Il existe dix méthodes de trempe couramment utilisées dans le processus de traitement thermique, notamment la trempe à milieu unique (eau, huile, air) ; la trempe à double milieu ; la trempe à gradient de martensite ; la méthode de trempe à gradient de martensite en dessous du point Ms ; la méthode de trempe isotherme bainitique ; la méthode de trempe composée ; la méthode de trempe isotherme avec prérefroidissement ; la méthode de trempe avec refroidissement différé ; la méthode de trempe avec auto-revenu ; la méthode de trempe par pulvérisation, etc.
1. Trempe en milieu unique (eau, huile, air)
Trempe en milieu unique (eau, huile, air) : La pièce, préalablement chauffée à la température de trempe, est plongée dans un milieu de trempe pour refroidir complètement. C’est la méthode de trempe la plus simple, souvent utilisée pour les pièces en acier au carbone et en acier allié de forme simple. Le choix du milieu de trempe dépend du coefficient de transfert thermique, de la trempabilité, des dimensions, de la forme, etc., de la pièce.
2. Double trempe moyenne
Trempe en double milieu : La pièce, chauffée à la température de trempe, est d'abord refroidie à une température proche du point Ms dans un milieu de trempe à fort pouvoir réfrigérant, puis transférée dans un milieu de trempe à refroidissement lent pour atteindre la température ambiante. Ce procédé permet d'obtenir différentes plages de températures de trempe et une vitesse de refroidissement optimale. Il est fréquemment utilisé pour les pièces de formes complexes ou les grandes pièces en acier à haute teneur en carbone et en acier allié. Les aciers à outils au carbone sont également souvent employés. Les milieux de refroidissement couramment utilisés comprennent les mélanges eau-huile, eau-nitrate, eau-air et huile-air. L'eau est généralement utilisée comme milieu de trempe à refroidissement rapide, tandis que l'huile ou l'air servent au refroidissement lent. L'air est rarement utilisé.
3. Trempe à gradient de martensite
Trempe progressive martensitique : l’acier est austénitisé, puis immergé dans un bain liquide (sel ou alcalin) à une température légèrement supérieure ou inférieure à son point de transformation martensitique supérieur. Il est maintenu dans ce bain pendant une durée appropriée, jusqu’à ce que les surfaces interne et externe des pièces atteignent la température du bain. Elles sont ensuite refroidies à l’air libre, et l’austénite surfondue se transforme lentement en martensite lors de la trempe. Ce procédé est généralement utilisé pour les petites pièces de formes complexes et soumises à des exigences de déformation strictes. Il est également couramment employé pour la trempe des outils et moules en acier rapide et en acier fortement allié.
4. Méthode de trempe à gradient de martensite en dessous du point Ms
Trempe progressive martensitique en dessous du point Ms : lorsque la température du bain est inférieure à Ms de l’acier de la pièce et supérieure à Mf, la pièce refroidit plus rapidement. On obtient ainsi des résultats similaires à ceux d’une trempe progressive, même pour des pièces de grande taille. Cette méthode est souvent utilisée pour les grandes pièces en acier à faible trempabilité.
5. Méthode de trempe isotherme de la bainite
Méthode de trempe isotherme bainitique : La pièce est trempée dans un bain à une température inférieure à la température de bainite de l’acier et maintenue isotherme afin de provoquer la transformation bainitique inférieure. Elle est généralement maintenue dans le bain pendant 30 à 60 minutes. Le procédé d’austénitisation bainitique comprend trois étapes principales : ① traitement d’austénitisation ; ② refroidissement post-austénitisation ; ③ traitement isotherme bainitique. Il est couramment utilisé pour les aciers alliés, les pièces de petites dimensions en acier à haute teneur en carbone et les pièces moulées en fonte ductile.
6. Méthode de trempe composée
Méthode de trempe composée : tremper d’abord la pièce à une température inférieure à Ms pour obtenir de la martensite avec une fraction volumique de 10 % à 30 %, puis effectuer un traitement isotherme dans la zone de bainite inférieure pour obtenir des structures martensitiques et bainitiques, notamment pour les pièces de grande section. Cette méthode est couramment utilisée pour les pièces en acier à outils allié.
7. Méthode de prérefroidissement et de trempe isotherme
La trempe isotherme avec pré-refroidissement, également appelée trempe isotherme par chauffage, consiste à refroidir d'abord les pièces dans un bain à basse température (supérieure à Ms), puis à les transférer dans un bain à température plus élevée afin de provoquer la transformation isotherme de l'austénite. Ce procédé convient aux pièces en acier à faible trempabilité ou aux grandes pièces nécessitant une austénite tempérée.
8. Méthode de refroidissement et de trempe différés
Méthode de trempe différée : les pièces sont d’abord pré-refroidies à l’air, à l’eau chaude ou dans un bain de sel à une température légèrement supérieure à celle de l’argon 3 ou 1, puis trempées dans un seul milieu. Cette méthode est souvent utilisée pour les pièces de formes complexes, d’épaisseurs très variables et nécessitant une faible déformation.
9. Méthode de trempe et d'auto-revenu
Trempe et revenu spontané : La pièce à usiner est chauffée dans son intégralité, mais lors de la trempe, seule la partie à durcir (généralement la partie active) est immergée dans le bain de trempe et refroidie. Dès que la couleur rougeâtre de la partie non immergée disparaît, elle est immédiatement retirée à l'air libre. Ce procédé de trempe à refroidissement moyen utilise la chaleur résiduelle du cœur pour la transférer à la surface et la revenu. Il est particulièrement adapté aux outils soumis à des chocs, tels que les ciseaux, les poinçons, les marteaux, etc.
10. Méthode de trempe par pulvérisation
Trempe par pulvérisation : Ce procédé de trempe consiste à pulvériser de l’eau sur la pièce. Le débit d’eau peut être plus ou moins important selon la profondeur de trempe souhaitée. La trempe par pulvérisation ne crée pas de film de vapeur à la surface de la pièce, ce qui permet d’obtenir une couche durcie plus épaisse qu’avec la trempe à l’eau. Elle est principalement utilisée pour la trempe superficielle localisée.
Date de publication : 8 avril 2024
