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Comment rendre les aciers plus résistants avec un traitement thermique ?

Les traitements thermochimiques à température élevée permettent de renforcer la partie externe d’une pièce et d’obtenir de meilleures propriétés de surface.

Quasiment toutes les pièces en acier utilisées dans la vie courante ont subi un traitement de durcissement ou de fonctionnalisation de surface.

La dureté et la résistance à la corrosion et à l’usure d’un acier dépendent principalement :

  • de sa teneur en carbone, de sa composition chimique (acier faiblement allié, si la présence d'éléments d'alliage tel que nickel, chrome, molybdène vanadium est inférieure à 5 %, ou fortement allié si supérieure),
  • et de sa structure cristalline.

Comment rendre l’acier plus résistant ?

Indépendamment du type d’acier, les traitements thermochimiques à température élevée permettent de renforcer la partie externe d’une pièce et d’obtenir de meilleures propriétés de surface par rapport aux propriétés à cœur. Ils agissent exclusivement sur la structure physico-chimique des couches superficielles de la pièce métallique en l'enrichissant en carbone ou en azote. Ils améliorent les phases cristallines et structurales sans modifier la partie interne de la pièce.

Un traitement thermochimique tel que la nitruration ou la cémentation, apporte les différents éléments d’alliage (carbone et azote atomiques) à travers le gaz : la pièce est chauffée dans une atmosphère réactive riche en carbone (C) et azote (N2). Pendant la phase de maintien en température, les composants atomiques C et N2 diffusent dans les premières couches de l’acier (1mm maxi) et créent une couche métallique avec des caractéristiques chimiques différentes du métal de base. Une trempe rapide est souvent réalisée pour refroidir et figer les atomes dans la matière et obtenir la composition structurale souhaitée. L’effet du refroidissement rapide peut générer des fragilités caractéristiques dans le matériel, un processus de revenu en atmosphère neutre et à température inférieure est donc appliqué pour éliminer ces contraintes internes non souhaitées.

  

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