Les bases de la trempe : Tout ce qu'il faut savoir

Qu'est-ce que la trempe ? La trempe est un procédé de traitement thermique. Dans le cas de l'acier, la trempe consiste à le chauffer à une température supérieure à sa température critique Ac3 (pour l'acier hypo-eutectoïde) ou Ac1 (pour l'acier hyper-eutectoïde), à le maintenir pendant un certain temps pour permettre une austénitisation complète ou partielle, puis à le refroidir rapidement en dessous de Ms (ou près de [...]

10 types de méthodes de trempe dans le processus de traitement thermique

Table des matières

Qu'est-ce que la trempe ?

La trempe est un procédé de traitement thermique. Dans le cas de l'acier, la trempe consiste à le chauffer à une température supérieure à sa température critique Ac3 (pour l'acier hypo-eutectoïde) ou Ac1 (pour l'acier hyper-eutectoïde), à le maintenir pendant un certain temps pour permettre une austénitisation complète ou partielle, puis à le refroidir rapidement en dessous de Ms (ou près de Ms pour l'isotherme) à une vitesse supérieure à la vitesse de refroidissement critique, permettant la transformation en martensite (ou bainite).

La trempe est également utilisée pour désigner les processus de traitement thermique impliquant un traitement en solution ou un refroidissement rapide pour des matériaux tels que alliages d'aluminiumles alliages de cuivre, les alliages de titane et le verre trempé.

Méthodes de trempe dans le processus de traitement thermique

La trempe est une méthode de traitement thermique qui consiste à chauffer l'acier au-dessus de sa température critique, à le maintenir pendant un certain temps, puis à le refroidir à une vitesse supérieure à la vitesse de refroidissement critique afin d'obtenir une structure déséquilibrée principalement martensitique (bien que l'on puisse également obtenir de la bainite ou une austénite monophasée selon les besoins).

La trempe est la méthode la plus répandue dans les processus de traitement thermique de l'acier.

Le traitement thermique de l'acier comporte en gros quatre processus de base : recuitla normalisation, la trempe et le revenu.

Recuit

Il s'agit de chauffer la pièce à une température appropriée, de la maintenir pendant une durée qui dépend du matériau et de la taille de la pièce, puis de la refroidir lentement (vitesse de refroidissement la plus lente). L'objectif est d'amener la structure interne du métal à l'équilibre ou presque, afin d'obtenir de bonnes performances de traitement et d'utilisation, ou de préparer la structure pour une trempe ultérieure.

Normalisation

Après avoir été chauffée à une température appropriée, la pièce est refroidie à l'air. L'effet de la normalisation est similaire à celui de la recuitmais il produit une structure plus fine. Il est couramment utilisé pour améliorer les performances de coupe des matériaux, et parfois utilisé comme traitement thermique final pour des pièces moins exigeantes.

Trempe

Pour réduire la fragilité des pièces d'acier, celles qui ont été trempées sont maintenues à une température supérieure à la température ambiante mais inférieure à 710℃ pendant une période prolongée avant d'être refroidies. Ce processus est connu sous le nom de revenu.

Trempe

Il s'agit d'un processus de traitement thermique qui consiste à chauffer la pièce pour l'austénitiser, puis à la refroidir de manière appropriée pour obtenir une structure de martensite ou de bainite. Les méthodes courantes comprennent la trempe à l'eau, trempe à l'huileet la trempe à l'air.

Le recuit, la normalisation, la trempe et le revenu sont les "quatre feux" du traitement thermique intégral. Trempe et revenu sont étroitement liés, souvent utilisés conjointement, et tous deux sont indispensables.

Il existe dix méthodes de trempe dans le processus de traitement thermique :

  • Trempe à un seul milieu (à l'eau, à l'huile ou à l'air) ;
  • Trempe interrompue ;
  • Martempering ;
  • Martempering en dessous de la Mme point;
  • Trempe isotherme de la baïnite ;
  • Trempe composée ;
  • Trempe isotherme pré-refroidie ;
  • Trempe par refroidissement retardé ;
  • Trempe auto-trempe ;
  • Jet quenching.

