Présentation
Auteur(s)
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Dominique GHIGLIONE : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon (ECL) - Ingénieur au Service Matériaux et Traitements thermiques du Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)
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Claude LEROUX : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Directeur Général de Partiot SA
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Christian TOURNIER : Ingénieur Diplômé par l’État (DPE) - Directeur Technique et qualité de la Société Vide et Traitements Services
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Lire l’articleINTRODUCTION
La nitruration ou apport d’azote par diffusion à des températures comprises entre 350 et 600 oC est à la base d’une famille de traitements qui diffèrent par la nature des éléments complémentaires d’apport (C, O, S...) et les modes de mise en œuvre.
Le durcissement de la couche traitée est obtenu par transformation in situ lors de la diffusion et, de ce fait, aucun traitement complémentaire n’est nécessaire.
Les propriétés d’emploi des pièces nitrurées ou nitrocarburées dépendent fortement des nuances d’acier utilisées et des microstructures obtenues par traitement.
Le choix d’un procédé est donc conditionné par les possibilités de réalisation de la structure souhaitée et, bien entendu, par les critères économiques.
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- Version courante de juin 2012 par Claude LEROUX
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8. Traitements thermiques préalables
8.1 Trempe et revenu
L’état de traitement thermique du matériau sur lequel va être effectuée une nitruration est particulièrement important et, dans beaucoup de cas, il détermine la qualité du produit final. Généralement, la plupart des aciers sont utilisés à l’état trempé revenu et nous avons eu déjà l’occasion de signaler que, dans cette éventualité, il était nécessaire que le dernier revenu ait été pratiqué à une température supérieure à celle de la nitruration, afin que les caractéristiques du métal de base n’évoluent pas (typiquement 20 à 50 oC).
Certains aciers qui présentent un pic de durcissement secondaire lors du revenu (38 CrMoV 5, X 100 CrMoV 5, X 160 CrMoV 12...) permettent d’obtenir un même niveau de dureté soit en utilisant un durcissement par trempe avec une austénitisation à basse température et un revenu à basse température (inférieure à 300 oC), soit en réalisant un cycle comprenant une austénitisation à haute température et un revenu également à haute température (compatible avec les températures de nitruration). Il sera donc important pour ces nuances de tenir compte des exigences dues à la nitruration dès le stade du traitement dans la masse pour l’obtention de la dureté à cœur.
Il faut également tenir compte du fait que les temps de nitruration peuvent être longs et, pour assurer une véritable stabilité des propriétés, on doit raisonner en considérant à la fois le temps et la température de nitruration. On peut utiliser pour cela les nombreuses données publiées à ce sujet pour le revenu. Pour ce faire, on évalue l’équivalence temps-température correspondant au traitement de nitruration que l’on doit pratiquer et l’on compare les valeurs obtenues à celles correspondant aux revenus qui ont été réalisés sur la pièce (voir exemple figure ) ; il est alors possible de prévoir l’importance de l’évolution de la dureté à cœur de la pièce.
L’étude des mécanismes du revenu montre que, au cours des derniers stades, vers les hautes températures de revenu, les éléments d’alliage de l’acier peuvent diffuser ; ils viennent alors participer à la constitution des carbures. De ce...
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