Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La cémentation et la carbonitruration sont deux traitements thermochimiques voisins. Le choix des nuances d’acier, ainsi que les éléments d’alliage, est un paramètre important et déterminant pour les propriétés de la pièce cémentée ou carbonitrurée. Ainsi les caractéristiques à cœur et en particulier le niveau de résistance et la dureté après traitement de trempe sont fonction de la teneur en carbone et de la trempabilité de la nuance. La mise en œuvre des traitements pour la cémentation et la carbonitruration diffèrent grandement suivant les volumes à traiter, les choix industriels, mais aussi le type de procédé retenu. Ainsi, les différentes lignes de traitement, en bains de sels, en phase gazeuse ou de cémentation sous basse pression ne sont pas constituées des mêmes matériels.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Claude LEROUX : Ingénieur du Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM) - Consultant
INTRODUCTION
La description des principes et des procédés a donné les modalités de réalisation d’une cémentation ou carbonitruration (se reporter à la 1re partie de cet article [M 1 225]). Les moyens mis en œuvre pour la phase de carburation et durcissement diffèrent selon les procédés, les volumes à traiter et les choix industriels. Le choix des nuances d’acier, ainsi que les modalités de contrôle doivent être considérés, ainsi que les anomalies et défauts susceptibles de se présenter.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1994 par Dominique GHIGLIONE, Claude LEROUX, Christian TOURNIER
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4. Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées
Compte tenu du rôle important des surfaces des pièces mécaniques (les propriétés de surface conditionnent la tenue des pièces en frottement, usure et fatigue), on cherche souvent à réaliser des couches superficielles de propriétés particulières (notamment de dureté élevée) s’appuyant sur un cœur peu fragile (donc moins dur) donnant à la pièce, dans son ensemble, une combinaison exceptionnelle de propriétés (résistance au frottement, à l’usure, à la fatigue et ténacité).
On rencontrera donc très souvent, en mécanique, la macrostructure suivante :
-
une couche superficielle présentant, en général, une dureté élevée (≈ 700 HV ou plus), et dans laquelle le matériau est soumis à des contraintes résiduelles de compression importantes (plusieurs centaines de MPa) ; l’épaisseur de cette couche peut varier de 0,1 à plusieurs millimètres ;
-
un cœur constituant la partie restante de la pièce, de dureté beaucoup plus faible (inférieure en général à 400 HV).
La cémentation et la carbonitruration permettent d’obtenir de telles structures conférant aux pièces de très hautes caractéristiques de résistance au roulement et à la fatigue et, d’une façon générale, de bonnes propriétés d’ensemble par rapport aux autres traitements à la disposition du mécanicien (figure 13).
On pourrait être surpris a priori par les dispersions importantes des caractéristiques d’emploi mises en évidence sur cette figure 13. Mais, il faut avoir présent à l’esprit que la tenue en service des pièces mécaniques est étroitement liée aux microstructures et macrostructures obtenues après traitement (cf. § 4.1).
L’étude de la relation entre la structure et les propriétés de service des pièces cémentées et carbonitrurées a donné lieu à de nombreuses publications dont les principaux résultats sont rassemblés dans les tableaux 5...
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Propriétés des pièces cémentées ou carbonitrurées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CETIM - Service Matériaux. – Les aciers et leurs traitements thermiques en construction mécanique - CETIM (1975).
-
(2) - TOURNIER (C.), MERCIER (R.) - Les atmosphères de traitement thermique de type azote-méthanol - CETIM-Informations n° 75.
-
(3) - CHATTERJEE (R.), FISCHER (A.), SCHAABER (O.) - Quelques considérations sur la carbonitruration en atmosphère gazeuse - Trait. Therm., n° 81/82 (1974).
-
(4) - MOULIN (L.) - La surveillance des atmosphères à potentiel carbone contrôlé - Aciers Spéciaux, n° 3 (1967).
-
(5) - DAWES (R.), SMITH (C.G.) - A practical study of the carbonitriding process - Heat Treatment of Metals, 1 (1978).
-
(6) - POURPRIX (Y.), NAUDOT (J.) - Cémentation sous pression réduite - Trait. Therm.,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Aciers à dispersoïdes destinés au forgeage à chaud. Demi-produits et barres. - A 33-111 - 10.87
-
Aciers de construction non alliés et alliés spéciaux pour cémentation. Nuances. Demi-produits, barres et fils machine. - NF A 35-551 - 7.86
-
Aciers pour tempe et revenu. Partie 1 : conditions techniques de livraison des aciers spéciaux (indice de classement A 35-552-1). - NF EN 10083-1 - 7.91
-
– Partie 2 : conditions techniques de livraison des aciers de qualité non allis (indice de classement A 35-552). - NF EN 10083-2 - 7.91
-
Aciers pour cémentation – Conditions techniques de livraison. - NF EN 10084 - 06.08
-
Aciers inoxydables. Partie 1 : Liste des aciers inoxydables. Indice de classement 36-000-1. - NF EN 10088-1 - 11.95
-
Aciers inoxydables. Partie 2 : Conditions techniques de livraison des tôles et bandes pour usage général. Indice de classement 36-000-2. - ...
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
-
Gaz Industriels
L’AIR LIQUIDE
AIR PRODUCTS. PRODAIR
LINDE
MESSER
UNION CARBIDE
-
Liquides organiques
BRENNTAG
https://www.brenntag.com/fr-fr/
UNIVAR
-
Bains de sels
HEF DURFERRIT
PETROFER
-
Analyseurs d'atmosphère
HARTMANN & BRAUN (FRANCE)
SIEMENS
PROCESS ELECTRONIC
-
Procédés de traitements fours réacteurs et contrôle du procédé
AICHELIN
ALD
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