{"id":115934,"date":"2022-05-08T00:15:39","date_gmt":"2022-05-07T23:15:39","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-la-trempe-des-metaux-definition\/"},"modified":"2022-05-09T10:42:02","modified_gmt":"2022-05-09T09:42:02","slug":"quest-ce-que-la-trempe-des-metaux-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-la-trempe-des-metaux-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que la trempe des m\u00e9taux – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

Le terme revenu fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 un traitement thermique utilis\u00e9 pour augmenter la t\u00e9nacit\u00e9 des alliages \u00e0 base de fer.\u00a0La trempe est g\u00e9n\u00e9ralement effectu\u00e9e apr\u00e8s le durcissement, pour r\u00e9duire une partie de l’exc\u00e8s de duret\u00e9, et se fait en chauffant le m\u00e9tal \u00e0 une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure au point critique pendant une certaine p\u00e9riode de temps.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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\"Travail<\/a>Les m\u00e9taux<\/span><\/strong>\u00a0peuvent \u00eatre trait\u00e9s thermiquement pour modifier les propri\u00e9t\u00e9s de\u00a0<\/span>r\u00e9sistance<\/span><\/a>, de\u00a0<\/span>ductilit\u00e9<\/span><\/a>, de\u00a0<\/span>t\u00e9nacit\u00e9<\/span><\/a>, de\u00a0<\/span>duret\u00e9<\/span><\/a>\u00a0ou de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.\u00a0Il existe un certain nombre de ph\u00e9nom\u00e8nes qui se produisent dans les m\u00e9taux et alliages \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es.\u00a0Par exemple, la recristallisation et la d\u00e9composition de l’aust\u00e9nite.\u00a0Ceux-ci sont efficaces pour modifier les caract\u00e9ristiques m\u00e9caniques lorsque des traitements thermiques ou des processus thermiques appropri\u00e9s sont utilis\u00e9s.\u00a0En fait, l’utilisation de traitements thermiques sur les alliages commerciaux est une pratique extr\u00eamement courante.\u00a0Les processus de traitement thermique courants comprennent le recuit, le durcissement par pr\u00e9cipitation, la trempe et le revenu.<\/span><\/p>\n

Trempe<\/span><\/h2>\n

Le terme\u00a0<\/span>revenu<\/span><\/strong>\u00a0fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 un traitement thermique utilis\u00e9 pour augmenter la t\u00e9nacit\u00e9 des alliages \u00e0 base de fer.\u00a0La trempe est g\u00e9n\u00e9ralement effectu\u00e9e apr\u00e8s le durcissement, pour r\u00e9duire une partie de l’exc\u00e8s de duret\u00e9, et se fait en chauffant le m\u00e9tal \u00e0 une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure au point critique pendant une certaine p\u00e9riode de temps, puis en le laissant refroidir \u00e0 l’air calme.\u00a0<\/span>La trempe<\/span><\/strong>\u00a0rend le m\u00e9tal moins dur tout en le rendant plus apte \u00e0 supporter les impacts sans se casser.\u00a0Le revenu entra\u00eenera la pr\u00e9cipitation des \u00e9l\u00e9ments d’alliage dissous ou, dans le cas des aciers tremp\u00e9s, am\u00e9liorera la r\u00e9sistance aux chocs et les propri\u00e9t\u00e9s ductiles.\u00a0Lors du chauffage, les atomes de carbone diffusent et r\u00e9agissent en une s\u00e9rie d’\u00e9tapes distinctes qui forment finalement Fe<\/span>3<\/span><\/sub>C ou un carbure d’alliage dans une matrice de ferrite de niveau de contrainte progressivement d\u00e9croissant.<\/span><\/p>\n