1. Trempe en milieu unique (eau, huile, air)

Dans ce processus, la pièce est chauffée à la température de trempe et est ensuite rapidement refroidie en l'immergeant dans un milieu de trempe. Il s'agit de la méthode de trempe la plus simple et elle est couramment utilisée pour les aciers au carbone de forme simple et les aciers à haute teneur en carbone. acier allié les pièces. Le choix du milieu de trempe est basé sur des facteurs tels que le coefficient de transfert thermique, la trempabilité, la taille et la forme des pièces.

111 Trempe en milieu unique (eau, huile, air)

Fig. 1 Trempe en milieu unique (eau, huile, air)

2. Trempe interrompue

Dans le processus de traitement thermique, la pièce qui a été chauffée à la température de trempe est refroidie rapidement jusqu'au point proche du début de la martensite (MS) dans un milieu de refroidissement puissant. La pièce est ensuite lentement refroidie jusqu'à la température ambiante dans un milieu de refroidissement plus lent, ce qui crée une gamme de différentes températures de trempe et de vitesses de refroidissement idéales.

Cette méthode est utilisée pour les pièces ayant formes complexes ou de grandes pièces en acier à haute teneur en carbone, en acier allié et en acier à outils au carbone. Les moyens de refroidissement les plus courants sont l'eau-huile, l'eau-nitrate, l'eau-air et l'huile-air. L'eau est généralement utilisée comme moyen de refroidissement rapide, tandis que l'huile ou l'air sont utilisés comme moyen de refroidissement plus lent. L'air est moins souvent utilisé.

3. Martelage

L'acier est austénitisé, puis immergé dans un milieu liquide (bain de sel ou bain alcalin) à une température légèrement supérieure ou inférieure au point de martensite supérieur de l'acier pendant une durée déterminée. L'acier est ensuite retiré pour être refroidi à l'air, et le sous-refroidissement de l'acier se poursuit. austénite se transforme lentement en martensite.

Cette méthode est généralement utilisée pour les petites pièces aux formes complexes et aux exigences de déformation strictes. Les outils et matrices en acier rapide et en acier fortement allié sont également souvent trempés selon cette méthode.

4. Méthode de trempe martensitique graduelle au-dessous du point Ms

La pièce est refroidie rapidement dans le bain lorsque la température du bain est inférieure au point MS (début de martensite) et supérieure au point MF (fin de martensite). Le résultat est le même que si l'on utilisait un bain plus grand.

Cette méthode est couramment utilisée pour les pièces de grande taille en acier à faible trempabilité.

5. Trempe isotherme de la bainite

La pièce est trempée dans un bain ayant une température de bainite inférieure pour un traitement isotherme, provoquant la formation de bainite inférieure. Ce processus est généralement réalisé en maintenant la pièce dans le bain pendant 30 à 60 minutes.

La trempe isotherme de la bainite se déroule en trois étapes :

  • Traitement d'austénitisation
  • Traitement de refroidissement après austénitisation
  • austénitisation de la baïnite

Cette méthode est couramment utilisée pour les pièces de petite taille en acier allié et en acier à haute teneur en carbone, ainsi qu'en acier ductile. fonte de fer.

6. Trempe des composés

La martensite avec une fraction volumique de 10% à 30% est obtenue en trempant la pièce en dessous du point MS, suivi d'un traitement isotherme dans la région inférieure de la bainite.

Cette méthode est couramment utilisée pour les pièces en acier à outils allié.

7. Trempe isotherme pré-refroidie

Cette méthode de trempe est également appelée austénissage par étapes. Le processus consiste à refroidir d'abord les pièces dans un bain à basse température (au-dessus du MS), puis à les transférer dans un bain à température plus élevée pour qu'elles subissent une transformation isotherme de l'acier. austénite.

Cette méthode est appropriée pour les pièces en acier à faible trempabilité ou de grande taille, ainsi que pour les pièces qui doivent être austénitisées.

