HIDOURI A. Trempe des aciers

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Manipulation 3

TREMPE DES ACIERS

Objectifs :

Maîtriser les étapes de trempe d’un acier en conditions anisothermes (refroidissement continu).

Se familiariser avec les diagrammes TRC des aciers.

Mettre en évidence les différences entre la trempe dans l’eau et celle dans l’huile de points de

vue structure et de point de vue caractéristiques mécaniques.

Choisir le mode de refroidissement adéquat (air, eau, huile) selon l’utilisation et le

fonctionnement de la pièce.

Principe :

Chauffer un acier jusqu’à un état austénitique pendant un certain temps (temps de maintien)

puis le refroidir brusquement dans un fluide de refroidissement adéquat (air, eau, huile).

Documents utiles :

Diagramme TRC de l’acier C48,

Diagrammes des modes de refroidissement air, eau et huile (transparents),

Tableau de conversions de dureté HV, HB, HRC- Résistances à la traction Rm moyennes.

Matériels utiles :

Éprouvettes en acier C48,

Deux polisseuses à plateaux pour le polissage des éprouvettes avant et après trempe pour

l’observation au microscope,

Un microscope optique lié à un ordinateur pour l’observation des surfaces polies des éprouvettes.

Un duromètre pour la mesure de la dureté des éprouvettes,

1. Introduction :

La trempe est un traitement thermique ayant pour but d’améliorer les caractéristiques

mécaniques des matériaux. Ce traitement comprend les étapes suivantes :

- Une austénitisation complète ou partielle de l’acier à une température dite de trempe (température

d’austénitisation Ta), (selon le type de l’acier ; acier hypoeutectoïde ou acier hypereutectoïde) ; en effet

si l’acier est hypoeutectoîde la température de chauffage sera comprise entre Ac3 et Ac3+50°C et si

l’acier est hypereutectoîode la température de chauffage sera comprise entre Ac1 et Ac1+50°C.

- Un maintien isotherme à cette température pendant un temps dit temps de trempe ta,

- Un refroidissement à vitesse rapide.

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2. Description et Consignes pour l’utilisation du four : dans notre on dispose de deux four

de même nature et de même programmateur

Ce sont des fours électriques de marque CONTROLAB de type de type L4/10 à atmosphère

contrôlée dont les dimensions intérieures et les caractéristiques suivantes :

Largeur : 380 mm,

Hauteur : 200 mm,

Longueur : 580 mm,

Température maximale : 1100°C,

Puissance en chauffage : 18.6 KW

Chaque four est muni d’un programmateur de type B170 pour bien programmer la température

et temps de chauffage.

Pour chauffer une pièce, on doit suivre soigneusement les étapes suivantes :

Charger les pièces dans le four en les plaçant de façon à ce que le gaz protecteur puisse passer

sous ses pièces,

Verrouiller la porte,

Temps

Température

Ta

ta

Fig.1 : Cycle de trempe

Fig.2 Four pourtraitement thermique

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Appuyer sur le bouton matche arrêt,

Pour entrer la température de chauffage désirée, appuyer sur le bouton T1 (prés de la courbe du

cycle de chauffage ) du programmateur puis faire entrer cette température à l’aide du clavier

numérique de ce dernier ensuite appuyer sur le bouton enter du même clavier,

Pour entrer le temps de chauffage, appuyer sue le bouton time1 (prés de la courbe du cycle de

chauffage) du programmateur puis faire entrer le temps désiré en minutes et heures et ensuite

appuyer sur le bouton enter à l’aide du même clavier,

Pour entrer le temps de maintien en minutes et heures, appuyer sue le bouton time2 (prés de la

courbe du cycle de chauffage) du programmateur puis entrer la valeur du temps à l(aide du

même clavier ensuite appuyer enter.

Pour faire le temps après lequel va débuter le chauffage, appuyer sue le bouton time start (prés

de la courbe du cycle de chauffage) puis faire entrer ta valeur en minute à l’aide du même

clavier ensuite appuyer sur enter.

Enfin appuyer sur le bouton start.

Pendant le temps de chauffage vérifier de temps en temps les valeurs indiquées par le

programmateur (T1, time1, time2,).

Le temps étant terminé, placer l’interrupteur sur 0,

Au moment de sortir les pièces, faire attention à les toucher avec les mains ou à les laisser

tomber sur vos collègues.

Nettoyer très souvent la chambre de chauffe avec un aspirateur pour retirer les oxydes

métalliques.

3. Travail demandé :

Chaque groupe va prendre les mêmes éprouvettes C48 (3 pour chaque groupe) de diamètre 20 mm et

de longueur 30 mm.

1- Pour chaque éprouvette, bien polir une des deux faces de l’éprouvette, (l’autre ne sera pas bien

polie) puis l’attaquer par une solution alcoolique nitrique puis observer au microscope.

Imprimer la figure obtenue. (éprouvette 1 et 2 avant trempe).

2- Déterminer la dureté de la structure d’équilibre de l’acier C48 (faire la conversion en HRC)

avant la trempe.

3- Pour chaque groupe, placer ces trois éprouvettes dans le four. Ne pas oublier de laisser de

l’espace entre ces éprouvettes.

4- Commencer à chauffer ces éprouvettes tout en respectant les consignes ci-dessus décrites pour

le four.

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5- Une fois le chauffage est fini, chaque groupe prendra une éprouvette pour la tremper dans

l’eau, la 2ème dans l’huile, la dernière dans l’air calme. Attendre jusqu’au refroidissement

complet.

6- Notez ce vous remarquez dés la sortie des pièces du four jusqu’à leur refroidissement dans les

deux bains (d’eau et d’huile).

7- Passez ensuite au polissage de ces éprouvettes, leur attaque par la solution alcoolique et par la

solution d’alumine, leur examen à la loupe et microscope. Que remarquez vous ?

8- Procéder ensuite à la mesure de la dureté de chaque éprouvette. Que constatez vous ?

9- Dégager les caractéristiques mécaniques de l’acier C48 traité, Comparer et conclure.

10- Compte rendu.

11- Nettoyer et ranger le matériel.