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e s a c i e r s
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PO Ingénierie de la construction
3ème Année Orientation Génie Mécanique
Les traitements thermiques des aciers
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1 A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10
70 75
65 17
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Les aciers
Aciers d’usage général
(Aciers non alliés)
Aciers à outils
Aciers spéciaux de
construction mécanique
(Aciers faiblement alliés)
Aciers spéciaux
(Aciers maraging,)
Aciers inoxydables
(Aciers fortement alliés)
Quelques rappels
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Les aciers
Aciers d’usage général
(Aciers non alliés)
Aciers à outils
Aciers spéciaux de
construction mécanique
(Aciers faiblement alliés)
Aciers spéciaux
(Aciers maraging,)
Aciers inoxydables
(Aciers fortement alliés)
Les catégories d’aciers
La famille des aciers est subdivisée suivant ces 5 grandes sous-familles. Les aciers de
traitement thermique couramment utilisés en construction mécanique appartiennent
principalement à la sous-famille des aciers spéciaux de construction mécanique mais on peut
également utiliser certains aciers de la sous-famille des aciers d’usage général.
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Désignation normalisée des aciers
de traitement thermique
Désignation des aciers de traitement thermique
Avant toute chose, il est nécessaire de bien connaître la désignation des différents alliages, et
en particulier celle des aciers de traitement thermique. Celle-ci est définie par les normes
soit française (NF A) ou européenne (EN). On donne ici les désignations en vigueur depuis
1992 mais également les désignation antérieures car elles sont encore largement employées.
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C 35 H2
Désignation des aciers spéciaux non-alliés (norme EN 10020)
Acier spécialnon-allié
Centuple de la teneur en carbone Particularités
Aciers spéciaux non alliés(Aciers d’usage général)
Désignation des aciers spéciaux non alliés
Les aciers de la première sous-famille aptes aux traitements thermiques sont les aciers
spéciaux non-alliés.
La désignation de ces aciers non-alliés est définie par la lettre « C » (pour acier au carbone)
suivie d’un nombre représentant le centuple de la teneur nominale en carbone (ici 0,35%).
Cette désignation peut être complétée pour désignée une particularité (ici H2 correspond à
une bande de dispersion Jominy plus étroite).
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XC 38 H2
Ancienne désignation des aciers spéciaux non-alliés
Acier spécialnon-allié
Centuple de la teneur en carbone Particularités
Aciers spéciaux non alliés(Aciers d’usage général)
Ancienne désignation des aciers spéciaux non alliés
L’ancienne désignation de ces aciers non-alliés commence par le symbole « XC » (pour acier
de classe XC) suivie d’un nombre représentant le centuple de la teneur nominale en carbone
(ici 0,35%). Comme dans la nouvelle norme, cette désignation peut être complétée pour
désignée une particularité.
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Les aciers spéciaux de construction mécanique
(aciers faiblement alliés)
La teneur de chaque élément d’alliage ne dépasse 5%
35 CrMo 4
Désignation (norme EN 10020)
Teneur (×××× 100)
en carbone
Symbole chimique des éléments d’alliage
(dans l’ordre des teneurs décroissantes)
Teneur (×××× coeff.) de(s)
éléments d’alliage
Définition des aciers faiblement alliés
Ces aciers de la seconde sous-famille, tous aptes aux traitements thermiques, sont des aciers
faiblement alliés, c’est à dire que la teneur de chaque élément d’alliage ne dépasse pas 5%
(en masse).
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Les aciers spéciaux de construction mécanique
(aciers faiblement alliés)
La teneur de chaque élément d’alliage ne dépasse 5%
35 CrMo 4
Désignation (norme EN 10020)
Teneur (×××× 100)
en carbone
Symbole chimique des éléments d’alliage
(dans l’ordre des teneurs décroissantes)
Teneur (×××× coeff.) de(s)
éléments d’alliage
Ancienne désignation des aciers faiblement alliés
La désignation de ces aciers commence par un nombre correspondant au centuple de la
teneur nominale en carbone (ici 0,35%) puis par une suite de symboles chimiques des
principaux éléments d’alliage (ces symboles sont donnés dans l’ordre décroissant des
teneurs) et enfin par un ou plusieurs nombres correspondants aux teneurs de ces éléments
d’alliage (à un coefficient multiplicatif près).
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Les aciers spéciaux de construction mécanique
(aciers faiblement alliés)
Valeur des coefficients multiplicateurs en fonction des éléments d’alliage
BCe, N, P, S
Al, Be, Cu,
Mo, Nb, Pb,
Ta, Ti, V, Zr
Cr, Co, Mn,
Ni, Si, W
x 1000x 100x 10x 4
Coefficients multiplicateurs dans la désignation des aciers faiblement alliés
Le tableau ci-dessus donne la valeur du coefficient multiplicateur en fonction de la nature de
l’élément d’alliage. Ce coefficient permet d’avoir une valeur entière dans la désignation de
l’alliage.
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Les aciers spéciaux de construction mécanique
(aciers faiblement alliés)
35 CD 4
Ancienne désignation
Teneur (×××× 100)
en carbone
Symbole métallurgique des éléments d ’alliage
(dans l ’ordre des teneurs décroissantes)
Teneur (×××× coeff.) de(s)
éléments d ’alliage
Ancienne désignation des aciers faiblement alliés
L’ancienne désignation de ces aciers commence par un nombre correspondant au centuple
de la teneur nominale en carbone (ici 0,35%) puis par une suite de symboles métallurgiques
des principaux éléments d’alliage (ces symboles sont donnés dans l’ordre décroissant des
teneurs) et enfin par un ou plusieurs nombres correspondants aux teneurs de ces éléments
d’alliage (à un coefficient multiplicatif près).
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Acier C35
Acier 35 CrMo 4
Composition chimique des aciers de traitement thermique
0,060,02,0,020,210,020,020,0160,270,660,36
%Al%Cu%Mo%Cr%Ni%P%S%Si%Mn%C
0,280,960,160,020,010,280,770,36
%Mo%Cr%Ni%P%S%Si%Mn%C
Composition chimique des aciers de traitement thermique
Ces aciers, qu’ils soient aciers spéciaux non-alliés ou aciers faiblement alliés doivent
respecter une composition chimique nominale tolérancée sur la teneur de chaque élément.
Ainsi un acier C35 peut être à 0,36%C et la teneur en chrome dans un acier 35 CrMo 4 peut
être différente de 1% (coeff. multipl. = 4).
