Description : EXTRAITS DE DISCOURS DE SHRI MATAJI NIRMALA DEVI SUR L’IMPORTANCE DE NETTOYER SON SYSTEME SUBTIL
thermique
transfer thermique
Il n'est plus question aujourd'hui de jardiner en vase clos, sans se soucier des répercussions que peuvent avoir nos actions pour obtenir de belles plantes. Ainsi, l'auteur de ce livre, Victor Rena...
Full description
Thermodynamique: Les machines thermiques dithermes.Description complète
Description complète
MEC-200
Traite Traitemen ments ts thermi thermiques ques des aciers
MEC-200 – Te Tec h n o l o g i e d es m at ér i au x
1
Session 8
Traitements thermique des alliages ferreux MEC-200
• Modifier Modifier la la nature nature des constituan constituants ts présent présentss – durcissement par trempe – durcissement par précipitation – recuit et traitement par froid
• Modifier Modifier la forme et la répartition répartition des consti constituan tuants ts – – – – –
recuit de globulisation traitement d’affinage structural recuit de grossissement du grain recuit de recristallisation traitement de normalisation MEC-200 – Te Tec h n o l o g i e d es m at ér i au x
2
Session 8
1
Traitements thermique des alliages ferreux (2) MEC-200
• Provoquer Provoquer la la formation formation des microst microstructu ructures res favorab favorables les pour la mise en forme – traitement d’adoucissement – revenu classique
• Éliminer Éliminer les les contrai contraintes ntes internes internes ou ou modifier modifier leur répartition avec modification de la microstructure – revenu de détente
• Rétabl Rétablir ir les les propri propriété étéss mécaniq mécaniques ues d ’un acie acierr écroui écroui.. – traitement de restauration
• Atténuer Atténuer les les hétérogén hétérogénéité éitéss de composi composition tion chimique chimique – recuit d’homogénéisation MEC-200 – Te Tec h n o l o g i e d es m at ér i au x
3
Session 8
Étapes d’un traitement thermique MEC-200
Chauffage
Palier à température constante
Refroidissement
Vitesses de refroidissement
V1
V2
V3
Temps MEC-200 – Te Tec h n o l o g i e d es m at ér i au x
4
Session 8
2
MEC-200
• • • • • •
Facteurs influençant les propriétés d’un traitement thermique
température de traitement. temps de maintien à la température de traitement. nuance (type d’alliage) du matériau. travaux effectués sur le matériau. nombre de cycles (nombre de traitements). mode de vieillissement. • Vitesse de refroidissement • Type et température du milieu de trempe • Agitation du milieu de trempe MEC-200 – Technologie des matériaux
5
Session 8
Identification de l’état d’un matériau MEC-200
• • • •
F O W T
Tel que fabriqué Recuit, recristallisé Trempe instable Traitement thermique » T 3 Le produit est rigide » T 4 Le produit est semblable au T 3 mais sans travail à froid » T 6 Le produit est très rigide » T 7 Mise en solution et stabilisé » T 8 Mise en solution, écroui et vieilli artificiellement
MEC-200 – Technologie des matériaux
6
Session 8
3
MEC-200
Formation de : la perlite la bainite martensite
MEC-200 – Technologie des matériaux
7
Session 8
MEC-200 – Technologie des matériaux
8
Session 8
MEC-200
4
MEC-200
1 1
4
3 3 4 4 2
2
3 4
MEC-200 – Technologie des matériaux
9
Session 8
TTT des aciers et microstructure MEC-200
Fe-Fe3C TTT Diagram, Adapté de Callister page. 295, Fig. 10.6
Par M. Rainville MEC-200 – Technologie des matériaux
10
Session 8
5
La bainite vue aux microscopes MEC-200
Fe3C dans une matrice de ferrite Microscope optique
MEC-200 – Technologie des matériaux
MEB
11
Session 8
MEC-200
Transformation martensitique
MEC-200 – Technologie des matériaux
12
Session 8
6
Martensite en aiguille MEC-200
Se forme si % C > 0.6
MEC-200 – Technologie des matériaux
13
Session 8
Influenence de la teneur de carbone sur la dureté de la martensite
MEC-200
MEC-200 – Technologie des matériaux
14
Session 8
7
Variation de Ms en fonction de la teneur en carbone
MEC-200
MEC-200 – Technologie des matériaux
15
Session 8
MEC-200
Traitements thermiques dans la masse
MEC-200 – Technologie des matériaux
16
Session 8
8
Trempabilité d’un acier MEC-200
• Capacité d ’un acier donné à se transformer en martensite dans des conditions de refroidissement données. • Mesurée par la diminution de la dureté en fonction de l’augmentation de la distance sous la surface et donc d’une teneur en martensite faible. • Déterminée par le diamètre critique : celui d ’une barre trempée dont le centre contient 50% perlite et 50% de la martensite. • Évaluée par l’essai Jominy. MEC-200 – Technologie des matériaux
17
Session 8
t n e MEC-200 m e s s i d i o r f e r e d e s s e t i V
Vr max
Diamètre : 25.4 mm
( 24°C)
MEC-200 – Technologie des matériaux
18
Session 8
9
Extrémités trempés ont le même dureté car même % de C MEC-200
Solutions d’eau et de sel L’eau Huiles Brouillards (air contenant des gouttelettes d’eau) Bains fluidisés (courant gazeux contenant des
particules en suspension).
