12 • Le fer et ses alliages
317
12.7 Aspects industriels
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La trempe étant effectuée à partir de températures plus basses permet de
réduire et de mieux maîtriser les déformations. Elle laisse toujours subsister de l’austénite résiduelle.
La dureté des surfaces carbonitrurées est plus élevée que celle des surfaces cémentées, il en est de même pour leur résistance à l’usure. Corrélativement, l’élévation du niveau des contraintes de compression dans les
régions superficielles apporte une meilleure tenue en fatigue.
La carbonitruration peut aussi être effectuée à des températures voisines
de 700 °C. Le cœur de la pièce reste alors à l’état ferrito-perlitique et c’est
l’apport d’azote qui, en abaissant l’intervalle de transformation α → γ,
provoque l’austénitisation de la couche superficielle qui alors accepte le
carbone et, ultérieurement, se transforme en martensite lors de la trempe
à l’huile qui achève le traitement. La profondeur durcie est de quelques
dixièmes de millimètre au maximum.
ᮀ La nitruration
C’est un traitement thermochimique d’enrichissement superficiel en azote
qui est réalisé dans un milieu (contenant de l’ammoniac) susceptible de
céder cet élément à l’acier. La solubilité de l’azote dans le fer α, à partir
de 500 °C est très supérieure à celle du carbone; à 590 °C elle atteint 0,10 %
(contre 0,005 % pour le carbone à la même température). Cet état de fait
permet de nitrurer les aciers en les maintenant à l’état α; ainsi il n’est
donc pas nécessaire d’effectuer une trempe après nitruration ce qui présente l’avantage de simplifier les opérations et d’éliminer certains risques
(tapures, déformations, austénite résiduelle). La nitruration peut donc se
faire sur un métal ayant subi au préalable un traitement thermique de
trempe et de revenu et possédant des caractéristiques mécaniques élevées
(la température de revenu doit alors être supérieure à la température de
nitruration mais la nitruration peut aussi faire fonction de revenu).
Après nitruration, l’azote peut se trouver dans des états différents :
– en solution solide d’insertion dans le réseau cristallin du fer α; il
forme alors la couche de diffusion (dont l’épaisseur est généralement
de l’ordre de quelques dixièmes de mm). Cette insertion produit un
durcissement limité (dureté inférieure à 500 HV) de l’acier et améliore
la résistance à la fatigue;
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12.7 Aspects industriels
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
La trempe étant effectuée à partir de températures plus basses permet de
réduire et de mieux maîtriser les déformations. Elle laisse toujours subsister de l’austénite résiduelle.
La dureté des surfaces carbonitrurées est plus élevée que celle des surfaces cémentées, il en est de même pour leur résistance à l’usure. Corrélativement, l’élévation du niveau des contraintes de compression dans les
régions superficielles apporte une meilleure tenue en fatigue.
La carbonitruration peut aussi être effectuée à des températures voisines
de 700 °C. Le cœur de la pièce reste alors à l’état ferrito-perlitique et c’est
l’apport d’azote qui, en abaissant l’intervalle de transformation α → γ,
provoque l’austénitisation de la couche superficielle qui alors accepte le
carbone et, ultérieurement, se transforme en martensite lors de la trempe
à l’huile qui achève le traitement. La profondeur durcie est de quelques
dixièmes de millimètre au maximum.
ᮀ La nitruration
C’est un traitement thermochimique d’enrichissement superficiel en azote
qui est réalisé dans un milieu (contenant de l’ammoniac) susceptible de
céder cet élément à l’acier. La solubilité de l’azote dans le fer α, à partir
de 500 °C est très supérieure à celle du carbone; à 590 °C elle atteint 0,10 %
(contre 0,005 % pour le carbone à la même température). Cet état de fait
permet de nitrurer les aciers en les maintenant à l’état α; ainsi il n’est
donc pas nécessaire d’effectuer une trempe après nitruration ce qui présente l’avantage de simplifier les opérations et d’éliminer certains risques
(tapures, déformations, austénite résiduelle). La nitruration peut donc se
faire sur un métal ayant subi au préalable un traitement thermique de
trempe et de revenu et possédant des caractéristiques mécaniques élevées
(la température de revenu doit alors être supérieure à la température de
nitruration mais la nitruration peut aussi faire fonction de revenu).
Après nitruration, l’azote peut se trouver dans des états différents :
– en solution solide d’insertion dans le réseau cristallin du fer α; il
forme alors la couche de diffusion (dont l’épaisseur est généralement
de l’ordre de quelques dixièmes de mm). Cette insertion produit un
durcissement limité (dureté inférieure à 500 HV) de l’acier et améliore
la résistance à la fatigue;