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Les traitements thermiques des aciers
Traitt de durcissement
Trempes
Traitt d’adoucissement
Revenus Recuits
Les traitements thermique des aciers
Les traitements thermiques que l’on peut mettre en œuvre ont pour effet soit de durcir
l’acier (trempe ), soit de l’adoucir (revenus et recuits).
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1
2
5
10
2 0
5 0
1 00
50 0
1 0
10
1 0
3 4 5
24 h 1 5 m n 1 m n 2m n 1h 2 h 4h 8h
50 6 22 4 20 2 1 77 1 69 1 48 H V
A us t é n i s é à : G r os s e u r du g r a i n :
C % M n% S i% S % P % N i% C r% M o%
9 00
8 00
7 00
6 00
1 00
0
2 00
3 00
4 00
5 00
N u a n c e : C 3 5
A c1
A A + F
A + F + C
A + M
M s
A c3
8 5 0 ° C - 1 5 m n 9
T e m ps ( s )
0,35 0,60 0,20 0 , 027 0 , 022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 5 0
6 0 7 0
3 0
B
42 0 3 20
La trempe
La trempeCommençons par la trempe des aciers …
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α αα α + γ γ γ γ 700
1 2 3 4 5 6 7
900
1000
1100
600
1200
1300
1400
1500
1600°C
%C
Liquide
γ γγ γ
αααα
L é d é b u r i t e
P e r
l i t e
F e 3 C
4,30,8
1147°
1534°
1390°
1250°
727°
6,67
δδδδ
α α α α ++++ Fe3C
γ γγ γ ++++ Fe3C
γ γγ γ
γ γγ γ
Fe0,02
%C
930
α αα α
727
α α α α ++++ Fe3C
α αα α + γ γ γ γ
Perlite
γ γγ γ ++++ Fe3C
0,8
Le diagramme d’équilibre de phases Fer - Cémentite
Le diagramme d’équilibre de phases Fer-Cémentite
Ce traitement ne peut se maîtriser que si l’on a bien en mémoire le diagramme fer-
cémentite. La portion du diagramme qui concerne les aciers de traitements thermique se
limite en pratique à 1% en carbone – 1000°.
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γ γγ γ
γ γγ γ
Fe0,02
%C
930
α αα α
727
α α α α ++++ Fe3C
α αα α + γ γ γ γ
Perlite
γ γγ γ ++++ Fe3C
0,8
Les microstructures d’équilibre
Microstructure
ferrito-perlitique
Microstructure
Perlite +
Cémentite
Les microstructures d’équilibre
Lorsque un acier est refroidi très lentement depuis son état austénitique, les transformations
d’équilibre conduisent à une microstructure ferrito-perlitique (si la teneur en carbone est
inférieure à 0,8%) ou à une microstructure constituée de Perlite et de Cémentite (si la teneur
en carbone est supérieure à 0,8%).
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Austénite Germination
Les transformations de phases
Les transformation de phases: la germination
Les transformations de phases Austénite-Ferrite et Austénite-Perlite et Austénite-Cémentite,
comme toutes les transformations de phase d’équilibre, font intervenir tout d’abord un
phénomène de germination …
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Les transformations de phases
Germination Croissance
Les transformations de phases: la croissance
… suivi par une phase de croissance.
Ces transformations, faisant intervenir la diffusion, peuvent donc se dérouler soit en
condition isotherme soit en refroidissement continu.
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Cinétique des transformations de phases
Croissance
Cinétique de transformation
Que ce soit en condition isotherme ou en condition de refroidissement continu, la vitesse de
transformation est liée à la vitesse de germination, elle même en relation directe avec le
nombre de germes pouvant se former et se développer.
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∆+∆−⋅=
RT
GGconst I
t gexp
∆∆∆∆G g : var. d’énergie. libre relative àla formation d’un germe
Vitesse de germination
∆∆∆∆G t : var. d’énergie. libre relative à
la barrière d’énergie à franchir
par un atome voulant se fixer
sur un germe en formation
Cinétique des transformations de phases
Vitesse de germination
Cette vitesse de germination résulte de deux phénomènes antagonistes: la formation des
germes de la nouvelles phase (∆Gg<0) et la croissance de ces germes par fixation d’atomes de
la phase mère (∆Gt >0).
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∆∆∆∆G g : var. d’énergie. libre relative àla formation d’un germe
−∆=∆ Tm
T TmhG vv
∆ ∆ ∆G G Gg s= +v
( )0>⋅=∆ sGs
( (( (∆∆∆∆ hV <0)
Cinétique des transformations de phases
Variation d’énergie libre
La formation des germes s’accompagne d’une diminution d’énergie libre ∆∆∆∆G g dès lors que le
volume l’emporte sur l’interface (en termes de variation d’énergie ∆∆∆∆Gv (< 0 si T<Tm) et ∆∆∆∆G s
(>0)).
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∆∆∆∆G g : var. d’énergie. libre relative àla formation d’un germe
−∆=∆ Tm
T TmhG vv
∆ ∆ ∆G G Gg s= +v
( )0>⋅=∆ sGs
( (( (∆∆∆∆ hV <0)
Cinétique des transformations de phases
Degré de surfusion
Ainsi, pour une transformation devant théoriquement se dérouler à une température T m, il
faut que la température passe en-dessous de cette température pour que la transformation
ait effectivement lieu (|∆∆∆∆Gv|<|∆∆∆∆G s |). La différence T-T m est appelé degré de surfusion (∆∆∆∆T).
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Ar3
γ γγ γ
Fe
0,02
%C
930
α αα α
727
α α α α ++++ Fe3C
α αα α + γ γ γ γ
Perlite
γ γγ γ ++++ Fe3C
0,80,35
Les transformations de phases en condition isotherme
Transformations de phases en conditions isothermes
Considérons pour illustrer ces transformations isothermes, le cas d’un acier à 0,35%C. Le
diagramme d’équilibre de phases nous indique que la transformation Austénite-Ferrite
commence à la température Ar3 (environ 830°C).
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Tmax
Vitesse de germination I (log)
T
vg=0
γ γγ γ
t (log)
Tm
T
Transformation à T=Tm
D’après l’expression ∆∆∆∆Gv, si on maintient la température de l’alliage à la température
théorique de transformation T m, la vitesse de germination sera nulle et la transformation
n’aura pas lieu (temps de début de transformation infini).
