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RÉSUMÉ
Cet article aborde les différents traitements thermiques utilisés dans le domaine du BTP et du génie civil pour modifier les caractéristiques mécaniques des matériaux métalliques. Les diagrammes TRC et TTT sont présentés comme des outils essentiels pour comprendre et contrôler les transformations structurales des aciers lors des traitements thermiques. De plus, l'article met en évidence l'impact des éléments d'addition dans les aciers sur ces transformations. Il discute ensuite de différents types de traitements thermiques spécifiques, tels que le recuit, la trempe et le revenu, ainsi que des traitements thermochimiques comme la cémentation, la nitruration et la carbonitruration, utilisés pour améliorer les propriétés des pièces en construction mécanique.
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This article discusses the various heat treatments used in the field of civil engineering and construction to modify the mechanical characteristics of metallic materials. TRC and TTT diagrams are presented as essential tools to understand and control the structural transformations of steels during heat treatments. In addition, the article highlights the impact of additive elements in steels on these transformations. It then discusses different types of specific heat treatments, such as annealing, quenching, and tempering, as well as thermochemical treatments like carburizing, nitriding, and carbonitriding, used to improve the properties of mechanical construction parts.
Auteur(s)
-
Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les traitements thermiques sont au cœur de nombreuses industries, notamment le BTP et le génie civil. Ils sont le pilier sur lequel repose la modification des propriétés mécaniques des matériaux métalliques pour répondre à une grande variété de besoins fonctionnels et structurels. Les techniques de traitement thermique, y compris le recuit, la trempe, le revenu et divers traitements thermochimiques comme la cémentation, la nitruration et la carbonitruration, peuvent apporter des améliorations significatives en matière de dureté, de résilience et de résistance à l’usure des matériaux métalliques. Les diagrammes TTT (temps, température, transformation) et TRC (traitement refroidissement continu), ainsi que la compréhension de l’impact des éléments d’addition dans les aciers, sont des outils clefs pour guider ces transformations et pour contrôler précisément les propriétés finales des matériaux. Dans ce contexte, l’objectif de cet article est de fournir une vue d’ensemble de ces processus et de mettre en lumière leurs applications dans le BTP et le génie civil.
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KEYWORDS
heat treatments | TTT/TRC diagrams | thermochemical treatments
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Traitements isothermes des aciers
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1. Diagrammes TRC et TTT
Le traitement thermique est une technique largement utilisée dans le domaine du BTP et du génie civil. Il repose principalement sur le chauffage d’une pièce métallique à une température spécifique, suivi d’un refroidissement plus ou moins rapide, dans le but de modifier ses caractéristiques mécaniques afin de les adapter aux besoins spécifiques.
Dans le cas des aciers, les traitements thermiques consistent essentiellement à étudier la décomposition de leur solution solide austénitique. Cette décomposition permet d’obtenir une structure cristalline plus adaptée aux exigences fonctionnelles de la pièce en question.
Le tableau 1 présente quelques exemples de traitements thermiques couramment utilisés dans le domaine. Dans les sections suivantes, nous allons approfondir la compréhension de ces traitements et examiner plus en détail leurs effets sur les propriétés des matériaux.
1.1 Utilité des diagrammes TRC
Les diagrammes TRC (traitement refroidissement continu) sont des outils précieux dans le domaine des traitements thermiques des aciers. Ils permettent d’analyser les structures obtenues lorsqu’un acier a été préalablement austénitisé, c’est-à-dire chauffé à une température supérieure à la température d’austénisation (Ac1), et ensuite refroidi à différentes vitesses.
Ces diagrammes prennent en compte l’influence de la masse de la pièce sur les résultats métallurgiques obtenus. Ils fournissent également des informations sur le niveau de dureté atteint en fonction du traitement thermique réalisé. Ainsi, ces diagrammes permettent aux praticiens des traitements thermiques de déterminer les plages de températures à utiliser pour l’austénitisation de l’acier en vue de réaliser ultérieurement un recuit ou un durcissement par trempe.
De plus, les diagrammes TRC, comme illustré en figure 1, offrent la possibilité d’adapter le mode et les caractéristiques du refroidissement en fonction des besoins spécifiques d’une pièce afin de lui conférer les propriétés souhaitées. Ils permettent également d’évaluer la faisabilité d’obtenir une dureté spécifique dans des conditions normales de traitement.
Il est important de souligner que l’utilisation des diagrammes TRC constitue...
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Diagrammes TRC et TTT
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOURLIER (L.), BARRALLIER (L.), BECHADE (J.-L.) - Les aciers. - Dunod (2012).
-
(2) - DOSSET (J.), TOTTEN (G.E.) - Traitements thermiques des aciers. - ISTE Group (2012).
-
(3) - GAY (R.) - Matériaux pour l’ingénieur. - Dunod (2010).
-
(4) - BRECHET (Y), EMBURY (J.D.) - Les matériaux. - EDP Sciences (2016).
NORMES
-
Aciers de construction – Nuances et qualités des aciers de traitement thermique. - NF A 35-503 -
-
Aciers pour traitement thermique, aciers pour trempe et revenu – Conditions techniques de livraison. - NF A 35-551 -
-
Produits laminés à chaud d’acier de construction – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-205 -
-
Produits en acier laminés à chaud pour formage à froid – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-607 -
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