• L’air et les gaz. Choisir le bain qui donne les résultats escomptés tout en étant le moins sévère possible, pour éviter des fissures, ruptures suites aux gradients de température très élevé. MEC-200 – Technologie des matériaux
20
Session 8
10
Carbone équivalent MEC-200
Céq = %C +
%Mn %Cr + %Mo + %V %Ni + %Cu + + 6 5 15
• Plus Céq est élevé .
• Plus l’acier est trempable • Moins l’acier est soudable
• Plus le pourcentage de carbone est élevé, plus l’acier est trempable. • Les aciers alliés (Ni-Cr-Mo) suivants sont classés par ordre de trempabilité croissante: 8620, 8630, 8640 et 8660. MEC-200 – Technologie des matériaux
21
Session 8
Carbone équivalent et soudabilité MEC-200
Céq = %C +
%Mn %Cr + %Mo + %V %Ni + %Cu + + 6 5 15
• Plus Céq est élevé , moins l’acier est soudable. • Céq < 0.45 % moins de risque de fissure dans la zone soudée et aucun traitement thermique n’est nécessaire pour prévenir les fissures dans la ZAT. • 0.45% < Céq < 0.60 % propice aux fissures. Traitement thermique nécessaire après le soudage. • Céq > 0.60% risque élevé de fissuration. » Pre-chauffage et traitement thermique nécessaires. MEC-200 – Technologie des matériaux
22
Session 8
11
Fig.10.5 Schéma de 3 types de traitement MEC-200
Surface coeur
trempe martensitique directe (continue)
trempe martensitique étagée
trempe bainitique MEC-200 – Technologie des matériaux
23
Session 8
MEC-200
Traitements de surface
MEC-200 – Technologie des matériaux
24
Session 8
12
Trempe superficielle MEC-200
Aciers ordinaires % C: 0.30 à 0.50 %
Épaisseur trempée inférieur à 1 mm
MEC-200 – Technologie des matériaux
25
Session 8
Trempe par induction d ’un arbre cannelé MEC-200
MEC-200 – Technologie des matériaux
26
Session 8
13
MEC-200
Les recruits
MEC-200 – Technologie des matériaux
27
Session 8
RECUITS MEC-200
• Buts: Traitement thermique qui: – Élimine les contraintes résiduelles (de trempe, soudage, forgeage, laminage)
– Diminue de la dureté – Améliore de la ténacité et de la ductilité – Produit une microstructure désirée
MEC-200 – Technologie des matériaux
28
Session 8
14
RECUITS MEC-200
• Étapes – Chauffage jusqu’à obtention de la température désirée. – Maintient de la température pendant le temps d’incubation. – Refroidissement à la température ambiante
• Temps et température – Gradient de température entre extérieur et intérieure de la pièce. – Si gradient T° rapide ----> contraintes internes--> fissures. – Accélérer le recuit en augmentant la T° ---> accélérer mécanisme de diffusion MEC-200 – Technologie des matériaux
29
Session 8
Types de recuit et buts MEC-200
• Recristallisation: 500 à 700°C – Atténuer ou éliminer les effets d’écrouissage.
• Détente: 500 à 650°C – Éliminer les contraintes résiduelles dans les pièces
• Pour les alliages ferreux – Normalisation: A3 + 50° + refroidissement à l’air • Acier plus tenace (grains de perlite fins et à taille uniforme).
– Complet: idem à normalisation mais refroidit au four – Sphéroidïsation MEC-200 – Technologie des matériaux
30
Session 8
15
Recuit de recristallisation MEC-200
• Recristallisation – But: atténuer ou éliminer les effets d’écrouissage. – Réduction des risques de déchirure – réduction de la quantité d’énergie requise pour le formage
– Obtenir une microstructure à grains fins. – Interruption du TTT avant la croissance des grains
– Pour empêcher l ’oxydation de la surface – recuit dans une atmosphère non oxydante ou – recuit à basse température mais > T recristallisation MEC-200 – Technologie des matériaux
31
Session 8
Restauration des propriétés MEC-200
• L’amélioration de la ténacité s ’accompagne d ’une diminution de la dureté et d’une baisse de Re. • Restauration facilitée par un augmentation de la température qui favorise la diffusion. • Processus de restauration: – polygonisation – recristallisation – croissance du grain
MEC-200 – Technologie des matériaux
32
Session 8
16
Processus de restauration MEC-200
• Polygonisation ou récuit de détente: Chauffage du métal déformé (élimination des contraintes résiduelles ) – disparition des défauts ponctuels (lacunes et atomes interstiticiels) – Baisse de la résistivité électrique ρ. – Nouvelle réapparition et réarrangement des dislocations sous forme de Polygone.