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)
∆∆∆∆T1
vg1
T1γ γγ γ
γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α
1% 99%
tdtf
T
Transformation à T1<Tm
Par contre, si on maintient la température de l’alliage à T une température inférieure à la
température théorique de transformation (degré de surfusion ∆∆∆∆T1), la germination pourra se
faire, les germes pourront se développer et la transformation, caractérisée par les instants de
début (td) et de fin (tf ) de transformation, aura lieu.
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)vg2
T2γ γγ γ γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α
1% 99%
td tf
∆∆∆∆T2 < ∆< ∆< ∆< ∆T1
T
Transformation à T2<T1
La vitesse de germination sera d’autant plus grande que la différence entre la la
température imposée et la température théorique de transformation sera importante
(vg2>vg1 si ∆∆∆∆T2>∆∆∆∆T1). La transformation sera d’autant plus rapide (td2<td1 et tf2<tf1).
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Tmax
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)vgmax
γ γγ γ γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α 1% 99%
td tf
∆∆∆∆T2 < ∆< ∆< ∆< ∆T1
T
Vitesse de germination maximale (à T=Tmax)
La vitesse de germination atteint une valeur maximale pour une valeur caractéristique du
degré de surfusion. A la température correspondante (T max), la transformation sera la plus
rapide.
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Tmax
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)vgmax
γ γγ γ γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α 1% 99%
td tf
T
Transformation à T<Tmax
Par contre, si l’on maintien l’alliage à une température inférieure à cette température Tmax,
les atomes possèderont moins d’énergie. Le nombre d’atomes pouvant se fixer sur les germes
diminue et la vitesse de germination diminue. La transformation sera ralentie.
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Tmax
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)vgmax
γ γγ γ γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α
T
Vitesse de germination nulle
A la limite, si la température imposée est suffisamment basse, les atomes n’auront plus
l’énergie suffisante pour franchir la barrière d’énergie et la vitesse de germination sera
nulle: la transformation n’aura pas lieu.
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Les transformations de phases en condition isotherme
Tm
Vitesse de germination I (log)
T
t (log)vgmax
γ γγ γ
γ γ γ γ → →→ → α αα α α αα α
T
1% 99%
50%
Courbes de transformation en conditions isothermes
Les courbes de début (1% de phase transformée) et de fin (99% de phase transformée) de
transformation délimitent les domaine de stabilité des phases et le domaine de
transformation de phase. Le diagramme ainsi obtenu dans le plan temps-Température
s’appelle Diagramme TTT (Temps – Température – Transformation)
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Diagrammes TTT
(Transformation – Temps – Température)
1 2 5 10 20 50100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
Austénisé à : Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: C35
Ac1
AA+F
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 60 mn 10-11
Température (°C)
Temps (s)
0,36 0,66 0,27 0,0160,02 0,02 0,21 0,02
98
93
92
97
Dureté Rockwell
Cu%0,02
Al%
0,06
Diagramme TTT de l’acier C35
Voici le diagramme TTT de l’acier C35qui nous a servi d’exemple pour illustre la
cinétique de transformation de phase en
condition isotherme. La courbe bleue
correspond au début de la transformation
ferritique et la verte à la fin de cette
transformation. Elles coïncide avec lacourbe de début de transformation
perlitique. La courbe rouge correspond à
la fin de la transformation perlitique. La
courbe e pointillé correspond à 50%
d’austénite transformée.
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Diagrammes TTT
(Transformation – Temps – Température)
1 2 5 10 20 50100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
Austénisé à : Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: C35
Ac1
AA+F
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 60 mn 10-11
Température (°C)
Temps (s)
0,36 0,66 0,27 0,0160,02 0,02 0,21 0,02
98
93
92
97
Dureté Rockwell
Cu%0,02
Al%
0,06
Transformations isothermes et caractéristiques mécaniques
On constate bien, qu’en condition
isotherme, qu’un maintien à 830°C (Ar3)
empêche la transformation ferritique et
qu’un maintien à 727°C (Ar1), empêche latransformation perlitique.
C’est à environ 480°C que la
transformation de l’austénite est la plus
rapide: début au bout d’1 seconde et fin
au bout de 20 secondes avec
essentiellement formation de Perlite.On voit donc que les conditions de
transformations influent sur la
microstructure finale et donc sur les
caractéristiques (90 HRB à 480°C contre
92 à 600°C)
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Ac3
500°C
Ac3+50°C
t
°C
Ms
Chauffe
étagée
Austénitisation
30mn - 1h
Refroidissement
rapide
(eau, air, huile)
La trempe bainitique
Transformationbainitique
L’utilisation de ces diagrammes TTT est assez rare. On ne les utilise presque
qu’exclusivement que pour déterminer la vitesse de refroidissement nécessaire pour assurer
une transformation totalement bainitique (trempe bainitique)
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La trempe étagée bainitique
(austempering)
1 2 5 10 20 50100 500 10 10 103 4 5
24 h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
Austénisé à : Grosseur du grain:
C% Mn% S i% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: 35NiCr6
Ac1
AA+F
A+F+C
A+M
M s
Ac3
850°C - 30 mn 11
T e m
p é r a t u r e ( ° C )
Temps (s)
0 ,4 1 0,5 5 0 ,2 4 0 ,0 07 0,014 0,93 0,80 0,06
35
63
41
D u r e
t é H R c
F+C
Cu%0, 1
V%0,01
28
22
18
50
A+F+C
F+C
Utilisation du diagrammes TTT(Transformation – Temps – Température)
Structure bainitique d ’un acier à 0,1%C
Bainite infér.
Le maintien à une température de l’ordre de 400°C, permet d’assurer la transformation
complète de l’austénite en bainite inférieure, agrégat très fin de ferrite et de cémentite,
conférant ainsi à l’acier une microstructure stable et dure.
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Diagrammes TRC
(Transformation en Refroidissement Continu)
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: C35
Ac1
A A+F
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 50 60
70
30
B
420320
Transformations en refroidissement continu: diagrammes TRC
Des diagrammes de transformations de
phases en conditions de refroidissement
continu peuvent également être établi
expérimentalement. Ces diagrammes,
appelés diagrammes TRC, sont très
souvent utilisés dans la mesure où,
industriellement , le refroidissement despièces se fait de cette façon. Lorsqu’on
utilise l’air calme comme milieu de
refroidissement, on parle de trempe de
normalisation. Ci-contre, le diagramme
TRC de l’acier C35.
