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Les différents aciers en traitement thermique

Il existe différents types d’aciers, et différents traitements thermiques. Découvrez le traitement qui convient à vos pièces finales en acier.

Sur le marché, il y a plusieurs types d’aciers avec des compositions physico-chimiques et des propriétés mécaniques adaptées à chaque besoin industriel. Il est important de bien choisir son acier et le traitement thermique approprié pour avoir une pièce finale qui respecte les conditions d’utilisation spécifiques de dureté, résistance à corrosion et usure, ductilité, etc.

  

Qu’est-ce que l’acier ?

Les aciers sont des alliages à base de fer et de carbone, souvent additionnés de différents éléments tels que le manganèse, le nickel, le chrome, le molybdène, le vanadium, etc.

Il y a plusieurs manières de classifier et nommer les différentes nuances d’aciers, selon les normes européennes (EN) ou américaines (AISI, ATSM) ou internationales (ISO). Toutes ces classifications se basent sur la composition chimique (la teneur en carbone, les éléments d’alliage, etc.) et sur les caractéristiques mécaniques des alliages fer-carbone. Par exemple, un acier 316L norme AISI correspond à un acier 1.4404 norme EN, et cela est un acier inox à faible contenu de carbone, contenant du chrome, du nickel et du molybdène.

Quel acier choisir pour vos pièces ?

L’acier est choisi selon son utilisation et ses propriétés mécaniques et chimiques. Les éléments d’alliage sont ajoutés au mix fer-carbone pour changer les propriétés de l’acier et obtenir un matériau avec les caractéristiques requises.

Cependant un acier avec une composition complexe, qui lui donne des propriétés spécifiques de dureté, de résistance à l’usure, à la corrosion, de résistance au chocs, de limite d’élasticité ; peut avoir un coût assez élevé.

Pour compenser les faibles qualités mécaniques d’un acier à la composition plus simple et donc moins cher, il est possible d’appliquer un traitement thermique pour modifier les caractéristiques mécaniques superficielles. Les propriétés du métal de base seront donc boostées pour obtenir une pièce métallique avec d'excellentes propriétés de surface et à cœur totalement adaptées à l’application finale.

En quoi le traitement thermique améliore les aciers ?

Le traitement thermochimique agit sur la composition chimique et physique de la couche superficielle d’une pièce. Pendant un traitement thermochimique, la pièce métallique est maintenue dans un four à haute température et dans une atmosphère composée de plusieurs gaz et enrichie en carbone et azote. Ces éléments réagissent avec les couches superficielles du métal et modifient sa composition.

Un refroidissement accéléré tel que la trempe, permet de figer la composition et la structure cristalline du métal et donne à la pièce finale les caractéristiques mécaniques souhaitées.

Le saviez-vous ?
Pour des pièces hautement sollicitées en aéronautique, on utilise des pièces en acier spécial qui ont subi des traitement thermiques à basses températures (jusqu'à -150°C). Le but est d’obtenir, après trempe, la transformation complète de l’austénite en martensite et d'assurer, en plus de la dureté et de la résistance à l’usure, une grande stabilité dimensionnelle (métrologie, calibres et jauges).
Ce procédé est généralement réalisé avant le revenu dans une cellule cryogénique. Pour le traitement cryogénique, Air Liquide propose une solution complète et intégrée qui inclut la fourniture d’azote liquide, le système de distribution du gaz et une gamme de cellules de traitement cryogénique, conforme aux normes du secteur aérospatial.
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