Pour la trempe, la temp\u00e9rature est beaucoup plus importante que le temps \u00e0 temp\u00e9rature.\u00a0La temp\u00e9rature exacte d\u00e9termine la quantit\u00e9 de duret\u00e9 retir\u00e9e et d\u00e9pend \u00e0 la fois de la composition sp\u00e9cifique de l’alliage et des propri\u00e9t\u00e9s souhait\u00e9es dans le produit fini.\u00a0Par exemple, les outils tr\u00e8s durs sont souvent tremp\u00e9s \u00e0 basse temp\u00e9rature, entre 150 et 200\u00b0 et conservent une grande partie de la duret\u00e9 et de la r\u00e9sistance de la martensite tremp\u00e9e et offrent une l\u00e9g\u00e8re am\u00e9lioration de la ductilit\u00e9 et de la t\u00e9nacit\u00e9. Alors que les ressorts sont temp\u00e9r\u00e9s \u00e0 des temp\u00e9ratures beaucoup plus \u00e9lev\u00e9es.\u00a0Un revenu au-dessus de 425 \u00b0C am\u00e9liore consid\u00e9rablement la ductilit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9, mais au d\u00e9triment de la duret\u00e9 et de la r\u00e9sistance.\u00a0Dans certaines conditions, la duret\u00e9 peut ne pas \u00eatre affect\u00e9e par le revenu ou m\u00eame en \u00eatre augment\u00e9e. De plus, les aciers alli\u00e9s qui contiennent un ou plusieurs des \u00e9l\u00e9ments formant du carbure (chrome, molybd\u00e8ne, vanadium et tungst\u00e8ne) sont capables de durcissement secondaire: ils peuvent devenir un peu plus durs \u00e0 la suite du revenu.<\/span><\/p>\n

Autrempe<\/span><\/h3>\n

L’austempering<\/span><\/strong>\u00a0est un traitement thermique utilis\u00e9 pour former de la\u00a0<\/span>bainite<\/span><\/strong><\/a>\u00a0pure , une microstructure de transition trouv\u00e9e entre\u00a0<\/span>la perlite<\/span><\/a>\u00a0et la\u00a0<\/span>martensite<\/span><\/a>.\u00a0L’aust\u00e9nitisation consiste \u00e0 refroidir rapidement la pi\u00e8ce m\u00e9tallique de la temp\u00e9rature d’aust\u00e9nitisation \u00e0 environ 230 \u00e0 400 \u00b0C, en maintenant \u00e0 une temp\u00e9rature constante pour permettre une transformation isotherme. Pour \u00e9viter la formation de perlite ou de martensite, l’acier est tremp\u00e9 dans un bain de m\u00e9taux en fusion ou de sels.\u00a0L’acier est ensuite maintenu \u00e0 la temp\u00e9rature de formation de la bainite, au-del\u00e0 du point o\u00f9 la temp\u00e9rature atteint un \u00e9quilibre, jusqu’\u00e0 ce que la bainite se forme compl\u00e8tement.\u00a0L’acier est ensuite retir\u00e9 du bain et refroidi \u00e0 l’air, sans formation de perlite ou de martensite.\u00a0Selon la temp\u00e9rature de maintien, l’austreme peut produire de la bainite sup\u00e9rieure ou inf\u00e9rieure.<\/span><\/p>\n

Bainite <\/span><\/strong>est une microstructure en forme de plaque qui se forme dans les aciers \u00e0 partir d’aust\u00e9nite lorsque les vitesses de refroidissement ne sont pas assez rapides pour produire de la martensite mais sont encore assez rapides pour que le carbone n’ait pas assez de temps pour se diffuser pour former de la perlite.\u00a0le diff\u00e9rence cl\u00e9 entre la perlite et la bainite est que la perlite contient des couches altern\u00e9es de ferrite et de c\u00e9mentite tandis que la bainite a une microstructure en forme de plaque.\u00a0Fine structure non lamellaire, la bainite est g\u00e9n\u00e9ralement constitu\u00e9e de c\u00e9mentite et de ferrite riche en dislocations.\u00a0La grande densit\u00e9 de dislocations dans la ferrite pr\u00e9sente dans la bainite et la taille fine des plaquettes bainitiques rendent cette ferrite plus dure qu’elle ne le serait normalement.\u00a0Les aciers bainitiques sont g\u00e9n\u00e9ralement plus r\u00e9sistants et plus durs que les aciers perlitiques;\u00a0pourtant ils pr\u00e9sentent une r\u00e9sistance sup\u00e9rieure aux chocs.<\/span><\/p>\n

La trempe est applicable \u00e0 la plupart des aciers \u00e0\u00a0<\/span>moyenne teneur en carbone<\/span><\/a>\u00a0et des\u00a0<\/span>aciers alli\u00e9s<\/span><\/a>.\u00a0Les aciers faiblement alli\u00e9s sont g\u00e9n\u00e9ralement limit\u00e9s \u00e0 des sections de 9,5 mm ou moins, tandis que les aciers plus durcissables peuvent \u00eatre tremp\u00e9s en sections jusqu’\u00e0 50 mm d’\u00e9paisseur.<\/span><\/p>\n