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Diagrammes TRC
(Transformation en Refroidissement Continu)
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: C35
Ac1
A A+F
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 50 60
70
30
B
420320
Diagrammes TRC: microstructures
Sur ces diagrammes, on retrouve les
courbes qui délimitent les différents
domaines de stabilité de phase et les
domaines de transformation de phase: le
domaine de transformation ferritique
(A+F) et celui de la transformation
perlitique (A+F+C). On distingue
également un troisième domaine detransformation: celui de la transformation
bainitique (A+B). La bainite est un
agrégat de ferrite et de cémentite
extrêmement fin et donc plus dure que la
perlite.
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Diagrammes TRC
(Transformation en Refroidissement Continu)
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: C35
Ac1
A A+F
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 50 60
70
30
B
420320
Courbes de refroidissement
Taux de transformation
de l ’austénite initiale
Diagrammes TRC: taux de transformation d l’austénite
Sur ces diagrammes, on trouve également
tout un faisceau de courbes de
refroidissement ainsi que des chiffres à
leur intersection avec les courbes de fin detransformation. Ces chiffres indiquent
quelle est la proportion d’austénite initiale
qui s’est transformée pour former le
constituant auquel correspond la courbe
de fin de transformation.
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Influence des éléments d’alliages
Manganèse : augmente la dureté de la ferrite
Nickel : affine la microstructure
Chrome - Molybdène :participent à la formation de la Perlite et de la Cémentite - favorisent la formation de carbures
Vanadium - Nobium :augmentent la dureté de la ferrite en favorisant la formation de fins carbures
Influence des éléments d’alliages sur la microstructure
Les éléments d’alliages, notamment dans les aciers alliés, ont différentes influences sur la
microstructure de l’alliage;
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Influence des éléments d’alliages
Influence du chrome
600
700
800
9001000
1100
1200
1300
0 0,4 0,8 1,2 1,60,2 0,6 1,0 1,2 1,8
%C500
0%
4%2%
γ γγ γ
°C
Influence du nickel
700
800
900
10001100
1200
1300
1400
1,8
0% Cr
5%12%
15%
0 0,4 0,8 1,2 1,60,2 0,6 1,0 1,2
%C600
°C
Influence des éléments d’alliages sur la position du point eutectoïde
D’une part, la teneur en carbone de l’eutectoïde diminue avec les teneurs en chrome,
molybdène, nickel, manganèse et autres (déplacement vers la gauche du point eutectoïde): la
proportion en Perlite augmente donc (règle des segments inverses).
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Influence des éléments d’alliages
Le chrome: un élément alphagène
700
800
900
10001100
1200
1300
1400
1,8
0% Cr
5%12%
15%
20%
0 0,4 0,8 1,2 1,60,2 0,6 1,0 1,2
%C600
°C
Eléments alphagènes
D’autre part, le domaine austénitique est fortement modifié: son étendue diminue en
présence de chrome, de molybdène de vanadium de titane de silicium ou d’aluminium. Ces
éléments sont dits alphagènes (ils favorisent l’extension du domaine ferritique).
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Influence des éléments d’alliages
Le nickel: un élément gammagène
600
700
800
9001000
1100
1200
1300
0 0,4 0,8 1,2 1,60,2 0,6 1,0 1,2 1,8
%C500
0%
4%2%
γ γγ γ
°C
Eléments gammagènes
Par contre, en présence de nickel, de manganèse, de cobalt, de cuivre et d’azote, l’étendue du
domaine austénitique augmente: ces éléments sont dit gammagènes.
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Influence des éléments d’alliages
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
0,5 1,0 1,5 2,0 2,50
α
α+ (CrFe) C4
α+ (CrFe) C+(CrFe) C4 7 3
α+ (CrFe) C7 3
α+γ+ (CrFe) C7 3
γ+ (CrFe) C7 3
α+γ
γ
γ+ (CrFe) C7 3
+(CrFe) C3
+(CrFe) C3
α
α+γ
Liquide+ γ
L+ γ+ (CrFe) C7 3
L+ αL+ α+γ
α+ (CrFe) C7 3
%C
Eléments carburigènes
Par ailleurs, tous ces éléments d’alliages sont carburigènes: ils ont une grande affinité avec
le carbone et favorise la formation de carbures: soit des carbures de fer alliés (Cémentite
alliée) (FeM)mCn (M = élém
t
d’alliage), soit des carbures d’éléments d’alliages MmCn
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1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1m n 2m n 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30
50 60 70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
Ralentissementde la diffusion
Décalage vers la droite
des lignes de début et de
fin de transformation
Influence des éléments d’alliages
Influence des éléments d’alliages sur la vitesse de germination
D’autre part, la présence de ces éléments d’alliages ralentit la vitesse de germination.
Les transformations de phases s’en trouvent donc retardées: les domaines de
transformations sont décalés vers la droite dans l’échelle temps, que ce soit en condition
isotherme ou en refroidissement continu.
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1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1m n 2m n 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30
50 60 70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
Les diagrammes TRC montre par ailleurs que si l’on refroidit ces alliages suffisamment
rapidement, il est possible d’éviter la formation des constituants d’équilibre (ferrite, perlite
ou bainite). La vitesse de refroidissement minimale permettant ceci est appelée vitesse
critique de trempe.
Vitesse critique de trempeVitesse critique de trempe
Diagrammes TRC et conditions de refroidissementVitesse critique de trempe
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24h 15mn 1m n 2m n 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30
50 60 70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
Vitesse critique de trempeVitesse critique de trempe
Diagrammes TRC et conditions de refroidissement
Influence des éléments d’alliages sur la vitesse critique de trempe
La présence des éléments d’alliages, en retardant la germination des phases d’équilibre,
permet de diminuer cette vitesse critique de trempe.
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Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30
50 60 70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
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Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
La trempe des aciers
La trempe des aciers
Lorsque l’on impose à une pièce austénitisée des conditions de refroidissement qui
permettent, pour la dimension de cette pièce, d’obtenir une vitesse de refroidissement
supérieure à ces vitesses critiques de trempe, on obtient un nouveau constituant: la
martensite.
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Acier à 0,35%C
La martensite
Formation de la martensite
La martensite est un constituant hors équilibre. Elle provient du cisaillement de la maille
austénitique (CFC). Ce cisaillement est provoqué par la libération des énergies de
transformations qui ont été bloquées du fait que ces transformations d’équilibre ont été
évitées.
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Martensite en lattes Martensite en lattes
La martensite
Martensite en latte et aciculaire
La martensite, de structure quadratique centrée, se présente sous forme de fines aiguilles.
Elle peut prendre deux formes: en lattes (groupement d’aiguilles) dans les aciers à moins de
0,6%C ou aciculaires (aiguilles dans tous les sens) dans les aciers à plus de 0,6%C.
