Traitement thermique des métaux et des matériaux

Solutions de gaz pour le traitement thermique

Modifier les propriétés des matériaux grâce au chauffage et au refroidissement contrôlés

Le traitement thermique est une méthode utilisée pour modifier les propriétés physiques, et parfois chimiques, d'un matériau.

Il implique l'utilisation du chauffage ou du refroidissement, généralement à des températures extrêmes, afin d'atteindre le résultat désiré, tel que le durcissement ou le ramollissement d'un matériau.

Dans les procédés industriels, le contrôle de l'atmosphère et des conditions de traitement joue un rôle important. Linde propose des solutions de gaz adaptées à différents procédés de traitement thermique des métaux et des matériaux, notamment pour le recuit, la carburation, la carbonitruration, la nitruration, le durcissement, la trempe, le refroidissement et le frittage.

Principaux procédés de traitement thermique

Les procédés de traitement thermique répondent à des objectifs différents selon le matériau, la pièce et les propriétés recherchées. Les principales applications présentées par Linde couvrent les atmosphères contrôlées, le traitement de surface, le durcissement, la trempe et le refroidissement, ainsi que certains procédés utilisant des températures cryogéniques.

Recuit et atmosphères contrôlées

Recuit

Le recuit est réalisé avec des process de traitement thermique nécessitant une atmosphère contrôlée neutre ou inerte.

Le contrôle de l'atmosphère permet ainsi d'intégrer le gaz au procédé de traitement thermique selon les exigences du process.

Brasage et assemblage des matériaux

Brasage

Le brasage permet d'assembler des pièces de configurations différentes, des métaux dissemblables et des non-métaux d'épaisseurs non uniformes.

Ce procédé fait partie des applications pour lesquelles la maîtrise des conditions de chauffe et de l'atmosphère intervient dans le traitement des matériaux et l'assemblage des pièces.

Carburation et carbonitruration des aciers

Carburation & carbonitruration

Une atmosphère carburante doit être capable de permettre le transfert du carbone vers la surface en acier et, dans le cas de la carbonitruration, le transfert de l'azote également.

La carburation et la carbonitruration utilisent ainsi une atmosphère adaptée au traitement de la surface de l'acier dans le cadre du procédé thermique.

Galvanisation et amélioration du fini de surface

Galvanisation

L'utilisation d'azote pour l'essuyage de bandes et de fils galvanisés est couramment adoptée pour donner un meilleur fini de surface.

L'azote intervient ainsi dans cette étape du procédé pour accompagner le traitement des bandes et des fils galvanisés.

Durcissement des aciers

Durcissement neutre

Le durcissement neutre est une procédure de traitement thermique pour aciers qui vise à produire une microstructure martensitique.

Le procédé permet ainsi d'agir sur la structure du matériau dans le cadre d'un traitement thermique contrôlé.

Nitruration et nitrocarburation

Diffusion de l'azote dans les couches de surface

Les procédés de nitruration et de nitrocarburation consistent à diffuser l'azote dans les couches de surface de l'acier à faible teneur en carbone, à température élevée.

Ces procédés de traitement thermique utilisent donc une atmosphère adaptée pour permettre la diffusion de l'azote dans la surface de l'acier.

Trempe gazeuse et refroidissement

Trempe dans un four à vide

Le traitement de trempe gazeuse dans un four à vide présente des avantages par rapport au traitement traditionnel ainsi qu'à la trempe liquide.

Le refroidissement constitue une étape essentielle du traitement thermique. Le contrôle du procédé permet d'obtenir les propriétés recherchées pour les pièces traitées.

Frittage et contrôle du refroidissement

Frittage

Le frittage produit des pièces plus dures, martensitiques, et/ou plus résistantes, martensitiques ou bainitiques, en contrôlant le taux de refroidissement.

Le contrôle du refroidissement intervient donc directement dans l'obtention des propriétés recherchées pour les pièces issues du procédé de frittage.

Traitements cryogéniques

Stabilisation et amélioration de la résistance à l'usure

Les traitements cryogéniques consistent à utiliser un process modérément froid pour la stabilisation et l'élimination d'austénite, ou le froid intense pour améliorer la résistance à l'usure.

Ces procédés permettent ainsi d'intégrer une étape de refroidissement à basse température dans le traitement des matériaux selon l'objectif recherché.

Autres applications de traitement thermique

De l'autoclavage au pressage isostatique à chaud

Les applications de traitement thermique vont de l'autoclavage au pressage isostatique à chaud, également appelé HIP (Hot Isostatic Pressing).

Ces applications complètent les différents procédés de traitement thermique présentés sur cette page et illustrent la diversité des besoins industriels auxquels les solutions de gaz peuvent répondre.

Gaz et atmosphères pour le traitement thermique

Des gaz adaptés aux différents procédés

Le choix du gaz et de l'atmosphère dépend du procédé de traitement thermique considéré. Linde propose notamment des gaz utilisés dans les fours de traitement thermique.

L'hydrogène est notamment utilisé comme gaz réducteur en traitement thermique dans les fours, en particulier mélangé avec l'azote. Linde propose également de l'azote pour différentes applications de traitement thermique.

Pour déterminer la solution adaptée à votre procédé, les caractéristiques du traitement, du matériau et des conditions d'utilisation doivent être prises en compte.

Questions fréquentes sur le traitement thermique

Qu'est-ce que le traitement thermique ?

Le traitement thermique est une méthode utilisée pour modifier les propriétés physiques, et parfois chimiques, d'un matériau. Il implique l'utilisation du chauffage ou du refroidissement, généralement à des températures extrêmes, afin d'atteindre le résultat désiré, tel que le durcissement ou le ramollissement d'un matériau.

Quels sont les principaux procédés de traitement thermique ?

Les principaux procédés présentés par Linde comprennent le recuit, le brasage, la carburation et la carbonitruration, la galvanisation, le durcissement, la nitruration et la nitrocarburation, la trempe et le refroidissement, le frittage, les traitements cryogéniques et d'autres applications comme l'autoclavage et le pressage isostatique à chaud (HIP).

Quel est le rôle d'une atmosphère contrôlée dans le recuit ?

Le recuit est réalisé avec des process de traitement thermique nécessitant une atmosphère contrôlée neutre ou inerte.

À quoi servent la carburation et la carbonitruration ?

Une atmosphère carburante doit permettre le transfert du carbone vers la surface en acier et, dans le cas de la carbonitruration, le transfert de l'azote également.

Pourquoi utilise-t-on de l'azote pour la galvanisation ?

L'utilisation d'azote pour l'essuyage de bandes et de fils galvanisés est couramment adoptée pour donner un meilleur fini de surface.

Qu'est-ce que la trempe gazeuse dans un four à vide ?

La trempe gazeuse dans un four à vide est un traitement de trempe qui présente des avantages par rapport au traitement traditionnel ainsi qu'à la trempe liquide.

En quoi consistent les traitements cryogéniques ?

Les traitements cryogéniques utilisent un process modérément froid pour la stabilisation et l'élimination d'austénite, ou le froid intense pour améliorer la résistance à l'usure.

Quels gaz peuvent être utilisés pour le traitement thermique ?

Le choix du gaz dépend du procédé. Linde propose notamment de l'hydrogène, utilisé comme gaz réducteur dans les fours de traitement thermique, ainsi que de l'azote utilisé dans différentes applications de traitement thermique.


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