• Recristallisation – Chauffage à une température de l’ordre de 0.6 Tf (alliages). – Ré-agencement des atomes des grains déformés pour former des grains nouveaux (orientés au hasard)---> germination.
• Croissance des grains germés MEC-200 – Technologie des matériaux
33
Session 8
Schéma de la recristallisation MEC-200
Écroui
Formation de nouveaux grains
MEC-200 – Technologie des matériaux
Germination et croissance des grains
34
Session 8
17
MEC-200
Variation des propriétés mécaniques en fonction de la température de recuit: cas du laiton
Source: Calister
MEC-200 – Technologie des matériaux
35
Session 8
Réduction de la croissance des grains par des particules insolubles (Nb) MEC-200
Zinc Al (99.999% m) Cuivre (99.999%m) Nickel (99.99%m) Fer Tungstène
Température de fusion : Tf (°C)
10 80 120 370 450 1200
MEC-200 – Technologie des matériaux
420 660 1085 1455 1538 3410 37
Session 8
MEC-200
Recuits de Normalisation Spheroidisation et Recuit complet
MEC-200 – Technologie des matériaux
38
Session 8
19
Recuit des alliages à base de fer MEC-200
T e m p D e s é r a c a t u r i e e r s h l i m y t e p o i - e u s u t e c p . t o ï d e s
s . ï d e p s u e c t o e i t e u t m i r l e r y p e u t h r a r s é e p i c m a T e e s D A1 limite inf. de la transformation eutectoïde
MEC-200 – Technologie des matériaux
39
Session 8
Recuit des alliages à base de fer Normalisation MEC-200
T° = A3 (ou Am) + 55 à 85°C
Maintient jusqu’a ce que l ’alliage se transforme en austénite Refroidissement dans l’air Perlite fine plus tenace
Recuit complet T° = A1 ou 3 + (15 à 40°C) Refroidissement - four éteint perlite grossière + ph pro-eutect oïde (ductile et douce) Aciers à faible %C (usinage, formage)
Sphéroïdisation
T° ≤ A1 Refroid. 15 -25 heures Fe3C ---> particules sphéroïdales Aciers sphéroïdisés et ductiles) MEC-200 (doux – Technologie des matériaux
40
Session 8
20
Re, Rm et A% des aciers normalisés en fonction du %C MEC-200
MEC-200 – Technologie des matériaux
41
Session 8
Recuit de globulisation MEC-200
0: État initial (perlite lamellaire)
1: Début de globulisation
Fe3C ferrite
2: Fin du recuit (perlite globulaire) Fe3C ferrite MEC-200 – Technologie des matériaux
42
Session 8
21
Recuit de détente MEC-200
• Éliminer les contraintes résiduelles dans les pièces • Procédé – Chauffer la pièce assez longtemps pour porter toutes les parties à une température donnée. – Laisser refroidir dans l’air à la température ambiante. – Température de détente basse – conservation des propriétés obtenues en écrouissage ou lors des autres TTT. MEC-200 – Technologie des matériaux
43
Session 8
Comparaison des propriétés des alliages: Etats récuit et vieilli MEC-200
• But: Obtenir une surface dure et résistante • Processus: diffusion d’un élément en solution d’insertion sous la surface de la pièce (1 à 2 mm).
• Carbone (C) : carburation ou cémentation – Aciers à bas carbone ( 0.10 à 0.25 %) – Opération dans le domaine austénitique : vers 900°C – Milieux de carburation
• solide: mélange de charbon et d’oxyde de fer. • liquides: bains de cyanures fondus • gazeux: mélange de CO+ CO2 + hydrocarbures MEC-200 – Technologie des matériaux
47
Session 8
Traitements thermochimiques MEC-200
carburation, nitruration et carbonitruration
• Azote (N) : nitruration – Aciers à moyen % carbone (0.40 %) + Al, Cr, Mn, Si – mise en solution dans le domaine α ( 500−570 °C). Solubilité max de N dans Fe = 0.4 % à 590 °C. – Formation des nitrures finement dispersés. – durcissement par addition des formateurs de nitrures (Al, Cr.V) – Agents de nitruration
• liquides: bains de cyanures fondus • gazeux: amoniac
• Carbone + azote : carbonitruration MEC-200 – Technologie des matériaux
48
Session 8
24
Traitements thermique des produits ferreux MEC-200
Traitement thermique dans la masse Recuits et traitement connexes
Durcissement
Recuit complet d’homogénéisation de globulisation de grossissement du grain Traitements d ’affinage structural d ’adoucissement de normalisation de relaxation de recristallisation