8. Pelayed refroidissement trempe

Dans le processus de trempe isotherme pré-refroidie, les pièces sont pré-refroidies à une température légèrement supérieure à Ar3 ou Ar1 à l'aide d'air, d'eau chaude ou d'un bain de sel. Ensuite, une trempe à milieu unique est effectuée.

Cette méthode est souvent utilisée pour les pièces présentant des formes complexes, des différences d'épaisseur importantes et des exigences de déformation minimales.

9. Trempe et autorevenu

Le processus de trempe et d'auto-trempe consiste à chauffer toutes les pièces, mais à n'immerger que les pièces à durcir (généralement les pièces de travail) dans un liquide de trempe pour les refroidir pendant la trempe.

Lorsque la lueur des pièces non immergées disparaît, le processus de trempe est immédiatement retiré pour être refroidi à l'air.

Cette méthode permet de transférer la chaleur du centre vers la surface pour la tremper. Elle est couramment utilisée pour les outils qui doivent résister aux chocs, tels que les burins, les poinçons, les marteaux, etc.

10. Trempe au jet

La méthode de trempe consistant à pulvériser de l'eau sur la pièce peut être ajustée en termes de débit d'eau, en fonction de la profondeur de trempe souhaitée. La trempe au jet évite la formation d'un film de vapeur à la surface de la pièce, ce qui permet d'obtenir une couche durcie plus profonde que la trempe normale. trempe à l'eau.

Cette méthode est principalement utilisée pour la trempe de surface localisée.

Objectif de la trempe

Le but de la trempe est d'induire la transformation de l'austénite surfondue en martensite ou en bainite, ce qui donne une structure martensitique ou bainitique. Le revenu ultérieur à différentes températures peut augmenter de manière significative la rigidité, la dureté et la résistance à l'usure, résistance à la fatigueLa trempe permet d'obtenir des propriétés physiques et chimiques particulières, telles que le ferromagnétisme et la résistance à la corrosion, de l'acier, répondant ainsi aux diverses exigences des pièces et outils mécaniques. La trempe peut également satisfaire des propriétés physiques et chimiques particulières, telles que le ferromagnétisme et la résistance à la corrosion de certains aciers spéciaux.

La trempe est un processus de traitement thermique des métaux qui consiste à chauffer une pièce métallique à une température appropriée, à la maintenir pendant un certain temps, puis à la refroidir rapidement en l'immergeant dans un milieu de trempe. Les milieux de trempe couramment utilisés sont la saumure, l'eau, l'huile minérale et l'air. La trempe peut améliorer la dureté et la résistance à l'usure des pièces métalliques et est largement utilisée dans divers outils et moules, outils de mesureet les pièces résistantes à l'usure (telles que les engrenages, les rouleaux, les pièces cémentées, etc.)

Grâce à la trempe et au revenu ultérieur à différentes températures, la résistance du métal peut être considérablement améliorée, et sa ténacité et sa résistance à la fatigue réduites. Ce processus permet d'obtenir un équilibre entre ces propriétés (performances mécaniques globales) afin de répondre aux différentes exigences d'utilisation.

En outre, la trempe peut également conférer certaines propriétés physiques et chimiques à des aciers aux performances particulières, telles que le renforcement du ferromagnétisme de l'acier magnétique permanent, l'amélioration de la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, etc. Le processus de trempe est principalement utilisé pour les pièces d'acier.

Lorsque l'acier commun est chauffé au-dessus de sa température critique, la structure qui existait à température ambiante se transforme entièrement ou en grande partie en austénite. Ensuite, l'acier est rapidement refroidi en l'immergeant dans l'eau ou l'huile, ce qui entraîne la transformation de l'austénite en martensite. La martensite présente la dureté la plus élevée par rapport aux autres structures de l'acier. Le refroidissement rapide pendant la trempe provoque stress interne dans la pièce, qui, lorsqu'elle est suffisamment importante, peut entraîner une déformation, une torsion ou même une fissure de la pièce. Il convient donc de choisir une méthode de refroidissement appropriée.

En fonction de la méthode de refroidissement, les processus de trempe peuvent être divisés en quatre catégories : trempe à liquide unique, trempe à double milieu, trempe à gradient de martensite et trempe isotherme de bainite.

