7 • Les traitements
thermiques
188
7.1 Les opérations
du traitement de durcissement
■ Les fluides de refroidissement utilisés dans l’industrie
et leurs conditions d’utilisation
Les fluides utilisés dans l’industrie sont liquides, gazeux ou mixtes.
ᮀ Les fluides liquides
Deux types de milieux liquides sont utilisés industriellement : les milieux
aqueux (eau avec éventuellement des additifs) et les huiles minérales. Ces
milieux réalisent des refroidissements en trois stades qui comportent :
– une première étape (dite de caléfaction) pendant laquelle le liquide est
vaporisé au contact du métal et constitue autour de lui une gaine de
vapeur à travers laquelle se fait le refroidissement; celui-ci est alors
relativement lent;
– une deuxième étape (dite d’ébullition) pendant laquelle la gaine de
vapeur n’est plus stable; le liquide vient se volatiliser au contact du
métal et, de ce fait, le refroidissement est rapide;
– une troisième phase (dite de convection) pendant laquelle le liquide
s’échauffe au contact du métal dont la température en surface est inférieure à la température d’ébullition du liquide; le refroidissement est
alors relativement lent.
Cette description montre toute l’importance qu’aura l’agitation du liquide
sur la rapidité du refroidissement, agitation qui permettra de briser la
gaine de vapeur ou d’accélérer la convection. Il faut noter que la température initiale du fluide a aussi une grande importance car plus elle est
proche de la température d’ébullition du liquide, plus la phase de caléfaction (et donc de refroidissement lent) est prolongée; le début de la
phase de refroidissement rapide en est retardé d’autant et se trouve donc
reporté vers des températures plus basses (la vitesse maximale au cours
de cette phase est aussi diminuée).
L’eau permet de réaliser les refroidissements les plus rapides; son efficacité peut être modifiée par des additions :
– de polymères qui, toutes choses égales par ailleurs, diminuent la rapidité du refroidissement;
– de chlorure de sodium (5 à 10 %) ou d’hydroxyde de sodium (5 à 10 %)
qui augmentent la rapidité du refroidissement.
thermiques
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7.1 Les opérations
du traitement de durcissement
■ Les fluides de refroidissement utilisés dans l’industrie
et leurs conditions d’utilisation
Les fluides utilisés dans l’industrie sont liquides, gazeux ou mixtes.
ᮀ Les fluides liquides
Deux types de milieux liquides sont utilisés industriellement : les milieux
aqueux (eau avec éventuellement des additifs) et les huiles minérales. Ces
milieux réalisent des refroidissements en trois stades qui comportent :
– une première étape (dite de caléfaction) pendant laquelle le liquide est
vaporisé au contact du métal et constitue autour de lui une gaine de
vapeur à travers laquelle se fait le refroidissement; celui-ci est alors
relativement lent;
– une deuxième étape (dite d’ébullition) pendant laquelle la gaine de
vapeur n’est plus stable; le liquide vient se volatiliser au contact du
métal et, de ce fait, le refroidissement est rapide;
– une troisième phase (dite de convection) pendant laquelle le liquide
s’échauffe au contact du métal dont la température en surface est inférieure à la température d’ébullition du liquide; le refroidissement est
alors relativement lent.
Cette description montre toute l’importance qu’aura l’agitation du liquide
sur la rapidité du refroidissement, agitation qui permettra de briser la
gaine de vapeur ou d’accélérer la convection. Il faut noter que la température initiale du fluide a aussi une grande importance car plus elle est
proche de la température d’ébullition du liquide, plus la phase de caléfaction (et donc de refroidissement lent) est prolongée; le début de la
phase de refroidissement rapide en est retardé d’autant et se trouve donc
reporté vers des températures plus basses (la vitesse maximale au cours
de cette phase est aussi diminuée).
L’eau permet de réaliser les refroidissements les plus rapides; son efficacité peut être modifiée par des additions :
– de polymères qui, toutes choses égales par ailleurs, diminuent la rapidité du refroidissement;
– de chlorure de sodium (5 à 10 %) ou d’hydroxyde de sodium (5 à 10 %)
qui augmentent la rapidité du refroidissement.