12 • Le fer et ses alliages
316
12.7 Aspects industriels
Pour les pièces de moyenne et faible sections, tels les engrenages d’automobiles, des épaisseurs de 0,2 à 0,8 mm sont généralement suffisantes.
Le cœur de la pièce, pauvre en carbone, conserve après trempe (et selon
sa trempabilité) une structure bainitique ou perlito-bainitique, douce et
tenace qui soutient la couche durcie et assure la sécurité de fonctionnement.
L’interaction des propriétés complémentaires entre surface et sous-couche
permet donc de réaliser des pièces à la fois dures en surface, tenaces à
cœur et peu fragiles. Leur endurance est accrue par l’existence en surface
de contraintes de compression.
Les aciers de base préconisés pour la cémentation sont définis par la
norme NF EN 10084.
ᮀ La carbonitruration
C’est un traitement qui provoque un enrichissement de la surface de
l’acier simultanément en carbone et en azote par un mécanisme analogue
à celui de la cémentation. Réalisée autrefois en bain de sels (cyanuration)
elle l’est surtout aujourd’hui par voie gazeuse. L’apport de carbone se fait
au moyen de gaz de composition proche de celle des gaz de cémentation.
L’azote est apporté par des composés azotés et en particulier par l’ammoniac qui, aux températures du traitement, se dissocie. L’azote, selon la
composition de l’acier est présent en solution solide d’insertion ou partiellement précipité sous forme de carbonitrures.
La carbonitruration est effectuée à des températures comprises entre 800
et 900 °C (l’acier est à l’état austénitique). La durée de l’opération, de
l’ordre de 30 minutes à quelques heures, est inférieure à celle de la
cémentation pour des épaisseurs de couche allant de 0,05 à 0,6 mm. Le
traitement se faisant à des températures plus faibles permet de supprimer tout risque de surchauffe du métal et de grossissement du grain. La
diffusion de l’azote et du carbone se fait à des vitesses peu différentes
mais la dissociation de l’ammoniac augmentant rapidement aux températures supérieures à 600 °C, la teneur en azote des couches carbonitrurées
diminue avec l’élévation de la température, au bénéfice de la teneur en
carbone. Les proportions respectives dépendent également de la composition de l’atmosphère. Dans les cas plus courants la teneur en azote des
couches carbonitrurées est souvent inférieure à 0,6 %.
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12.7 Aspects industriels
Pour les pièces de moyenne et faible sections, tels les engrenages d’automobiles, des épaisseurs de 0,2 à 0,8 mm sont généralement suffisantes.
Le cœur de la pièce, pauvre en carbone, conserve après trempe (et selon
sa trempabilité) une structure bainitique ou perlito-bainitique, douce et
tenace qui soutient la couche durcie et assure la sécurité de fonctionnement.
L’interaction des propriétés complémentaires entre surface et sous-couche
permet donc de réaliser des pièces à la fois dures en surface, tenaces à
cœur et peu fragiles. Leur endurance est accrue par l’existence en surface
de contraintes de compression.
Les aciers de base préconisés pour la cémentation sont définis par la
norme NF EN 10084.
ᮀ La carbonitruration
C’est un traitement qui provoque un enrichissement de la surface de
l’acier simultanément en carbone et en azote par un mécanisme analogue
à celui de la cémentation. Réalisée autrefois en bain de sels (cyanuration)
elle l’est surtout aujourd’hui par voie gazeuse. L’apport de carbone se fait
au moyen de gaz de composition proche de celle des gaz de cémentation.
L’azote est apporté par des composés azotés et en particulier par l’ammoniac qui, aux températures du traitement, se dissocie. L’azote, selon la
composition de l’acier est présent en solution solide d’insertion ou partiellement précipité sous forme de carbonitrures.
La carbonitruration est effectuée à des températures comprises entre 800
et 900 °C (l’acier est à l’état austénitique). La durée de l’opération, de
l’ordre de 30 minutes à quelques heures, est inférieure à celle de la
cémentation pour des épaisseurs de couche allant de 0,05 à 0,6 mm. Le
traitement se faisant à des températures plus faibles permet de supprimer tout risque de surchauffe du métal et de grossissement du grain. La
diffusion de l’azote et du carbone se fait à des vitesses peu différentes
mais la dissociation de l’ammoniac augmentant rapidement aux températures supérieures à 600 °C, la teneur en azote des couches carbonitrurées
diminue avec l’élévation de la température, au bénéfice de la teneur en
carbone. Les proportions respectives dépendent également de la composition de l’atmosphère. Dans les cas plus courants la teneur en azote des
couches carbonitrurées est souvent inférieure à 0,6 %.