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.
VERSIONS
- Version courante de déc. 2011 par Claude LEROUX
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Traitements des métaux
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8. Aspects métallographiques des couches obtenues
8.1 Cas de la cémentation
Si l’on met de côté le cas d’une cémentation bainitique, le but d’une cémentation suivie d’un durcissement par trempe est d’obtenir en surface une martensite riche en carbone sur un cœur ayant une structure bainitique ou martensitique à bas carbone.
En pratique, un certain nombre d’autres constituants peuvent être présents dans les couches cémentées et durcies par trempe [55] :
-
l’austénite résiduelle, constituant de faible dureté (» 150 HV), figure ;
-
la perlite ou bainite superficielle, dont la présence en surface des couches cémentées trempées est due à un mécanisme appelé oxydation interne (cf § ), figure ;
Le mode de réalisation de la cémentation n’est pas indifférent au contrôle de la microstructure, ainsi que le montre le tableau ci-contre.
HAUT DE PAGE8.2 Cas de la carbonitruration
Les différents constituants d’une couche carbonitrurée sont [55] :
-
la martensite et l’austénite résiduelle, où se trouvent en solution solide du carbone et de l’azote (figure ) ;
-
la perlite ou la bainite superficielles, dont la présence est due vraisemblablement à la combinaison du phénomène d’oxydation interne et à la précipitation de carbonitrures (essentiellement de chrome et de manganèse) qui diminuent fortement la trempabilité des premières dizaines de micromètres (figure ) ;
-
la cémentite (au carbone et à l’azote) ;
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les porosités en surface, dues à la formation d’azote moléculaire lors du traitement,...
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