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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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5. Traitements thermochimiques
5.1 Résilience et résistance à l’usure
Dans le domaine de la construction mécanique, il est souvent nécessaire que les pièces présentent à la fois une grande résilience et une résistance élevée à l’usure, par exemple dans le cas des essieux de véhicules. Cependant, ces deux exigences fondamentales sont généralement opposées, ce qui rend difficile de les atteindre simultanément. Pour résoudre ce problème, des traitements thermochimiques ont été développés afin de créer des hétérogénéités dans des pièces initialement homogènes. Ces traitements visent à augmenter considérablement la dureté de la périphérie d’une pièce sans modifier sa dureté interne.
Pour cela, on modifie la couche superficielle d’un métal en y diffusant un élément tel que le carbone, l’azote, etc., à partir de sa surface. Cette diffusion s’effectue à une température élevée, mais elle ne dépasse pas le point de fusion du métal concerné.
HAUT DE PAGE5.2 Cémentation
La cémentation consiste à faire absorber du carbone (environ 0,9 à 1 %) par un acier à faible teneur en carbone afin de former un alliage hétérogène. Ainsi, une quantité de carbone suffisante se trouve en surface pour obtenir une grande dureté après trempe, tout en conservant un noyau résilient.
HAUT DE PAGE
Le processus de cémentation se déroule de la manière suivante :
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les pièces sont mises en contact avec des éléments riches en carbone, appelés céments ;
-
les pièces sont chauffées à une température supérieure à Ac3, qui correspond à la température austénitique ;
-
un...
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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).
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(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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