Les procédés de traitement thermique des métaux peuvent être globalement classés en trois catégories : traitement thermique global, traitement thermique de surface et traitement thermique chimique. Selon le fluide caloporteur, la température de chauffage et la méthode de refroidissement, chaque catégorie se subdivise en plusieurs procédés de traitement thermique. Grâce à ces différents procédés, un même métal peut acquérir des structures différentes et, par conséquent, des propriétés distinctes. L’acier, métal le plus utilisé dans l’industrie et présentant la microstructure la plus complexe, dispose de nombreux procédés de traitement thermique.
Le traitement thermique global est un procédé de traitement thermique des métaux qui consiste à chauffer la pièce dans son ensemble, puis à la refroidir à une vitesse appropriée afin de modifier ses propriétés mécaniques globales. Le traitement thermique global de l'acier comprend généralement quatre étapes principales : le recuit, la normalisation, la trempe et le revenu.
1. Recuit
Le recuit consiste à chauffer la pièce à une température appropriée, à la maintenir à cette température pendant des durées variables selon le matériau et les dimensions de la pièce, puis à la refroidir lentement. L'objectif est d'amener la structure interne du métal à un état d'équilibre, ou de relâcher les contraintes internes générées lors du traitement précédent. On obtient ainsi de bonnes performances de fabrication et d'utilisation, ou on prépare la structure à une trempe ultérieure.
2. Normalisation
La normalisation consiste à chauffer la pièce à une température appropriée, puis à la refroidir à l'air. Son effet est similaire à celui du recuit, à la différence que la structure obtenue est plus fine. Elle est souvent utilisée pour améliorer l'usinabilité des matériaux et parfois pour répondre à des exigences spécifiques. Elle n'est pas appliquée aux pièces de haute précision en tant que traitement thermique final.
3.Étanchéité
La trempe consiste à chauffer et à maintenir la pièce à cette température, puis à la refroidir rapidement dans un milieu de trempe tel que de l'eau, de l'huile ou d'autres solutions salines inorganiques, ou des solutions aqueuses organiques.
4. Trempe
Après trempe, l'acier devient dur mais aussi cassant. Afin de réduire cette fragilité, les pièces en acier trempé sont maintenues à une température appropriée, comprise entre la température ambiante et 650 °C, pendant une durée prolongée, puis refroidies. Ce procédé est appelé revenu. Le recuit, la normalisation, la trempe et le revenu constituent les quatre étapes principales du traitement thermique. Parmi celles-ci, la trempe et le revenu sont étroitement liés, souvent utilisés conjointement et indispensables.
« Four Fires » a développé différents procédés de traitement thermique, avec des températures de chauffage et des méthodes de refroidissement variées. Afin d'obtenir une résistance et une ténacité données, le procédé combinant trempe et revenu à haute température est appelé trempe-revenu. Après trempe, certains alliages sont maintenus à température ambiante ou à une température légèrement supérieure pendant une durée prolongée afin d'améliorer leur dureté, leur résistance ou leurs propriétés électromagnétiques. Ce traitement thermique est appelé vieillissement.
Le procédé combinant efficacement et étroitement déformation par pression et traitement thermique pour obtenir une bonne résistance et ténacité de la pièce est appelé traitement thermique par déformation. Le traitement thermique effectué sous pression négative ou sous vide est appelé traitement thermique sous vide. Ce procédé permet non seulement d'éviter l'oxydation et la décarburation de la pièce, mais aussi de maintenir sa surface lisse et propre, améliorant ainsi ses performances. Il peut également s'agir d'un traitement thermique chimique par agent pénétrant.
Actuellement, grâce à la maturité croissante des technologies laser et plasma, ces deux technologies sont utilisées pour appliquer une couche de revêtements résistants à l'usure, à la corrosion ou à la chaleur sur la surface de pièces en acier ordinaires, modifiant ainsi les propriétés de surface de la pièce d'origine. Cette nouvelle technique est appelée modification de surface.
Date de publication : 31 mars 2024