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1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1m n 2m n 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 50 60
70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
Température de début de transformation martensitique
Formule d'Andrews (1965)
Ms (°C) = 539 - 423(%C) - 30(%Mn)- 18(%Ni) - 12(%Cr) - 7,5(%Mo)
Température de dénut de transformation martensitique: formule d’Andrews
La température de début de transformation martensitique, notée Ms (Martensite Start),
dépend de la composition chimique de l’alliage: elle peut être correctement estimée à l’aide
de la relation d’Andrews. La transformation martensitique se poursuit avec l’abaissement
de la température.
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1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1m n 2m n 1h 2h 4h 8h
506 224 202 177 169 148 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn % Si% S% P% Ni% Cr% M o%
90 0
80 0
70 0
60 0
10 0
0
20 0
30 0
40 0
50 0
Nuance: C35
Ac1
A A+ F
A+F+C
A+ M
M s
Ac3
850°C - 15 mn 9
Temps (s)
0,35 0,60 0,20 0,027 0,022 0,12 0,10 0,02
40 50
70
30 50 60
70
30
B
420 320 1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12 10
35 45
2 10 70
75
65 17
Fin de transformation martensitique
0
20
40
60
80
100
-500-400-300-200-1000
Abaissement de température en-dessous de Ms
T a u x d
e t r
a n s f o r m
a t i o n
m
a r t e
n s i t i q u e
Température de fin de transformation martensitique: austénite résiduelle
La température de fin de transformation martensitique, notée Mf, est inférieure de 419° à
Ms (quelle que soit l’acier). C’est pourquoi, pour la plupart des aciers, la transformation
austénitique n’est pas complète à 20°C: il reste de l’austénite non transformée appelée
austénite résiduelle.
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Taux d ’austénite résiduelle ( yγ γγ γ résid )
( ) ( ) ( )( ) µ γ γ −⋅−⋅−⋅−= 1011,0exp1 T Ms y y etransformé résid
BPF y y y yetransformé
++=γ
( )6,0700
30003,0exp141,0 t ∆⋅−−⋅= µ Facteur de stabilisation :
*
* : uniquement valable pour des refroidissement sans maintien intermédiaire
résid M y y y γ −−= 1
Taux de transformation avant Ms :
700
300t ∆
Taux d’austénite résiduelle
Le taux d’austénite résiduelle peut être estimée à partir de la relation ci-dessus en condition
de refroidissement continu (*). Dans le cas de la trempe martensitique, les proportions en
ferrite, perlite et bainite sont nulles.
Le paramètre caractérise les conditions de refroidissement.
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Acier à 0,35%C
La martensite
Martensite en lattes sur fond d’austénite résiduelle :
Taux d ’austénite résiduelle ( yγ γγ γ résid )
Influence des éléments d’alliage sur le taux d’austénite résiduelle
La température de début de transformation martensitique s’abaissant avec la présence des
éléments d’alliage (formule d’Andrews), la teneur en austénite résiduelle augmente donc.
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En refroidissement continu
Diagrammes de transformation
en refroidissement continu
(TRC)
Isotherme
Diagrammes de transformation
en condition isotherme
(TTT)
Martensite(constituant hors équilibre)
Résumons
La trempeLa trempe
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La trempe
En refroidissement continu
Diagrammes de transformation
en refroidissement continu
(TRC)
Isotherme
Diagrammes de transformation
en condition isotherme
(TTT)
Martensite(constituant hors équilibre)
Objectifs de la trempe
La trempe, traitement thermique de durcissement, à pour objectif d’obtenir un constituant
hors équilibre appelée Martensite. Elle peut se faire en conditions isothermes ou suivant un
refroidissement continu. Dans les deux cas, il est nécessaire d’utiliser les diagrammes de
transformations pour déterminer les conditions de traitement nécessaires à son obtention.
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Caractérisation des aciers vis-à-vis des traitements thermiques
Trempabilité des aciers
Aptitude à former de la martensite
dans des conditions de refroidissement
de moins en moins sévères
La trempabilité des aciers
Le choix de ces conditions de traitement dépend de la réponse du matériau aux traitements
thermiques: la trempabilité.
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Trempabilité des aciers
Essai Jominy
Eprouvetteen place
Support
d‘éprouvette
Arrivée d’eau
Evacuation de l’eau
Jet d’eau de
refroidissement
Dispositif d’essai Jominy
L’essai Jominy
Pour caractériser cette aptitude à la trempe, on réalise l’essai Jominy.
La pièce d’essai est un cylindre de 25 mm de diamètre et de 100 mm de long. Cette pièce,
préalablement austénitisée à 850°C durant 30 mn est refroidie par l’une de ses extrémité à
l’aide d’un jet d’eau.
La courbe Jominy
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COURBES JOMINY
HRc
Distance à l'extrémité trempée (mm)
10 20 30020
30
40
50
60
Austénisé à: Grosseur du grain:850°C - 30 mn 9
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
Nuance: 35 CrMo 4
Une fois refroidie, on réalise à la meuledeux méplats de 4-5 mm de large,
diamétralement opposés. Les conditions
de meulage doivent être telles qu’on évite
tout échauffement excessif.
Sur ces méplats, on réalise des essais dedureté Rockwell C à 1,5-3-5-7-9-11-15-20-
25-30-35- … mm de l’extrémité arrosée.
En reportant ces valeurs de dureté en
fonction de la distance, on obtient la
courbe Jominy.
Courbe Jominy: dureté de la martensite
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Ces courbes Jominy présentent un palier
supérieur plus ou moins marqué. Ce
palier correspond à une transformationtotalement martensitique.
Le niveau HRc de ce palier ne dépend que
de la teneur en carbone.
La valeur de la dureté peut être calculée
avec le modèle de JUSTDistance à l'extrémité trempée (mm)
HRc
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30
%C
COURBES JOMINY
D ureté de la martensite en fonction de la teneur
en carbone
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55
%m C
H R c
C HRcm %6020 ⋅+=
Courbe Jominy: trempabilité
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COURBES JOMINY
Distance à l'extrémité trempée (mm)
HRc
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30
Présence
d’éléments d’alliages
Ce palier peut être plus ou moins long:cela dépend de la présence d’éléments
d’alliage: de leur nature et de la
proportion. Cela traduit la facilité avec
laquelle la transformation martensitique
se produit: on parle de trempabilité.
