Le traitement thermique des métaux comprend généralement trois étapes : le chauffage, le maintien au chaud et le refroidissement. Parfois, seules deux étapes sont nécessaires : le chauffage et le refroidissement. Ces étapes sont interdépendantes et ne peuvent être interrompues.
1. Chauffage
Le chauffage est une étape essentielle du traitement thermique. Il existe de nombreuses méthodes de chauffage pour le traitement thermique des métaux. Les premières utilisaient le charbon de bois comme source de chaleur, puis les combustibles liquides et gazeux. L'utilisation de l'électricité permet un contrôle aisé du chauffage et ne génère aucune pollution environnementale. Ces sources de chaleur peuvent être utilisées pour un chauffage direct ou indirect, par exemple via des sels ou des métaux en fusion, voire des particules en suspension.
Lorsqu'un métal est chauffé, la pièce est exposée à l'air, ce qui provoque souvent une oxydation et une décarburation (c'est-à-dire une réduction de la teneur en carbone en surface). Ces phénomènes ont un impact très négatif sur les propriétés de surface des pièces après traitement thermique. Par conséquent, le chauffage des métaux doit généralement être effectué sous atmosphère contrôlée ou protectrice, dans un bain de sels fondus ou sous vide. Le chauffage protecteur peut également être réalisé par des procédés de revêtement ou d'emballage.
La température de chauffage est un paramètre essentiel du procédé de traitement thermique. Son choix et son contrôle sont primordiaux pour garantir la qualité du traitement. Cette température varie selon le matériau métallique traité et l'objectif du traitement, mais elle est généralement atteinte au-dessus d'une certaine température de transformation caractéristique afin d'obtenir une structure haute température. La transformation nécessite un certain temps. Par conséquent, lorsque la surface de la pièce métallique atteint la température requise, elle doit y être maintenue pendant une durée déterminée pour assurer l'homogénéité des températures interne et externe et la finalisation de la transformation microstructurale. Cette durée est appelée temps de maintien. Lors du chauffage à haute densité d'énergie et du traitement thermique de surface, la vitesse de chauffage est extrêmement rapide et le temps de maintien est généralement inexistant, tandis que pour le traitement thermique chimique, ce temps est souvent plus long.
2. Refroidissement
Le refroidissement est une étape indispensable du traitement thermique. Les méthodes de refroidissement varient selon le procédé, le principal critère étant la vitesse de refroidissement. Généralement, le recuit présente la vitesse de refroidissement la plus lente, la normalisation une vitesse plus rapide, et la trempe une vitesse encore plus rapide. Cependant, les exigences diffèrent selon le type d'acier. Par exemple, un acier trempé à l'air peut être durci à la même vitesse de refroidissement qu'un acier normalisé.
Date de publication : 31 mars 2024
