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Pratique des traitements thermochimiques| Réf : M1226 v1
Auteur(s) : Dominique GHIGLIONE, Claude LEROUX, Christian TOURNIER
Date de publication : 10 juil. 1994
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Le traitement de cémentation appliqué aux aciers est un traitement thermochimique superficiel d’enrichissement en carbone réalisé en phase austénitique (généralement 900 à 980 oC). Il est destiné à obtenir après refroidissement un durcissement superficiel par trempe.
On sait que le durcissement superficiel d’un alliage fer-carbone par transformation martensitique est directement relié à sa teneur en carbone (figure ). La recherche d’une dureté maximale conduit à obtenir des teneurs superficielles en carbone comprises entre 0,7 et 0,9 % de carbone.
Appliquée sur un acier à faible teneur en carbone, la cémentation est un moyen de durcissement superficiel permettant d’assurer une forte mise en précontrainte de compression de la surface et une bonne résistance à l’usure grâce à l’obtention d’une martensite à haute teneur en carbone, tout en garantissant à cœur une bonne ductilité grâce à l’obtention d’une martensite à bas carbone (la transformation du cœur sera, selon la trempabilité de l’alliage et la section de la pièce à traiter, totale ou partielle).
Les profondeurs de diffusion du carbone seront pratiquement limitées à 4 mm pour des raisons économiques évidentes.
Les fortes profondeurs seront réservées aux pièces de mécanique lourde, les profondeurs les plus courantes variant de 0,3 à 2,5 mm.
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La carbonitruration est un traitement thermochimique de diffusion de carbone et d’azote.
L’azote comme le carbone diffusent en solution solide d’insertion dans le fer, toutefois l’azote n’est pas utilisé comme le carbone pour obtenir une solution sursaturée du type martensitique après refroidissement rapide, mais seulement pour modifier les cinétiques de réaction du milieu carburant et de diffusion du carbone dans l’acier ainsi que la cinétique de la transformation martensitique.
On se reportera à l’article Transformations dans les aciers dans ce traité. En résumé l’azote :
augmente le domaine de la solubilité du carbone dans l’austénite...
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