Processus de trempe

Le processus de trempe comprend trois étapes : le chauffage, le maintien et le refroidissement. Les principes de sélection des paramètres du processus pour ces trois étapes sont présentés ici en prenant l'exemple de la trempe de l'acier.

Température de chauffage de trempe

En se basant sur le point critique de la transformation de phase dans l'acier, le chauffage pendant la trempe vise à former des grains austénitiques fins et uniformes, pour obtenir une structure martensitique fine après la trempe.

La plage de température de trempe pour les aciers au carbone est indiquée dans la figure "Température de trempe". Le principe de sélection de la température de trempe indiqué dans cette figure s'applique également à la plupart des aciers alliés, en particulier les aciers faiblement alliés. La température de chauffage pour l'acier hypoeutectoïde est de 30-50℃ au-dessus de la température Ac3.

Grade chinoisPoint critique
/℃
Température de trempe
/℃
AelAes(Acm)
20735855890~910
45724780830~860
60727760780~830
T8730750760~800
T12730820770~810
40Cr743782830~860
60Si2Mn755810860~880
9CrSi770870850~870
5CrNiMo710760830~860
3Cr2W8V81011001070~1130
GCr15745900820~850
Cr12MoV810/980~1150
W6Mo5Cr4V2830/1225~1235

La figure "Température de chauffage de la trempe" montre que l'état de l'acier à haute température se trouve dans la région de l'austénite monophasée (A), c'est pourquoi on parle de trempe complète. Si la température de chauffage de l'acier hypoeutectoïde est supérieure à la température Ac1 et inférieure à la température Ac3, l'acier hypoeutectoïde est alors dans la zone d'austénite monophasée (A). ferrite proeutectoïde n'est pas complètement transformé en austénite à haute température, ce qui constitue une trempe incomplète (ou sous-critique). La température de trempe de l'acier hypereutectoïde est de 30 à 50℃ au-dessus de la température Ac1, cette plage de température se situe dans la région de la double phase austénite et cémentite (A+C).

Par conséquent, la trempe normale de l'acier hypereutectoïde appartient toujours à une trempe incomplète, et la structure obtenue après la trempe est de la martensite répartie sur la matrice de cémentite. Cette structure présente une dureté et une résistance à l'usure élevées. Pour l'acier hypereutectoïde, si la température de chauffage est trop élevée, une trop grande partie de la cémentite proeutectoïde se dissout, voire se dissout complètement, puis les grains d'austénite se développent, et la structure de l'acier hypereutectoïde se transforme en martensite. la teneur en carbone des l'austénite augmente également.

Après la trempe, la grande structure de martensite augmente la contrainte interne dans les microrégions de l'acier trempé, accroît le nombre de microfissures et augmente la tendance de la pièce à se déformer et à se fissurer. La concentration de carbone dans l'austénite étant élevée, le point de martensite diminue, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté et la résistance à l'usure de la pièce diminuent. La température de trempe des aciers couramment utilisés est indiquée dans la figure "Température de chauffage de trempe", et le tableau indique la température de chauffage pour la trempe des aciers couramment utilisés.

Dans la production réelle, le choix de la température de chauffage doit être ajusté en fonction des conditions spécifiques. Par exemple, lorsque la teneur en carbone de l'acier hypoeutectoïde est à la limite inférieure, que la charge du four est importante et que l'on souhaite augmenter la profondeur de la couche de trempe de la pièce, la température limite supérieure peut être choisie ; si la forme de la pièce est compliquée et que les exigences en matière de déformation sont strictes, la température limite inférieure doit être adoptée.

Maintien de la trempe

Le temps de maintien de la trempe est déterminé par divers facteurs tels que le mode de chauffage de l'équipement, la taille de la pièce, la composition de l'acier, la quantité de charge du four et la puissance de l'équipement. Pour la trempe à cœur, le but du maintien est de faire converger uniformément la température interne de la pièce.