Trempabilité
Courbe Jominy: influences sur la trempabilité
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Le palier est suivi d’une décroissance plus
ou moins rapide vers un niveau
assymptotique. Cette décroissance
correspond à une transformation mixte(ferrite + perlite + bainite + martensite).
La rapidité avec laquelle la dureté décroît
caractérise également la trempabilité de
l’acier: elle dépend de la nature et de la
proportion des éléments d’alliage.Distance à l'extrémité trempée (mm)
HRc
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30
COURBES JOMINY
Courbe Jominy: dureté à coeur
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La courbe présente une tendance
asymptotique lorsqu’on s’éloigne de
l’extrémité de l’éprouvette. La
transformation est pour la plupart des
aciers de type ferrito-perlitique.Distance à l'extrémité trempée (mm)
HRc
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30
COURBES JOMINY
Courbe Jominy: modèle de JUST
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COURBES JOMINY
HRc
Distance à l'extrémité trempée (mm)
10 20 30020
30
40
50
60
Austénisé à: Grosseur du grain:850°C - 30 mn 9
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
Nuance: 35 CrMo 4
Ces courbes Jominy peuvent être
représentées à l’aide de modèles prenant
en compte la composition de l’alliage et lescondition d’austénitisation (grosseur du
grain - KASTM).
Pour les distances Jominy comprises
supérieures à 8mm, la formule de Just
peut être avantageusement utilisée.
( )
C HRc
HRc E E K PV Si
Ni Mn MoCr
C E C d HRc
m
m
ASTM
%6020
13898,028,1281,0%96%39%1,6
%5,5%14%38%20
%00276,0%952
⋅+=
⋅−⋅+⋅−⋅−⋅+⋅+⋅+
⋅+⋅+⋅+⋅+
⋅⋅−⋅=
Modèle de Just
Choix des conditions de traitement thermique
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Choix des conditions de traitements thermiques
Ac3
500°C
Ac3+50°C
t
°C
Chauffe
étagée
Austénitisation
30mn - 1h
Refroidissement
rapide
(eau, air, huile)
Condition de trempe martensitique
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Dimensions
de la pièce
Sévérité
du milieu
de trempe
Trempe martensitique
Vrefroidissement < Vcritique de trempe
Trempabilité
Réaliser une trempe martensitique, c’est imposer des vitesses de refroidissement supérieures
à la vitesse critique de trempe.
Le choix des conditions de traitement dépend de la réponse du matériau aux traitements
thermiques mais également de la sévérité du milieu de refroidissement et des dimensions de
la pièce.
Sévérité du milieu de trempe
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Sévérité des milieux de trempe H (mm-1)
Eau Huile
A g i t a t i o n
t
r è s i n t e n s e
n u l l e
Air
0,16
0,04
0,4
0,01
0,008
0,0008
La sévérité du milieu de trempe caractérise la capacité du milieu à évacuer les calories.
Industriellement, on retrouve trois milieux classiques : dans l’ordre décroissant de sévérité,
l’eau, l’huile et l’air. Ces milieux peuvent être plus ou moins agités.
Selon ROSSMANN
αααα : coefficient de transmission de la chaleur entre la
pièce et le milieu de trempe
λλλλ : conductivité thermique du milieu de trempe
λ 2= H
Abaques de refroidissement
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Temps de refroidissement
La vitesse de refroidissement dépend des dimensions de la pièces et du milieu de
refroidissement. Pour déterminer ces vitesses dans le cas de pièces cylindriques, on peut
utiliser des abaques de refroidissement.
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 250 500 900Rond de ∅
Mode de refroidissement AIR
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface
Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface
Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la
surface
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 120 Rond de ∅
Mode de refroidissement Eau
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la surface
50
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 250 500 900Rond de ∅
Mode de refroidissement HUILE
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface
Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface
Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la
surface
Eau Huile Air
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Temps de refroidissement
Ces abaques permettent de déterminer les temps de refroidissement pour le cœur et la
surface de ronds de différents diamètres. Cependant, ils ne sont disponibles que pour les
trois milieux de refroidissements standards (eau, huile et air sans agitation).
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 250 500 900Rond de ∅
Mode de refroidissement AIR
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface
Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface
Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la
surface
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 120 Rond de ∅
Mode de refroidissement Eau
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la surface
50
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 103 4 5
24h15mn1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Ms
Temps (s)
10 20 40 80 250 500 900Rond de ∅
Mode de refroidissement HUILE
Courbes Rond de ∅ 80 : à 10 mm de la surface
Rond de ∅ 250 et 500 : à 20 mm de la surface
Rond de ∅ 900: à 150 mm de la surface
à coeur
Sous la
surface
Eau Huile Air
Temps de refroidissement
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Temps de refroidissement
Le temps de refroidissement le pluscouramment retenu est celui qu’il faut
pour passer de 700°C à 300°C: il est noté
. Cette plage de température
correspond à celle où se produisent les
différentes transformations dès lors quel’on procède à une trempe, 300°C
correspondant à la température de début
de transformation martensitique (MS)
(valeur moyenne sur l’ensemble des aciers
de TTh).
700
300t ∆
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1
A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12
10
35 45
2 10 70
75
65 17
700
300t ∆Ms
700
300
700300t ∆
Abaque de détermination des temps de refroidissement
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Abaque de détermination des temps de refroidissement
Pour déterminer ces temps de refroidissement dans le cas de pièces cylindriques, on peut
également utiliser l’abaque proposé par l’OTUA. Cet abaque présente l’avantage de pouvoir
traiter tous les milieux de trempe. En outre, il permet de déterminer les temps de
refroidissement en tout point de la section.
0,160,08
0,040,025
0,0150,01
0,0050,0020,0008
20
30
10
405060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
1020
50
100200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
700
300t ∆
Zone pour la détermination
des temps de refroidissement
en tout point de la pièce
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0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
Peau (r/R=1)
Cet abaque est constitué de 3 zones.
La zone 1 permet de définir le diamètre et la sévérité du milieu de trempe. Dans cette zone,
on trouve un faisceau de droites correspondant aux sévérités des différents milieux de
trempe.
Zone 1
Zone 2 Zone 3
0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
70
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P
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Coeur (r/R=0)
tous milieux
0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
La zone 2 permet de déterminer les temps de refroidissement en surface de pièce (la peau) et
le cœur. On y trouve de nouveau le faisceau de droites correspondant aux différentes
sévérité. Ce faisceau permet de déterminer les temps de refroidissement pour la peau.
