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1 - DÉFINITIONS ET PRINCIPES

2 - TRAITEMENT EN MILIEU SOLIDE : CÉMENTATION SOLIDE OU EN CAISSE

3 - TRAITEMENT EN MILIEU LIQUIDE : CÉMENTATION ET CYANURATION (CARBONITRURATION) EN BAIN DE SELS

4 - TRAITEMENT EN MILIEU GAZEUX

5 - TRAITEMENTS THERMIQUES APRÈS CÉMENTATION OU CARBONITRURATION

6 - PRÉPARATIONS AVANT TRAITEMENT

7 - POST-TRAITEMENTS

8 - ASPECTS MÉTALLOGRAPHIQUES DES COUCHES OBTENUES

Article de référence | Réf : M1225 v2

Traitements thermiques après cémentation ou carbonitruration
Cémentation par le carbone et carbonitruration - Procédés

Auteur(s) : Claude LEROUX

Date de publication : 10 sept. 2011

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Auteur(s)

  • Claude LEROUX : Ingénieur du Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM) - Consultant

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INTRODUCTION

Cémentation et carbonitruration (qu’il conviendrait de nommer cémentation par le carbone (ou carburation) et cémentation par le carbone et l’azote) sont deux traitements thermochimiques voisins. Dans les deux cas, l’élément de diffusion principal est le carbone, l’azote intervenant en carbonitruration 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), pour apporter un taux d’interstitiel plus important et contribuer au durcissement et au taux de contraintes résiduelles.

La carbonitruration ne concerne que les plus faibles profondeurs de diffusion (< 0,6 mm environ).

Il faut distinguer de la carbonitruration les traitements activés et/ou améliorés par injection d’ammoniac, soit en première phase comme élément de dépassivation, soit en dernière phase (procédé « flash azote ») pour améliorer le durcissement.

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, à profondeurs équivalentes reposent sur des considérations incluant la mise en œuvre du procédé, le choix de l’acier, un second article [M 1 226] traite précisément des mises en œuvre.

Jusqu’à l’arrivée des procédés basse pression, la carbonitruration supplantait la cémentation pour les faibles profondeurs. Ces dernières années, la cémentation basse pression a conquit une part du champ d’application de la carbonitruration.

Et on commence seulement à envisager la carbonitruration basse pression.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m1225


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5. Traitements thermiques après cémentation ou carbonitruration

Après introduction de carbone ou de carbone et d’azote en surface, la pièce cémentée ou carbonitrurée subit un traitement thermique destiné à lui conférer ses propriétés d’emploi. Il s’agit généralement d’un durcissement par trempe, suivi d’un revenu de détente à des températures comprises le plus souvent entre 150 et 200 °C, afin de conserver à la couche une haute dureté. Parfois, ces traitements sont précédés de recuits dont le but est de permettre un usinage avant le durcissement. Enfin, quelquefois, des traitements cryogéniques ou sub-zéro sont réalisés après la trempe en vue de réduire le taux d’austénite résiduelle et d’améliorer certaines caractéristiques d’emploi.

5.1 Durcissement par trempe

HAUT DE PAGE

5.1.1 Cycles de trempe

Les principaux cycles de traitement utilisés sont résumés sur la figure 34 .

  • La double trempe (D) consiste à refroidir lentement les pièces après cémentation. Une première trempe est effectuée après un chauffage à une température supérieure à celle du point Ac3 du cœur, puis, une seconde, après un nouveau chauffage, à une température légèrement supérieure au Ac3 de la couche. Cette façon de procéder était très utilisée à l’époque de la cémentation en caisse, elle était alors justifiée par la nécessité d’affiner le grain de nuances d’acier encore peu performantes. De nos jours, elle n’est plus pratiquée que dans des cas exceptionnels pour des traitements de longue durée.

  • La simple trempe (C) est réalisée en refroidissant lentement après cémentation, puis en effectuant la trempe finale après chauffage à une température très légèrement supérieure...

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