Pour tous les types de trempe, le temps de maintien dépend en fin de compte de l'obtention d'une bonne structure de chauffage de la trempe dans la zone de trempe requise. Le chauffage et le maintien en température sont des étapes importantes qui affectent la qualité de la trempe. L'état de la structure obtenu par l'austénitisation affecte directement les performances après la trempe. La taille des grains d'austénite des pièces en acier général est contrôlée entre 5 et 8 niveaux.

Qualité de l'acierTempérature isotherme
/℃
Temps isotherme
/min
GradeTempérature isotherme
/℃
Temps isotherme
/min
65280-35010-20GCr9210~23025-45
65Mn270-35010-209SiCr260-28030-45
55Si2300-36010-20Cr12MoV260-28030-60
60Si2270-34020-303Cr2W8280-30030-40
T12210~22025-45

Trempe Refroidissement

Pour que la phase à haute température de l'acier - l'austénite - se transforme en phase métastable à basse température - la martensite - pendant le processus de refroidissement, la vitesse de refroidissement doit être supérieure à la vitesse de refroidissement critique de l'acier. Pendant le processus de refroidissement de la pièce, il existe une certaine différence entre la vitesse de refroidissement de la surface et celle du cœur. Si cette différence est suffisamment importante, la pièce peut avoir une vitesse de refroidissement supérieure à la vitesse critique de l'acier. vitesse de refroidissement critique pour se transformer en martensite, tandis que le noyau dont la vitesse de refroidissement est inférieure à la vitesse critique ne peut pas se transformer en martensite.

Pour s'assurer que toute la section transversale se transforme en martensite, il faut choisir un milieu de trempe ayant une capacité de refroidissement suffisante pour que le cœur de la pièce ait une vitesse de refroidissement assez élevée. Mais si la vitesse de refroidissement est élevée, la contrainte interne causée par l'expansion et la contraction thermiques inégales à l'intérieur de la pièce peut entraîner la déformation ou la fissuration de la pièce. Par conséquent, compte tenu des deux facteurs contradictoires susmentionnés, il est important de choisir raisonnablement le milieu de trempe et la méthode de refroidissement.

L'étape du refroidissement ne consiste pas seulement à obtenir une structure raisonnable pour les pièces, à atteindre les performances requises, mais aussi à maintenir la précision de la taille et de la forme des pièces. Il s'agit d'un maillon essentiel du processus de trempe.

Dureté de la pièce

La dureté de la pièce trempée affecte l'effet de la trempe. La dureté de la pièce trempée est généralement déterminée par sa valeur HRC mesurée par un appareil d'essai de dureté Rockwell. La valeur HRA peut être mesurée pour les plaques d'acier mince et dur et les pièces trempées en surface, tandis que pour les plaques d'acier trempées d'une épaisseur inférieure à 0,8 mm, les pièces trempées en surface avec une couche peu profonde et les pièces trempées en surface, la valeur HRA peut être mesurée pour les pièces trempées en surface. barres d'acier d'un diamètre inférieur à 5 mm, un appareil de mesure de la dureté Rockwell superficielle peut être utilisé pour mesurer leurs valeurs HRC.

Quand soudage de l'acier au carbone et certains aciers alliés, la trempe peut se produire dans la zone affectée thermiquement et devenir dure, ce qui est propice à la fissuration à froid. C'est un phénomène qu'il faut éviter lors de la processus de soudage.

En raison de la dureté et de la fragilité du métal après la trempe, les contraintes résiduelles de surface générées peuvent provoquer fissures froides. Le revenu peut être utilisé comme l'une des méthodes pour éliminer les fissures à froid sans affecter la dureté.

La trempe convient mieux aux pièces de faible épaisseur et de faible diamètre. Pour les pièces plus grandes, la profondeur de trempe n'est pas suffisante et la cémentation présente le même problème. À ce stade, il convient d'envisager l'ajout d'alliages tels que le chrome à l'acier afin d'en augmenter la résistance.