Zone 1
Zone 3Zone 20,160,08
0,040,0250,0150,010,005
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
Peau (r/R=1)
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
Ce faisceau de droites est bornée par une droite qui permet de déterminer les temps de
refroidissement pour le cœur de la pièce. Elle correspond à toute les sévérités de milieu de
trempe (toutes les droites correspondantes sont confondues en une seule).
Zone 1
Zone 2 Zone 3Coeur (r/R=0)
tous milieux
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t
700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
La zone 3 permet de déterminer les temps de refroidissement en tout point de la section.
Zone 1
Zone 2 Zone 3
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P
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t
700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
Pour déterminer les temps de refroidissement, on se sert de cet abaque de la façon suivante:
…
Zone 1
Zone 2 Zone 3
Utilisation des abaques de détermination des temps de refroidissement:
étape 1
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t
700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Le diamètre de la pièce étant connu, on trace une horizontale correspondante dans la zone 1
de l’abaque . Cette horizontale coupe la droite de sévérité correspondant au milieu de
trempe retenu en un point A.
Zone 1A
Etape 2: détermination de ∆T700300 pour la surface
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
A partir de ce point A, on trace une droite verticale. Elle coupe, dans le faisceau de droites
permettant la détermination des temps de refroidissement en surface, la droite
correspondant à la sévérité du milieu de trempe retenu en un point B. A partir de ce point,
on trace une horizontale: on lit sur l’échelle le temps de refroidissement pour la peau.
A
Zone 2B
700
300t ∆
Etape 3: détermination de ∆T700300 pour le coeur
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
D’autre part, la droite verticale A-B coupe la droite relative au refroidissement du cœur en
un point C. A partir de ce point, on trace une horizontale: on lit sur l’échelle le temps de
refroidissement pour le coeur.
A
Zone 2B
700
300t ∆
C
Etape 4: Détermination de DT700 300 en tout point de la section
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Pour déterminer les temps de refroidissements en différents points de la section, on utilise la
zone 3 de l’abaque. Elle est graduée en rapport r/R ou r représente la position du point
étudié et R le rayon de la pièce.
A
Zone 3B
C
1 0
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Le temps de refroidissement déterminé à partir du point B (peau) correspond à r/R=1:
point B’.
A
Zone 3B
C
1 0
B’
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Le temps de refroidissement déterminé à partir du point C (coeur) correspond à r/R=0:
point C’.
A
Zone 3B
C
1 0
B’
C’
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Entre ces deux points, on trace une droite (correspondant à la loi exponentielle, solution de
l’équation de conduction de la chaleur, dans une échelle log-log).
A
Zone 3B
C
1 0
B’
C’
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Le temps de refroidissement pour un point situé sur un rayon r s’obtient en traçant une
verticale depuis le rapport r/R correspondant et une horizontale à partir du point
d’intersection avec la droite B’C’ (point D).
A
Zone 3B
C
1 0
B’
C’
D
Application: étape 1 – détermination des temps de refroidissement
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
40
5060
80100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau (r/R=1)
D
Ainsi, pour une pièce de diamètre 60 mm trempée à l’eau calme (H= 0,04), les temps de
refroidissement en surface et à cœur sont respectivement de 10s et de 50s.
10
60
Etape 2: microstructures
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D=60 mm
∆∆∆∆t700700700700300300300300 = 10 s
∆∆∆∆t700700700700300300300300 = 60 s
A partir de ces temps, il est possible
d’estimer les microstructures de l’alliageaprès trempe en surface à au cœur.
Pour cela, on trace sur le diagramme TRC
de la nuance retenue deux courbes
correspondant aux trouvés.
Dans le cas d’une pièce en acier de nuance
35 CrMo 4, la microstructure en surface
est constituée de martensite et d’austénite
résiduelle et celle du cœur de ferrite, de
bainite, de martensite et d’austénite
résiduelle.
Surface
Coeur
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1 A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12
10
35 45
2 10 70
75
65 17
Etape 3: taux d’austénite résiduelle
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Que ce soit à cœur ou en surface, le tauxd’austénite résiduel peut être estimé à
l’aide de la relation ci-dessus.
avec
et
Dans l’exemple présenté ici, cela donne:
Surface
Coeur
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1 A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12
10
35 45
2 10 70
75
65 17
En surface : y=0
yM=96,8%
yγ résid=3,2%
A cœur : y=5+0+10=15%
yM=81,5%
yγ résid
=3,5%
D=60 mm
∆∆∆∆t700700700700300300300300 = 10 s
∆∆∆∆t700700700700
300300300300
= 60 s
( ) ( ) ( )( ) µ γ γ −⋅−⋅−⋅−= 1011,0exp1 T Ms y y etransformé résid
BPF y y y y ++=
( ) 6,0700
30003,0exp141,0 t ∆⋅−−⋅= µ
résid M y y y γ −−= 1
Etape 4: dureté en surface et à coeur
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Par ailleurs, on peut déterminer le niveaude dureté obtenue après trempe, tant en
surface qu’au cœur. Pour cela, il suffit de
lire dans le cartouche situé au bas du
diagramme TRC, la valeur en regard des
courbes de refroidissement.
Surface
Coeur
1 2 5 10 20 50 100 500 10 10 10 3 4 5
24h 15mn 1mn 2mn 1h 2h 4h 8h
HRc 54 52,5 52 40 35 30 22 226 187 HV
Austénisé à: Grosseur du grain:
C% Mn% Si% S% P% Ni% Cr% Mo%
900
800
700
600
100
0
200
300
400
500
Nuance: 35 CrMo 4
Ac1 A
A+F A+F+C
A+F+C
A+M
Ms
Ac3
850°C - 30 mn 9
Temps (s)
0,36 0,77 0,28 0,01 0,019 0,16 0,96 0,28
55 45
15
12
10
35 45
2 10 70
75
65 17
D=60 mm
∆∆∆∆t700700700700300300300300 = 10 s
∆∆∆∆t700700700700300300300300 = 60 s
A cœur : HV = 53
En surface : HV = 48
Abaque Distance Jominy équivalente
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
4050
60
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
HRc
r
20
30
40
50
60
10
Courbes Jominy
Pour déterminer ces duretés lorsque l’on ne dispose pas du diagramme TRC, il est possible
d’utiliser l’abaque de détermination des temps de refroidissement complété d’une quatrième
zone.
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
Cette équivalence est donnée par la courbe ci-dessus. L’axe horizontal est gradué
directement en distance Jominy équivalente.
