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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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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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Traitements thermochimiques
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4. Traitements thermiques
4.1 Recuit
Le recuit est un traitement thermique utilisé pour éliminer les effets d’un traitement précédent (thermique ou mécanique) qui aurait modifié l’état d’équilibre des composants de base d’un alliage. Son objectif est de ramener le métal dans un état proche de l’équilibre, caractérisé par la formation d’une austénite homogène.
HAUT DE PAGE
Le processus de recuit est illustré en figure 9. Il comprend les étapes suivantes :
-
chauffage jusqu’à une température de recuit spécifique, déterminée en fonction de l’objectif visé ;
-
maintien isothermique de l’acier à une température supérieure à A3 (température de transformation), permettant d’obtenir un état proche de l’équilibre avec la formation d’une austénite homogène ;
-
refroidissement lent ou très lent jusqu’à la température ambiante afin d’éliminer tout risque de trempe et de minimiser l’apparition de contraintes internes.
4.1.2 Différents types de recuit
-
Recuit de normalisation
Il consiste à chauffer l’acier à environ 900 °C, suivi d’un refroidissement à l’air calme, qui est plus rapide que le refroidissement en four éteint. Les échantillons normalisés permettent d’obtenir des caractéristiques mécaniques légèrement supérieures à celles des échantillons ayant subi un recuit classique.
-
Recuit de régénération ou d’affinage
Ce recuit, illustré en figure 10, implique un chauffage légèrement au-dessus de la limite supérieure de transformation (A3 + 75 °C), sans maintien prolongé, suivi d’un refroidissement dont la vitesse dépend de l’acier. L’objectif est d’affiner ou de...
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Traitements thermiques
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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