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RÉSUMÉ
Cet article aborde les différents traitements thermiques utilisés dans le domaine du BTP et du génie civil pour modifier les caractéristiques mécaniques des matériaux métalliques. Les diagrammes TRC et TTT sont présentés comme des outils essentiels pour comprendre et contrôler les transformations structurales des aciers lors des traitements thermiques. De plus, l'article met en évidence l'impact des éléments d'addition dans les aciers sur ces transformations. Il discute ensuite de différents types de traitements thermiques spécifiques, tels que le recuit, la trempe et le revenu, ainsi que des traitements thermochimiques comme la cémentation, la nitruration et la carbonitruration, utilisés pour améliorer les propriétés des pièces en construction mécanique.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les traitements thermiques sont au cœur de nombreuses industries, notamment le BTP et le génie civil. Ils sont le pilier sur lequel repose la modification des propriétés mécaniques des matériaux métalliques pour répondre à une grande variété de besoins fonctionnels et structurels. Les techniques de traitement thermique, y compris le recuit, la trempe, le revenu et divers traitements thermochimiques comme la cémentation, la nitruration et la carbonitruration, peuvent apporter des améliorations significatives en matière de dureté, de résilience et de résistance à l’usure des matériaux métalliques. Les diagrammes TTT (temps, température, transformation) et TRC (traitement refroidissement continu), ainsi que la compréhension de l’impact des éléments d’addition dans les aciers, sont des outils clefs pour guider ces transformations et pour contrôler précisément les propriétés finales des matériaux. Dans ce contexte, l’objectif de cet article est de fournir une vue d’ensemble de ces processus et de mettre en lumière leurs applications dans le BTP et le génie civil.
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3. Diagramme d’équilibre de l’alliage fer-cémentite
Le diagramme d’équilibre de l’alliage fer-cémentite, comme décrit dans la section précédente (II), est représenté par les lignes GSE (globulite, solubilité, eutectoïde) et PSK (perlite, solubilité, cémentite). Ces lignes délimitent l’ensemble des points de transformation des aciers, comme illustré en figure 7.
3.1 Comportement de l’acier au refroidissement
Les aciers hypoeutectoïdes sont composés de ferrite et de perlite. Lors d’un chauffage progressif, la courbe θ = f(t) (température en fonction du temps) présente une anomalie à 721 °C, appelée point de transformation A1, correspondant au passage de la perlite à l’austénite.
Au-dessus de 721 °C, la ferrite se transforme en fer γ qui se combine à l’austénite déjà formée. À la température θ3 (transformation A3), cette opération s’achève et l’acier est alors exclusivement composé d’austénite, dont la teneur en carbone est égale à celle de l’acier initial.
Au-dessus de θ3, toute nouvelle élévation de température n’apporte plus de modification.
Lors d’un refroidissement lent, l’acier peut retrouver sa structure initiale.
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Les aciers eutectoïdes sont exclusivement composés de perlite. La transformation de la perlite en austénite débute, se poursuit et s’achève à 721 °C.
Les points A1 et A3 sont donc confondus. Une élévation de température au-dessus de 721 °C n’apporte aucune modification.
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Les aciers hypereutectoïdes sont composés de cémentite libre et de perlite. À 721 °C,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BOURLIER (L.), BARRALLIER (L.), BECHADE (J.-L.) - Les aciers. - Dunod (2012).
-
(2) - DOSSET (J.), TOTTEN (G.E.) - Traitements thermiques des aciers. - ISTE Group (2012).
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(3) - GAY (R.) - Matériaux pour l’ingénieur. - Dunod (2010).
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(4) - BRECHET (Y), EMBURY (J.D.) - Les matériaux. - EDP Sciences (2016).
NORMES
-
Aciers de construction – Nuances et qualités des aciers de traitement thermique. - NF A 35-503 -
-
Aciers pour traitement thermique, aciers pour trempe et revenu – Conditions techniques de livraison. - NF A 35-551 -
-
Produits laminés à chaud d’acier de construction – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-205 -
-
Produits en acier laminés à chaud pour formage à froid – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-607 -
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