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Auteur(s)
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Guy MURRY : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble, Docteur-ingénieur Ingénieur-conseil métallurgie et aciers - Ancien Directeur de l’Office technique pour l’utilisation de l’acier (OTUA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les aciers spéciaux de construction mécanique pour traitements thermiques sont essentiellement des aciers destinés aux mécaniciens qui utilisent le traitement thermique final pour donner à ces aciers des propriétés d’emploi très performantes, tout en profitant des possibilités offertes par un ou plusieurs traitements thermiques intermédiaires pour les mettre en œuvre (par formage, usinage, etc.) dans les conditions les moins pénalisantes et les plus économiques. Ce faisant, les mécaniciens mettent à profit la remarquable facilité d’adaptation qu’offrent les aciers, facilité qui découle de l’ampleur des variations de leurs propriétés mécaniques en fonction des divers états structuraux que l’on peut leur conférer par traitement thermique.
L’éventail des potentialités offertes par les aciers spéciaux de construction pour traitements thermiques (au sens large du terme) est très vaste ; il sera donc impératif de bien faire son choix, en prenant en compte tous les paramètres.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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M 4 530 – Aciers pour traitements thermiques. Propriétés et guide de choix (le présent article) ;
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M 4 531 – Aciers pour traitements thermiques. Normalisation ;
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M 4 532 – Aciers pour traitements thermiques. Mise en œuvre ;
-
Doc. M 4 533 – Aciers pour traitements thermiques.
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Choix d’un acier pour traitement thermique
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2. Propriétés
2.1 Capacité de durcissement
Elle correspond, selon la norme NF EN 10052, à la définition suivante.
La capacité de durcissement est la valeur maximale de la dureté que l’on peut obtenir par un traitement de durcissement par trempe dans des conditions idéales.
Ces conditions idéales sont telles qu’elles permettent l’obtention d’une structure totalement martensitique (donc sans ferrite, perlite, bainite, mais aussi sans austénite résiduelle).
Cette capacité de durcissement ne dépend, pratiquement, que de la teneur en carbone de l’acier et, si l’on a recours à la nitruration ou à la carbonitruration, de sa teneur en azote. En dehors de tout apport volontaire d’azote, elle est quantitativement définie par la courbe 100 % martensite à l’état brut de trempe de la figure 2, dans la mesure où tout le carbone de l’acier a été mis en solution dans l’austénite avant la trempe. Il s’agit d’une caractéristique intrinsèque de l’acier dont la valeur est connue dès qu’est précisée la teneur en carbone soluble.
La figure 1 montre, par ailleurs, que l’influence de la capacité de durcissement se fait encore sentir après revenu.
On peut noter au passage qu’une opération de cémentation, qui consiste à augmenter la teneur en carbone au voisinage de la surface des pièces, accroît dans cette zone la capacité de durcissement de l’acier.
HAUT DE PAGE2.2 Trempabilité
Selon la norme NF EN 10052, sa définition est la suivante.
La trempabilité correspond à l’aptitude d’un acier à donner lieu aux transformations martensitique et/ou bainitique.
La trempabilité caractérise donc les possibilités d’obtention du durcissement maximal (donc d’exploitation de la capacité de durcissement) et cela eu égard aux conditions technologiques dans lesquelles la transformation martensitique pourra être réalisée.
Un acier est dit d’autant plus trempant que :
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