La trempe est l'un des principaux moyens de renforcer les matériaux en acier. La martensite dans l'acier est la phase la plus dure dans les structures de solution solide à base de fer, de sorte que les pièces d'acier peuvent obtenir une dureté et une résistance élevées par trempe. Cependant, la martensite est très fragile et il existe une importante contrainte interne de trempe à l'intérieur de l'acier après la trempe, de sorte qu'elle ne convient pas à une application directe et doit être trempée.

Différents types de méthodes de trempe

Trempe à un seul milieu : La pièce est refroidie dans un milieu, tel que l'eau ou l'huile. Les avantages sont une opération simple, une mécanisation facile et une application étendue. L'inconvénient est que la trempe dans l'eau provoque des contraintes importantes, ce qui rend la pièce sujette à la déformation et à la fissuration ; la trempe dans l'huile a une vitesse de refroidissement lente, un petit diamètre de trempe, et il est difficile de tremper des pièces de grande taille.

Trempe à double milieu : La pièce est d'abord refroidie à environ 300℃ dans un milieu à forte capacité de refroidissement, puis refroidie dans un milieu à plus faible capacité de refroidissement. Cette méthode permet de réduire efficacement les contraintes internes dues à la transformation martensitique et de réduire la tendance à la déformation et à la fissuration de la pièce.

Trempage par étapes : La pièce est trempée dans un bain de sel ou un bain alcalin à basse température, à une température proche du point Ms. La pièce reste à cette température pendant 2 à 5 minutes, puis est refroidie à l'air.

Trempe isotherme : La pièce est trempée dans un bain de sel isotherme, la température du bain de sel se situant dans la partie inférieure de la zone de bainite (légèrement supérieure à Ms). La pièce reste à la même température pendant une longue période jusqu'à ce que la transformation de la bainite soit terminée, puis elle est refroidie à l'air.

Trempe superficielle : La trempe superficielle est une méthode qui consiste à tremper partiellement la couche superficielle d'une pièce d'acier jusqu'à une certaine profondeur, tandis que le cœur reste non trempé.

Durcissement par induction : Le chauffage par induction utilise l'induction électromagnétique pour générer des courants de Foucault dans la pièce à chauffer.

Trempe cryogénique : Il s'agit d'une immersion dans une solution d'eau glacée ayant une forte capacité de refroidissement, qui sert de milieu de trempe.

Trempe partielle : Il s'agit de ne tremper que les parties de la pièce qui doivent être durcies.

Trempe par refroidissement au gaz : se réfère spécifiquement au chauffage sous vide et à la trempe dans un gaz neutre et inerte circulant à grande vitesse à pression négative, à pression normale ou à haute pression.

Trempe par refroidissement à l'air : Il s'agit d'utiliser de l'air pulsé ou de l'air comprimé comme moyen de refroidissement pour la trempe.

Trempe à la saumure : Il s'agit d'utiliser une solution d'eau salée comme moyen de refroidissement pour la trempe.

Trempe dans la solution organique : Il s'agit d'utiliser une solution aqueuse de polymère organique comme moyen de refroidissement pour la trempe.

Trempe par pulvérisation : Il s'agit d'utiliser un jet de liquide comme moyen de refroidissement pour la trempe.

Bain chaud Refroidissement : Il s'agit de tremper la pièce dans un bain chaud tel que du sel fondu, de l'alcali fondu, du métal fondu ou de l'huile à haute température.

Trempe à double liquide : Après avoir été chauffée pour former de l'austénite, la pièce est d'abord immergée dans un milieu à forte capacité de refroidissement, et lorsque l'organisation est sur le point de subir une transformation martensitique, elle est immédiatement transférée dans un milieu à faible capacité de refroidissement pour être refroidie.

Trempe sous pression : Après avoir été chauffée pour former de l'austénite, la pièce est trempée dans des conditions spécifiques. serrageafin de réduire les distorsions dues au refroidissement par trempe.

Le jardinage à travers : Il s'agit de tremper entièrement la pièce, de la surface jusqu'au cœur.

Trempe isotherme : La pièce est rapidement refroidie à l'intervalle de température de transformation de la bainite pour maintenir l'isothermie après le chauffage pour former l'austénite, ce qui permet à l'austénite de devenir de la bainite.

