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RÉSUMÉ
Cet article présente succinctement les traitements thermiques des métaux et des alliages, leurs propriétés et leurs enjeux. Après une introduction sur l'intérêt de ces traitements, l'article explique les propriétés d'emploi des alliages métalliques et les modifications de structures possibles avec les traitements thermiques. Il explique ensuite comment contrôler les états structuraux à l'issue des traitements thermiques. Puis il détaille les grandes familles de traitements : trempe, recuit, revenus, traitements thermochimiques et autres.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Yves DESALOS : Ingénieur civil des Mines, Docteur ès sciences - Expert Métallurgie-Traitements Renault SA
INTRODUCTION
Cet article introductif rappelle d’abord la place et les enjeux des traitements thermiques des métaux et alliages.
Suivent deux paragraphes consacrés, l’un aux relations structure métallurgique-propriétés, l’autre aux principaux moyens de contrôle de cette structure par traitements thermiques.
L’article est complété par un panorama des grandes familles de traitements avec leurs limites technico-économiques.
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- Version archivée 1 de janv. 1981 par Philippe POUPEAU
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4. Grandes familles de traitements thermiques industriels
4.1 Recuits
Les recuits, cycles lents avec passage à des températures relativement élevées, peuvent être envisagés pour la plupart des alliages métalliques avec différents objectifs :
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a - diminuer les hétérogénéités chimiques (les différents types de ségrégations) résultant de la solidification du métal. Compte tenu des conditions de diffusion en phase solide, ces recuits nécessitent des maintiens prolongés à relativement hautes températures : on vise typiquement des chemins de diffusion, pour l’élément jugé trop ségrégé, de l’ordre de grandeur de la taille du grain, à savoir une cinquantaine de micromètres. Ces maintiens de plusieurs heures, à des températures absolues de l’ordre de 80 % de la température de fusion, conduisent à des structures grossières qu’il faut ensuite affiner par écrouissage et recristallisation, ou par normalisation(s) dans le cas des aciers ou fontes à transformation allotropique. Il arrive fréquemment que des « effets de mémoire » sur des veines particulièrement ségrégées en impuretés rendent difficile la restauration d’un grain fin et homogène, ou de structures considérées comme saines pour un usinage ultérieur. Les risques d’interactions surfaciques peuvent justifier une atmosphère contrôlée.
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b - affiner la taille du grain. Ce résultat ne peut être atteint que par un écrouissage (laminage, forgeage intermédiaire) suivi de recristallisation à chaud, ou par passage des températures de transformation pour les métaux et alliages présentant une (ou des) transformation(s) allotropique(s). Typiquement, pour les aciers relativement peu alliés de construction métallique ou de traitement thermique, on désigne par recuit de normalisation un maintien de l’ordre de l’heure vers 900 oC suivi de refroidissement naturel à l’air. Une taille de grain de l’ordre de 20 µm (indice ASTM 8) est alors considérée comme fine. Une telle normalisation peut aussi être mise en œuvre pour « effacer » les conséquences métallurgiques...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DOPEE 85 - Procédés électriques dans les traitements et revêtements de surface. - Collection. Electra 1989-1991.
-
(2) - GUILLET (L.), POUPEAU (P.) - Théorie des transformations à l’état solide. - Dunod (1973).
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(3) - BENARD (J.), MICHEL (A.), PHILIBERT (J.), TALBOT (J.) - Métallurgie générale. - Masson, Paris (1991).
-
(4) - BEGUINOT (J.) et al - Principes de base du traitement thermique des aciers spéciaux. - Les Aciers Spéciaux-Lavoisier. Techniques et Documentation (1997).
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(5) - CORNEILLER (P.) - Les traitements thermiques. - Les Aciers Spéciaux-Lavoisier. Techniques et Documentation (1997).
-
(6) - CONFENTE (M.) et al - Les traitements de surface. - Les Aciers Spéciaux-Lavoisier. Techniques et Documentation (1997).
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