Trempe et revenu : processus de traitement thermique de l'acier et optimisation des performances
La trempe et le revenu (trempe + revenu) sont un procédé de traitement thermique courant de l'acier, généralement utilisé pour améliorer les propriétés de l'acier. L'objectif principal de la trempe et du revenu est d'obtenir une structure organisationnelle équilibrée de l'acier grâce à des processus de chauffage et de refroidissement appropriés, améliorant ainsi sa résistance, sa dureté et sa ténacité. Ce processus comprend généralement les étapes suivantes :
- Chauffage (austénitisation) : L'acier est d'abord chauffé au-dessus de sa température critique (c'est-à-dire la température d'austénitisation), ce qui le transforme complètement en austénite (austénite), qui est une structure en acier à haute température.
- Trempage : L'acier est maintenu à haute température pendant un certain temps pour assurer l'homogénéisation de la structure. Cette étape permet d'améliorer la trempabilité du matériau.
- Refroidissement (trempe) : L'acier est refroidi rapidement, provoquant la transformation rapide de l'austénite en martensite, augmentant ainsi la dureté. La sélection du fluide de refroidissement et le contrôle de la vitesse de refroidissement sont très critiques pour le succès du processus de trempe et de revenu.
- Trempe : L'acier trempé et revenu est généralement trop cassant et dur, il doit donc être trempé pour réduire la dureté et améliorer la ténacité. Cette étape consiste à réchauffer l’acier à une température plus basse, à le maintenir au chaud pendant un certain temps, puis à le refroidir.
L'acier trempé et revenu a une résistance et une dureté plus élevées tout en conservant un certain degré de ténacité. Cela le rend adapté à de nombreuses applications d'ingénierie, en particulier lorsqu'un équilibre entre résistance et ténacité est requis. Il convient de noter que différents types d'acier et différents paramètres de trempe et de revenu (température, durée, vitesse de refroidissement, etc.) entraîneront des propriétés différentes. Par conséquent, lors de la trempe et du revenu, un plan de processus approprié doit être développé en fonction de la composition spécifique de l'alliage et des exigences de l'application. L'acier au carbone est souvent utilisé sans traitement thermique final, mais il peut être recuit, normalisé, cémenté ou revenu pour améliorer ses propriétés de fabrication et mécaniques.
Acier doux SS400
SSS400/Q235 est un acier de construction ordinaire à faible teneur en carbone avec une teneur en carbone comprise entre 0,12 % et 0,2 %, ce qui équivaut à l'acier n° 10 et n° 20. En théorie, il peut être trempé pour obtenir de la martensite, mais en raison du carbone martensitique, la sursaturation est très faible et la dureté après trempe est très faible, seulement environ 170HBS. La dureté de cet acier dans son état d'approvisionnement est d'environ 144HBS (elle a été normalisée avant de quitter l'usine). On peut voir que lors de la trempe avec Q235, l'augmentation de la résistance et de la dureté n'est pas évidente, et elle doit également faire face aux inconvénients du traitement thermique tels que la déformation, la fissuration, l'oxydation, la décarburation et au coût du traitement thermique, ce qui n'est pas du tout économique. L'acier doux ss400 est généralement acheté sans traitement thermique. Généralement, il est utilisé dans les projets d’ingénierie où une grande quantité d’acier est nécessaire. La quantité est énorme. Il est généralement utilisé après laminage à chaud. Le laminage à chaud signifie normaliser le traitement thermique. Il y a plusieurs raisons de ne pas traiter thermiquement :
- Ces occasions ne nécessitent pas d'exigences mécaniques élevées.
- Le volume des composants en acier est trop important et le traitement thermique n'est pas pratique.
- Le matériau est bon marché, les exigences de qualité sont relativement faibles et il s'agit d'acier à faible teneur en carbone, donc l'effet du traitement thermique n'est pas très bon.
- Si vous devez utiliser du Q235 pour le durcir, vous pouvez uniquement le carburer, mais ce n'est pas rentable.
Acier au carbone 1045/S45C
L'acier 1045/S45C est un acier de construction trempé et revenu à teneur moyenne en carbone couramment utilisé. La plasticité à froid de cet acier est moyenne. Le recuit et la normalisation sont légèrement meilleurs que la trempe et le revenu. Il a une résistance plus élevée et une meilleure usinabilité. Après un traitement thermique approprié, il peut obtenir un certain degré de ténacité, de plasticité et de résistance à l'usure. Source matérielle pratique. Convient au soudage à l'hydrogène et au soudage à l'arc sous argon, mais ne convient pas au soudage au gaz. Un préchauffage est nécessaire avant le soudage et un recuit de détente doit être effectué après le soudage. La normalisation peut améliorer les performances de coupe des ébauches d'une dureté inférieure à 160HBS. Après traitement de trempe et de revenu, les propriétés mécaniques globales de cet acier doivent être optimisées par rapport aux autres aciers de construction à teneur moyenne en carbone. Cependant, la trempabilité de cet acier est faible. Le diamètre critique durcissable dans l'eau est de 12 à 17 mm et il a tendance à se fissurer pendant la trempe à l'eau. Lorsque le diamètre est supérieur à 80 mm, ses propriétés mécaniques sont similaires après trempe et revenu ou normalisation. Une résistance et une ténacité plus élevées peuvent être obtenues après un traitement de trempe et de revenu pour les pièces de moule de taille moyenne et petite.
Applications de l'acier au carbone 1045/S45C :
- Peut être utilisé comme l'un des matériaux pour la fabrication de clés à coin DIN 6883-1956 ; peut être utilisé pour fabriquer des boulons de grade 8,8 et 9,8 M16 et inférieur, des boulons de grade 10,9 et M22 et inférieur, des écrous de grades 8, 9 et 10 et des rondelles de grade 300HV, voir JC/T 5057.40-1995 .
- Peut être utilisé pour fabriquer de grands boulons hexagonaux à haute résistance pour les structures en acier de grade 8.8S M20 et inférieur, de grands écrous hexagonaux de grade 10H ou 8H et des rondelles à haute résistance de grade de performance 35~45HRC. Voir GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Acier Q+T
Les matériaux ci-dessus sont tous des aciers alliés à faible teneur en carbone, contenant des éléments d'alliage tels que le chrome et le molybdène, et ont une trempabilité élevée et aucune fragilité au revenu. L'acier allié 25CrMo4 a une résistance suffisante à haute température inférieure à 500 degrés, une très bonne soudabilité, peu de tendance à former des fissures à froid, une bonne usinabilité et une plasticité de déformation à froid. L'acier 35CrMo4 est généralement utilisé à l'état trempé et revenu ou cémenté et trempé. Spécifications du traitement thermique pour cet acier : trempe à 880 degrés, refroidissement par eau, refroidissement par huile ; trempe à 500 degrés, refroidissement par eau, refroidissement par huile. L'acier allié 42CrMo4 est utilisé pour fabriquer des tuyaux haute pression et diverses fixations, ainsi que des pièces carburées de qualité supérieure telles que des engrenages et des arbres qui fonctionnent dans des milieux non corrosifs et des milieux avec des températures de fonctionnement inférieures à 250 degrés et contenant des mélanges d'azote et d'hydrogène.