Trempage par étapes : Après avoir été chauffée pour former de l'austénite, la pièce est immergée pendant un certain temps dans un bain alcalin ou salin dont la température est légèrement supérieure ou inférieure au point M1. Une fois que la pièce entière a atteint la température moyenne, elle est refroidie à l'air pour obtenir de la martensite.

Trempe à basse température : Les pièces en acier hypoeutectoïde sont trempées après avoir été austénitisées dans la plage de température Ac1-Ac3 pour obtenir des structures de martensite et de ferrite.

Trempe directe : Il s'agit de tremper directement la pièce après la cémentation.

Double trempe : Après la cémentation de la pièce, celle-ci est d'abord austénitisée à une température supérieure à Ac3, puis trempée pour affiner la structure du noyau. Elle est ensuite austénitisée à une température légèrement supérieure à Ac3 pour affiner la structure de la couche cémentée.

Trempe par refroidissement automatique : Après avoir chauffé rapidement la pièce pour l'austénitiser localement ou en surface, la chaleur de la zone chauffée se propage d'elle-même à la zone non chauffée, entraînant un refroidissement rapide de la zone austénitisée.

Application de trempe

La trempe est largement utilisée dans l'industrie moderne de la fabrication mécanique. Les pièces importantes des machines, en particulier les pièces en acier utilisées dans les automobiles, les avions et les fusées, ont presque toutes subi une trempe. Afin de répondre aux diverses exigences techniques des différentes pièces, plusieurs procédés de trempe ont été mis au point. Par exemple, selon les pièces traitées, il existe une trempe globale, partielle et superficielle ; selon que la transformation de phase est complète ou non pendant le chauffage, il existe une trempe complète et une trempe incomplète (pour l'acier hypo-eutectoïde, cette méthode est également appelée trempe sous-critique) ; selon le contenu de la transformation de phase pendant le refroidissement, il existe une trempe par étapes, une trempe isotherme et une trempe sous-vitesse.

En outre, en raison des caractéristiques et des limites de chaque méthode de trempe, elles sont toutes utilisées dans certaines conditions, parmi lesquelles la trempe superficielle par chauffage par induction et la trempe à la flamme sont les plus couramment utilisées. Le chauffage par faisceau laser et le chauffage par faisceau d'électrons sont des méthodes de trempe par chauffage à haute densité énergétique qui se développent rapidement. Parce qu'elles présentent certaines caractéristiques que les autres méthodes de chauffage n'ont pas, elles attirent l'attention.

La trempe superficielle est largement utilisée dans les pièces de machines fabriquées en acier trempé à teneur moyenne en carbone ou en fonte ductile. En effet, l'acier trempé à moyenne teneur en carbone peut conserver des propriétés mécaniques globales élevées à cœur et une dureté élevée (>HRC 50) ainsi qu'une résistance à l'usure en surface après un prétraitement (trempe ou normalisation), puis une trempe superficielle. Par exemple, les broches de machines-outils, les engrenages, les vilebrequins de moteurs diesel, les arbres à cames, etc. En principe, la trempe superficielle peut être effectuée sur du fer ferritique perlitique à base d'aluminium. fonte griseLa fonte ductile, la fonte malléable, la fonte alliée, etc., dont la composition est équivalente à celle de l'acier à teneur moyenne en carbone. Les performances de la fonte ductile sont les meilleures, et elle possède également des propriétés mécaniques globales élevées, ce qui en fait la fonte la plus utilisée.

Après acier à haute teneur en carbone est trempé en surface, bien que la dureté de surface et la résistance à l'usure soient améliorées, la plasticité et la ténacité du noyau sont relativement faibles, de sorte que la trempe en surface de l'acier à haute teneur en carbone est principalement utilisée pour les outils, les outils de mesure et les rouleaux à haute trempe à froid qui supportent de petits chocs et des charges alternées.

Comme l'effet de renforcement n'est pas significatif après la trempe superficielle de l'acier à faible teneur en carbone, cette méthode est rarement utilisée.

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Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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