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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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7. Glossaire
Austénitisation ; austenitization
Processus de chauffage d’un matériau à une température supérieure à sa température d’austénisation afin de le transformer en une structure austénitique.
Carbonitruration ; carbonitriding
Procédé de traitement thermochimique combinant la cémentation et la nitruration, permettant d’obtenir à la fois une dureté superficielle accrue et une résistance à l’usure améliorée.
Cémentation ; cementation
Processus thermochimique consistant à absorber du carbone dans un acier à faible teneur pour augmenter sa dureté superficielle tout en conservant un noyau résilient.
Cémentite ; cementite
La cémentite est un composé intermétallique de fer et de carbone (Fe3C) présent dans les aciers à haute teneur en carbone. Elle est dure et cassante.
Concentrations de contraintes ; stress concentrations
Zones localisées de contraintes accrues dans un matériau, généralement causées par des irrégularités géométriques ou des défauts de fabrication.
Contraintes résiduelles ; residual stresses
Contraintes internes présentes dans un matériau résultant des traitements thermiques ou des déformations subies.
Dureté ; hardness
Résistance d’un matériau à la pénétration d’un corps étranger. Mesurée généralement à l’aide de l’échelle de dureté Rockwell ou Vickers.
Éléments alphagènes ; alpha-forming elements
Les éléments alphagènes sont des éléments d’addition alliés au fer qui favorisent la formation de la phase α (ferrite) dans les alliages fer-métal.
Éléments gammagènes ; gamma-forming elements
Les éléments gammagènes sont des éléments d’addition qui favorisent la formation de la phase γ (austénite) dans les alliages fer-métal.
Ferrite ; ferrite
La ferrite est une phase cristalline du fer qui présente une structure cubique à faces centrées. Elle est souple et magnétique.
Martensite ; martensite
La martensite est une structure cristalline métastable qui se forme lors d’une trempe rapide de l’acier....
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(3) - GAY (R.) - Matériaux pour l’ingénieur. - Dunod (2010).
-
(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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