Le terme\u00a0<\/span>trempe<\/span><\/strong>\u00a0fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 un traitement thermique dans lequel un mat\u00e9riau est rapidement refroidi dans de l’eau, de l’huile ou de l’air pour obtenir certaines propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau, en particulier la\u00a0<\/span>duret\u00e9<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Dans les alliages ferreux, la\u00a0<\/span>trempe<\/span><\/strong>\u00a0est le plus souvent utilis\u00e9e pour durcir l’acier en introduisant de la\u00a0<\/span>martensite<\/span><\/strong><\/a>, tandis que les alliages non ferreux deviendront g\u00e9n\u00e9ralement plus mous que la normale.\u00a0Au-dessus de cette temp\u00e9rature critique, un m\u00e9tal est partiellement ou totalement aust\u00e9nitis\u00e9, la vitesse de refroidissement de l’acier doit \u00eatre rapide pour laisser l’aust\u00e9nite se transformer en bainite ou martensite m\u00e9tastable.<\/span><\/p>\n

Le choix d’un milieu de trempe d\u00e9pend de la trempabilit\u00e9 de l’alliage particulier, de l’\u00e9paisseur et de la forme de la section impliqu\u00e9e et des vitesses de refroidissement n\u00e9cessaires pour obtenir la microstructure souhait\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Martensite tremp\u00e9e<\/span><\/span><\/h2>\n

La capacit\u00e9 relative d’un alliage ferreux \u00e0 former de la martensite est appel\u00e9e trempabilit\u00e9.\u00a0La trempabilit\u00e9 est couramment mesur\u00e9e comme la distance sous une surface tremp\u00e9e \u00e0 laquelle le m\u00e9tal pr\u00e9sente une duret\u00e9 sp\u00e9cifique de 50 HRC, par exemple, ou un pourcentage sp\u00e9cifique de martensite dans la microstructure.\u00a0La duret\u00e9 la plus \u00e9lev\u00e9e d’un acier perlitique est de 43 HRC alors que la martensite peut atteindre 72 HRC.\u00a0<\/span>Martensite fra\u00eeche<\/span><\/strong>\u00a0est tr\u00e8s fragile si la teneur en carbone est sup\u00e9rieure \u00e0 environ 0,2 \u00e0 0,3 %.\u00a0Il est si fragile qu’il ne peut pas \u00eatre utilis\u00e9 pour la plupart des applications.\u00a0Cette fragilit\u00e9 peut \u00eatre supprim\u00e9e (avec une certaine perte de duret\u00e9) si l’acier tremp\u00e9 est l\u00e9g\u00e8rement chauff\u00e9 dans un processus connu sous le nom de revenu.\u00a0La trempe est r\u00e9alis\u00e9e en chauffant un acier martensitique \u00e0 une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure \u00e0 l’eutecto\u00efde pendant une p\u00e9riode de temps sp\u00e9cifi\u00e9e (par exemple entre 250\u00b0C et 650\u00b0C).<\/span><\/p>\n

Ce traitement thermique de revenu permet, par des proc\u00e9d\u00e9s diffusionnels, la formation de martensite revenue, selon la r\u00e9action :<\/span><\/p>\n

martensite (BCT, monophas\u00e9) \u2192 martensite revenu (ferrite + phases Fe<\/span>3<\/span><\/sub>C)<\/span><\/strong><\/p>\n

o\u00f9 la martensite monophasique BCT, sursatur\u00e9e en carbone, se transforme en <\/span>martensite tremp\u00e9e<\/span><\/strong>, compos\u00e9e des phases stables de ferrite et de c\u00e9mentite.\u00a0Sa microstructure est similaire \u00e0 la microstructure de la sph\u00e9ro\u00efdite, mais dans ce cas, la martensite tremp\u00e9e contient des particules de c\u00e9mentite extr\u00eamement petites et uniform\u00e9ment dispers\u00e9es int\u00e9gr\u00e9es dans une matrice de ferrite continue.\u00a0La martensite tremp\u00e9e peut \u00eatre presque aussi dure et r\u00e9sistante que la martensite, mais avec une ductilit\u00e9 et une t\u00e9nacit\u00e9 sensiblement am\u00e9lior\u00e9es.<\/span><\/p>\n

Autres processus<\/span><\/h2>\n