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
Reprenons l’exemple traité précédemment: pièce de diamètre 60 trempée à l’eau calme
(H=0,04 mm-1). Les temps de refroidissements en surface et au cœur sont respectivement
de 10s et 60s.
10
60
700
300t ∆
D ( )
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
En prolongeant les horizontales temps jusqu’à la courbe distance Jominy équivalente, on en
déduit les distances sur l’éprouvette Jominy qui subissent les mêmes temps de
refroidissement: soit 5 et 13 mm.
5 13
D (mm)
HRc Courbes JominyHRc Courbes Jominy
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
On peut alors compléter cet abaque en reportant la courbe Jominy, ce qui permet de
déterminer la dureté tant en surface qu’au cœur de la pièce. Pour cela, il suffit de prolonger
les verticales distances Jominy jusqu’à la courbe Jominy de la nuance envisagée.
5 13
HRc
20
30
40
50
60
10
Courbes JominyHRc
20
30
40
50
60
10
Courbes Jominy
D (mm)
HRc Courbes JominyHRc Courbes Jominy
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0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
5 13
20
30
40
50
60
10
Courbes Jominy
20
30
40
50
60
10
Courbes Jominy
Dans l’exemple traité ici (cas d’un acier de bonne trempabilité), la dureté obtenue en surface
est de 54 HRc tandis qu’à cœur, elle est de 50 HRc. La différence de dureté entre le cœur et
la surface n’est pas très importante, malgré la dimension importante de la pièce (60 mm).
5450
D (mm)
HRc60 Courbes Jominy
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0,16
0,08
0,04
0,025
0,015
0,01
0,005
0,0020,0008
20
30
10
405060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
70
Peau(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
Zone 1
Zone 2Zone 3 Zone 4
Et puisque l’abaque permet de déterminer les temps de refroidissement en tout point de la
pièce (zone 3), il est possible de tracer le profil de dureté dans la section. On obtient ce qu’on
appelle une courbe de pénétration de trempe ou encore courbe en U.
5 13
r
20
30
40
50
60
10
Courbes Jominy
5450
HRCHRC
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40
50
60
HRC
70
0 20
1
2
3
r (mm)
1: 0,75 % C non allié
2: 0,75 % C + 1 % Cr
3: 0,75 % C + 2 % Cr + 1 % Ni
Ces courbes en U permettent également d’apprécier à la fois le niveau de dureté de la
martensite et la trempabilité de l’acier. Plus la teneur en carbone est élevée, plus le niveau de
la courbe en U est élevé; plus la trempabilité augmente, moins le « U » est prononcé.
40
50
60
HRC
70
0
2
1
HRCmax = 67
HRCmax = 55
20
r (mm)
1: 0,75 % C non allié
2: 0,35 % C + 2 % Cr
Le revenu de détente
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t
°C
Le revenu de détente
30mn - 1h
200
Objectif : Diminution des contraintes internes
Cycle thermique : chauffage en dessous de 200°C
Le revenu banal
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Ac3
t
°C
Ac1
Le revenu banal
30mn - 1h
Condition de
refroidissementidentiques à celle de la
trempe
(sans influence)
Objectif : Diminuer la fragilité
de la structure martensitique
Cycle thermique : chauffage entre 550°C et 650°C
550
650
Le revenu d ’adoucissement maximal
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Ac3
t
°C
Ac1
Le revenu d adoucissement maximal
30mn - 1h
Condition de
refroidissementidentiques à celle de la
trempe
(sans influence)
Objectif : Adoucissement maximal
Cycle thermique : chauffage en dessous de Ac1
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Etude expérimentale des transformations de
l ’austénite : la dilatométrie absolue
Mesure de la dilatation en fonction de la
température
Température (°C)
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-25
-20
-15
-10
-5
00 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
p ( )
D i l a t a t i o n
r e l a t i v e ( 1 0 - 3
)
Dilatation à l'état αααα
100%90%80%
70%60%
50%
40%30%
20%
10%
0%
Dilatation à l'état γ γγ γ
Proportion d'austénitetransformée
Austénitisation
Refroidissementen phase austénitique
Transformation P →→→→γ γγ γ +αααα
Transformation A→→→→F+P
Refroidissementjusqu ’à l ’ambiante
Refroidissement lent
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Choix des conditions de traitement thermique
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0,160,08
0,040,025
0,0150,01
0,0050,0020,0008
20
30
10
40
5060
80
100
200
300
D (mm)
H (mm-1)
0,160,08
0,040,0250,0150,010,005
Coeur (r/R=0)
tous milieux
2
5
10
20
50
100
200
500
1
∆∆∆∆t700700700700300300300300
r/R0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
0,40,2
CHOIX DES CONDITIONS DE TRAITEMENTS THERMIQUES DES ACIERS
70
Peau
(r/R=1)
10 20 30 40 50 60 Dj (mm)
HRc
r
20
30
40
50
60
10
Brut de trempe
Après revenu
Courbes JominyNiveau de
dureté aprèstrempe
D =40 mm
Niveau de
dureté après
revenu
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Le recuit de grossissement du grain
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Ac3
1000°C
t
°C
Ac1Refroidissement
lent
Austénitisation
Pour obtenir une taille de grains importante, propice à l'obtention d'une structure perlitique
grossière, il faut austénitiser à très haute température (> 1000°C) pour faciliter la diffusion
des joints de grains. A l’issue de cette phase d’austénitisation, l’acier est refroidi lentement.
Le recuit de régénération
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Ac3
1000°C
t
°C
Ac1Refroidissement
suivant résultat
visé
Austénitisation
Ce recuit permet d'affiner et d'homogénéiser le grain de l'acier; ce traitement se fait en
chauffant légèrement au-dessus de la température Ac3 et en refroidissant dans des
conditions convenables pour le résultat désiré.
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Le recuit pour usinage
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Ac3
1000°C
t
°C
Ac1
Austénitisation
Refroidissementlent
Ce recuit permet d’obtenir permet d'obtenir une microstructure ferrito-perlitique fine,
microstructure la plus favorable pour l’usinage ; il consiste en un maintien isotherme au-
dessous de Ac1 après l'austénitisation. L’acier est ensuite refroidit lentement.
Le recuit de globularisation
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Ac3
1000°C
t
°C
Ac1
Refroidissement
lent
Ce recuit permet d’obtenir une structure perlitique globulaire ; il consiste en un chauffage à
une température légèrement supérieure à Ac1 suivi d'un refroidissement et d'un maintien à
une température légèrement inférieure à Ac1 ; ce cycle peut être répété plusieurs fois.
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