophasé # jusqu'à obtention d'une épaisseur de couche de 20 m environ, en accroissant la pression de traitement de façon à réduire le parcours libre des ions ainsi qu'en abaissant le potentiel de décharge, on accroît l'énergie d'impact des ions et par consé- quent également l'intensité de transfert de matiere et la stabi lité des nitrures jusqu'à ce que la teneur en azote de la cou- che marginale extérieure s'approche de la composition stoechio- métrique Fe2N et le gradient de concentration azote-carbone croisse, c'est-à-dire que les conditions de croissance de la couche se trouvent favorisées. 28 - Procédé suivant l'une des revendications I et 27, caractérisé en ce qu'après obtention d'une épaisseur de couche de la zone de combinaison de 20 m la pression du gaz et le potentiel de décharge sont réglés en fonction de ltinfluence prédéterminée à- exercer sur la zone de précipitation, sans tes nir compte de l'épaisseur de couche de la zone de combinaison qui continue à croître avec la durée de traitement. 29 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pente du gradient d'azote dans la partie marginale de la zone de combinaison est rendue plus forte et la diffusion dlazote-carbone et la croissance de la couche sont renforcées en accroissant la concentration d'azote dans le plasma. 30 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zone de précipitation le long des limites des grains et des limites précédentes des grains austénitiques an sein des structures obtenues par trempe est revenue, la teneur en carbone est réduite, des carbures éventuellement présents sont décomposés et les limites des grains sont rendues plus métalliques et ductiles. 31 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 30, caractérisé en ce que la diminution de la teneur en carbone et la décarburation le long des limites des grains et des limites précédentes des grains austénitiques se produisent au moins dans les zones voisines de la surface afin de supprimer les lignes et réseaux de carbonitrures. 32 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'en substituant de l'azote au carbone éliminé au moment où celui-ci se dégage, on supprime une croissance de grains et une désagrégation de la structure obtenue par trempe et revenu et évite une chute de ductilité. 33 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en substituant de l'azote au carbone, on obtient dans la surface un gradient de durcissement progressif correspondant au profil de la teneur en azote, et évite dans une large mesure le risque d'accumulation de contraintes. 34 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moyen d'une décarburation la concentration d'azote est accrue, le profil de nitruration est déplacé plus profondément dans la matière et la pente de ce gradient est rendue moins raide que dans le cas d'une nitruration sans décarburation. 35 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carbone est expulsé de la surface, des composés du carbone sont décomposés et la diffusion d'azote est ainsi facilitée et accélérée. 36 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des gaz porteurs de carbone sont ajoutées au plasma de nitruration et en ce que le degré de décarburation est réduit dans une mesure prédéterminée. 37 - Procédé suivant l'une des revendications I et 36, caractérisé en ce qu'en utilisant des quantités accrues de gaz porteur de carbone la zone de précipitation est carburée jusqu'8 un certain degré. 38 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisd en ce que le traitement est effectué dans du plasma de décharge exempt d'hydrogène de façon à éviter que les couches de nitru ration et la matière de base non atteinte par la diffusion d'azote ne deviennent fragiles en présence d'hydrogène, et à améliorer la ductilité de l'ensemble de la pièce ainsi-que sa résistance à l'entaille et au choc. 39 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lapièce est traitée par intervalles à des températures différentes, comprises notamment entre 500 et 470 C, le risque de fragilité dite au bleu de la couche de nitruration et notam- ment de la matière- sous-jascente étant cependant évitée, en particulier dans le cas d'alliages exempts de molybdène, et la ductilité de l'ensemble de la pièce étant accrue en rendant les intervalles suffisamment courts. 40 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est effectué à des températures égales ou inférieures à 4500C de façon à éviter un durcissement à coeur afin que la couche de nitruration composite située au-dessus soit mieux supportée et que la résistance totale se trouve accrue. 41 - Pièces en fer et en acier présentant une surface traitée par le procédé de la revendication 1, caractériséesen ce qu'elles présentent une zone de combinaison externe, exempte de pores et à constitution monophasée, d'une épaisseur de 10 au maximum et une zone de précipitation faisant suite à la zone de combinaison et qui est largement exempte de réseaux et lignes de nitrures voisins de la surface. 42 - Pièces suivant la revendication 41 réalisées en vue d'obtenir une ductilité maximale et une résistance extrêmement élevée aux efforts dynamiques, caractérisées en ce que la zone de combinaison externe est dans une large mesure supprimée, la matière interne ne présente pas de fragilité et la surface est capable d'un écoulement plastique sans risque de fissuratioo 43 - Pièces suivant la revendication 41, réalisées en vue d'obtenir une ductilité élevée, une haute résistance aux efforts dynamiques, ainsi qu'une résistance élevée à l'usure et une moindre résistance à la corrosion sous contrainte, caractérisées en ce qu'il est prévu une zone de combinaison monophasée non fragile à base Fe4N-g/ li- d'une épaisseur de O à 8tm et en ce que la surface est capable d'unécoulement plastique sans risque de fissuration. 44 - Pièces suivant la revendication 41 réalisées en vue d'obtenir-une halite résistance à l'usure et à la corrosion sous contrainte associée à une ductilité suffisante, caractérisées en ce qu'il est prévu une zone de combinaison monophasée à base de Fe3-2N# de O à 30 tim présentant une épaisseur uniforme. 45 - Pièces suivant la revendication 41, réalisées en vue d'obtenir une résistance maximale à l'usure à composante abrasive et une résistance maximale à la corrosion sous contrainte, caractérisées en ce qu'il est prévu une zone de combinaison monophasée à base de Fe32N de 10 à 30 tim présentant une épaisseur uniforme. 46 - Pièces suivant la revendication 41 réalisées en vue d'obtenir une résistance maximale à l'usure à composante abrasive, une haute résistance à la corrosion sous contrainte et une résistance moyenne aux contraintes dynamiques de contact, caractérisées en ce qu'il est prévu une zone de combinaison à prédominance monophasée à base de Fe4N- &gamma;' d'une épaisseur comprise entre O et 10