Cémentation par le carbone et carbonitruration - Mise en œuvre des traitements

1 - Matériels utilisés

• 1.1 - Description d’une ligne de traitement en bains de sels
• 1.2 - Description d’une ligne de traitement en phase gazeuse
  Figure 1 - Schéma et vue d’un four à bac de trempe incorporé traversant (Crédit IPSEN) Figure 2 - Schémas d’un four poussant simple file pour cémentation trempe de pièces de boîte de vitesse (Crédit Aichelin) Figure 3 - Schéma d’un four à sole tournante avec trempe sous presse et vue de la prise des pièces pour transfert sur la presse (Crédit Renault/Aichelin)
• 1.3 - Description d’une ligne de traitement de cémentation sous basse pression
  Figure 4 - Exemple d’une installation modulaire de cémentation basse pression (système ModulTherm ALD, constructeur IPSEN) Figure 5 - Installations de cémentation sous basse pression (constructeur ECM)

2 - Aciers de cémentation et de carbonitruration

• 2.1 - Généralités
• 2.2 - Influence des éléments d’alliage sur les teneurs superficielles en carbone et en azote
  Figure 6 - Influence des nuances d’acier sur la teneur en carbone
• 2.3 - Influence de la composition chimique de l’acier sur la résistance à cœur après cémentation ou carbonitruration
  Figure 7 - Diagramme niveau de résistance – trempabilité pour quelques nuances de cémentation Figure 8 - Diagramme niveau de résistance – trempabilité pour quelques nuances de carbonitruration
• 2.4 - Influence de la composition chimique des aciers sur la structure de la couche cémentée ou carbonitrurée
  Figure 9 - Diagramme d’équilibre fer-carbone Tableau 1 Tableau 2
• 2.5 - Influence de la composition chimique de la nuance sur l’épaisseur de traitement
  Figure 10 - Profils carbone nécessaires à différents aciers de cémentation pour obtenir une profondeur de cémentation de 1,20 mm (dureté conventionnelle de 52,5 HRC)
• 2.6 - Influence de la composition chimique des aciers sur la dureté superficielle des couches cémentées ou carbonitrurées
  Figure 11 - Courbes Jominy d’éprouvettes cémentées et facilité de cémentation
• 2.7 - Cas particulier des aciers inoxydables

3 - Caractéristiques de la couche de cémentation ou carbonitruration

• 3.1 - Dureté superficielle
  Tableau 3
• 3.2 - Profondeur conventionnelle durcie
  Figure 12 - Définition conventionnelle de la couche cémentée ou carbonitrurée Tableau 4
• 3.3 - Profondeur totale enrichie
• 3.4 - Profondeur à un niveau de dureté intermédiaire
• 3.5 - Exigences de microstructure
• 3.6 - Composition en carbone et azote de la surface
• 3.7 - Niveau des contraintes résiduelles

4 - Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées

Tableau 5 Tableau 6

• 4.1 - Comportement des structures obtenues par cémentation vis-à-vis des sollicitations de service
• 4.2 - Comportement des structures obtenues par carbonitruration vis-à-vis des sollicitations de service

5 - Normalisation et spécifications

6 - Défauts et déformations

• 6.1 - Défauts
  Figure 14 - Réseaux de carbonitrures Figure 15 - Décarburation superficielle Figure 16 - Aspect d’un « peluchage » Figure 17 - Exemple d’anomalie de trempe sur une pièce en acier 27 CD 4 carbonitrurée Tableau 7 Tableau 8 Tableau 9
• 6.2 - Déformations : variation volumiques et distorsions géométriques
  Figure 18 - Origines des déformations en traitement thermique Figure 19 - Variations dimensionnelles du diamètre primitif de la denture de pignons d’attaque de différentiel après cémentation et durcissement par trempe Figure 20 - Variations dimensionnelles de pignons de différentiel après cémentation et trempe en bain de sels Figure 21 - Influence de la température de carbonitruration sur les variations dimensionnelles de différents types de pièces
• 6.3 - Influence des défauts détectés lors du process
  Tableau 10 Tableau 11 Tableau 12 Tableau 13 Tableau 14 Tableau 15 Tableau 16 Tableau 17 Tableau 18