Présentation
Auteur(s)
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Dominique GHIGLIONE : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon (ECL) - Ingénieur au Département Matériaux et Traitements thermiques du Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)
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Claude LEROUX : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Directeur Général de Partiot SA
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Christian TOURNIER : Ingénieur Diplômé par l’État (DPE) - Directeur Technique de la Société Vide et Traitement. Lagny
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cémentation et carbonitruration sont deux traitements thermochimiques voisins. Dans les deux cas, l’élément de diffusion principal est le carbone, l’azote n’intervient dans le cas de la carbonitruration que pour favoriser le durcissement par le carbone (amélioration du transfert et de la diffusion du carbone, élévation de la trempabilité de la couche cémentée grâce à l’enrichissement en azote).
Le durcissement est obtenu par trempe et les cycles de traitement thermique après diffusion sont conduits selon les mêmes principes.
Les aciers employés appartiennent aux mêmes familles.
Les applications sont comparables et le choix de l’un ou l’autre des procédés repose sur des considérations économiques globales (mise en œuvre du procédé, acier) et assez peu sur des considérations de performances mécaniques obtenues sur les pièces.
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- Version courante de déc. 2011 par Claude LEROUX
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Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées9. Aciers de cémentation et de carbonitruration
9.1 Généralités
Le choix de l’acier sur lequel le traitement est réalisé est un paramètre important vis-à-vis des possibilités d’obtention de la structure et donc des propriétés de la pièce cémentée ou carbonitrurée. Sur le principe, on considère qu’un acier de cémentation ou de carbonitruration doit avoir un bas carbone, c’est-à-dire une teneur en cet élément inférieure à 0,4 %. Cette basse valeur permet, après traitement, de conserver de bonnes caractéristiques de ténacité, tout en bénéficiant de bonnes propriétés de surface grâce à l’apport des interstitiels au cours du traitement. À l’intérieur de la fourchette de carbone indiquée plus haute, on réserve généralement la zone 0,2 à 0,4 % C aux nuances destinées à la carbonitruration, alors que les teneurs inférieures à 0,2 % sont plus particulièrement attribuées à la cémentation. En fait, ces tendances doivent être observées en se souvenant que l’on recherche le plus souvent des épaisseurs de traitement plus faibles en carbonitruration qu’en cémentation et, de ce fait, que l’on a besoin d’un cœur plus résistant, donc plus riche en carbone. Bien entendu, rien n’empêche de cémenter des aciers à très forte teneur en carbone si le besoin s’en fait sentir pour améliorer certaines propriétés (cf. § ). Les éléments d’alliage présents dans les nuances traitées ont également une forte influence sur les propriétés des pièces car ils interviennent sur :
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la teneur en carbone que l’on peut obtenir à partir d’un potentiel carbone donné, dans le cas des cémentations et carbonitrurations pour lesquelles l’agent d’apport est un gaz ainsi que cela a été évoqué dans l’article ;
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les propriétés de résistance et de ténacité du cœur, par l’intermédiaire de la trempabilité ;
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les caractéristiques de la couche du traitement thermo- chimique : épaisseur, microstructure.
Avant de présenter les différentes classes d’aciers utilisées en cémentation...
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