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Étapes du procédé de trempe et revenu
Toutes les variantes du procédé incluent les étapes suivantes :
Austénitisation
Échauffement du matériau à une température spécifique pour permettre une formation complète de l’austénite. Le carbone nécessaire à la trempe est lié aux carbures avant la trempe. Ceux-ci se décomposent pendant l’austénitisation et le carbone libéré est dissous dans la structure réticulaire de l’austénite. Afin que la décomposition ait également lieu à l’intérieur du composant, la pièce doit être maintenue à température stable pendant un certain temps. En cas de cémentation, la teneur en carbone de la couche superficielle est augmentée au cours de cette étape. La température d’austénitisation doit être supérieure d’au moins 30 °C au point de transformation.
Revenu
Le refroidissement à partir de la température d’austénitisation doit se produire à une vitesse minimale spécifique au matériau afin d’éviter la formation de phases d’équilibre contrôlées par diffusion. Du fait du processus de revenu, le carbone dissous dans l’austénite reste contraint pendant la transformation dans la réticulation du réseau centré dans l’espace cubique (ferrite) et élargit cette réticulation dans une direction tétragonale (martensite). La martensite est très rigide et friable.
Le milieu de refroidissement joue un rôle décisif dans l’obtention de la vitesse de revenu souhaitée. Le choix dépend, entre autres, du matériau, de la géométrie, de la section transversale et de la dureté souhaités.
Les principaux milieux de revenu sont les suivants :
Air (gaz) → polymères → huile → sel → eau
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Intensité de revenu
Recuit
Le procédé de recuit est un traitement thermique exécuté en aval du procédé de trempe afin d’ajuster la ductilité et la dureté selon les valeurs souhaitées.
Après la trempe, l’acier est immergé à des températures relativement basses, comprises entre 200 et 400 °C. Il est ensuite trempé et recuit à nouveau.
Dans le cas du procédé de revenu, les températures de recuit sont comprises entre 550 et 700 °C.
Les couleurs de recuit sont produites lorsque le recuit est effectué sous l’influence d’oxygène. Une couche d’oxyde se forme, dont l’épaisseur et la couleur sont déterminées par la température.
Utilisation de gaz inertes, en particulier à des températures de recuit élevées :
- Azote
- Hydrogène
Transformation de l’austénite résiduelle
La transformation de l’austénite résiduelle désigne la transformation ultérieure de l’austénite résiduelle qui subsiste dans la pièce après la trempe jusqu’à obtention de l’état de martensite. En savoir plus
Cémentation
Lors de la cémentation de l’acier, la région marginale est enrichie en carbone pendant l’austénitisation. Pendant la trempe, la formation de martensite se produit dans la couche de surface, tandis que le cœur conserve sa ductilité.
On utilise ici des gaz inertes qui sont capables de libérer du carbone sur les pièces et d’augmenter ainsi la teneur en carbone dans la région marginale. Les gaz inertes couramment employés sont l’azote, l’hydrogène et le monoxyde de carbone (endogaz, azote/méthanol). Il est également possible d’employer des mélanges de gaz techniques, dont la composition est adaptée aux matériaux et aux étuves du procédé.
- Procédé à l’azote/méthanol
- Endogaz
- Azote - Hydrogène - Propane/méthane