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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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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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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1981 par Philippe POUPEAU
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Contrôle des états structuraux par traitement thermiqueArticle inclus dans l'offre
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2. Propriétés d’emploi et relations structures-propriétés
2.1 Principales propriétés d’emploi des alliages métalliques
Les domaines d’emploi des métaux et alliages peuvent varier dans une très large mesure, et le choix du matériau et de son traitement passe d’abord par un cahier des charges le plus précis possible des conditions d’emploi prévues. Un premier tri technico- économique rejette en général assez vite les alliages réalisant des compromis trop larges : inutile d’envisager un acier très allié et très pur (refondu sous vide, par exemple), traité à un haut niveau de limite d’élasticité, pour réaliser une poutre en construction soudée... L’expérience se charge d’attacher à chaque famille d’alliages des conditions d’emploi et des possibilités de valorisation, que peut d’ailleurs faire évoluer le contexte technico-économique au gré de nouvelles exigences d’emploi.
Plus généralement, on peut décomposer toute pièce en un certain nombre de surfaces fonctionnelles, chacune de celles-ci devant faire face à des sollicitations mécaniques déterminées, dans un environnement donné. L’idéal serait de pouvoir mettre en face de chaque surface fonctionnelle un cahier des charges avec des besoins en propriétés quantifiables.
On aboutit finalement, pour chaque famille d’alliages, à des domaines d’emploi dont on peut synthétiser les performances par des caractéristiques mesurables et reconnues de tous. De ces dernières, on peut dresser la liste non exhaustive suivante attachée aux grandes familles d’emploi.
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Comportement élastique : module d’Young et de Poisson, limite d’élasticité rapportée à la masse volumique... Sont concernées toutes les pièces qui ne sont pas soumises à des sollicitations répétées significatives et qui doivent seulement travailler en statique bien au-dessous de la limite d’élasticité. Quand elles sont en acier, ces pièces font rarement l’objet d’un traitement thermique.
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Risques de rupture en statique : résistance, ductilité. Ces pièces peuvent être exceptionnellement sollicitées jusqu’au niveau de l’allongement réparti, avant l’apparition de l’instabilité de striction.
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Risques de rupture en dynamique : résiliences diverses, ténacité (K1C).
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Risques de rupture en sollicitations...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(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).
-
(5) - CORNEILLER (P.) - Les traitements thermiques. - Les Aciers Spéciaux-Lavoisier. Techniques et Documentation (1997).
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(6) - CONFENTE (M.) et al - Les traitements de surface. - Les Aciers Spéciaux-Lavoisier. Techniques et Documentation (1997).
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