Recuit de l'acier
① Ajuster la dureté pour les opérations d'usinage. Si la pièce est trop dure, elle ne peut pas être coupée ; si elle est trop tendre, le bris de copeaux devient difficile pendant la coupe. Généralement, une plage de dureté de
170–250 HB convient à l'usinage général.
② Éliminer les contraintes internes résiduelles pour éviter la déformation ou la fissuration des pièces en acier lors des traitements ultérieurs ou des traitements thermiques. Les contraintes internes résiduelles sont générées à la surface et à l'intérieur de la pièce lors des processus de formage à blanc (tels que le moulage, le forgeage, le soudage) ou de l'usinage. Ces contraintes se redistribueront lors des traitements ultérieurs de la pièce, entraînant une déformation ou une fissuration.
③ Affiner la taille des grains, améliorer la microstructure, améliorer les propriétés mécaniques et préparer la structure pour le traitement thermique final.
2. Classification des procédés de recuit
- Recuit au-dessus de la température critique (Ac1, Ac3)
Cette catégorie comprend le recuit complet, le recuit incomplet, le recuit de sphéroïdisation et le recuit de diffusion.
- Recuit en dessous de la température critique
Les exemples incluent le recuit de recristallisation et le recuit de relaxation des contraintes.
3. Procédés de recuit courants
Un type de procédé de recuit qui consiste à chauffer lentement la pièce à une température 30–50°C au-dessus de Ac3, à la maintenir à cette température pendant une période spécifiée (maintien), puis à la refroidir lentement. Il est également connu sous le nom de recuit conventionnel ou recuit de recristallisation.
Il est appelé "complet" car la structure de l'acier peut subir une transformation complète d'austénitisation par recristallisation (nucléation et croissance des grains).
Limites : Le recuit complet utilise un refroidissement lent au four, ce qui entraîne un long cycle de traitement et une occupation prolongée de l'équipement. Pour améliorer l'utilisation de l'équipement, le recuit isotherme est souvent utilisé comme remplacement.
2) Recuit isotherme
Le procédé de recuit isotherme est le suivant : chauffer l'acier hypoeutectoïde à une température 30–50°C au-dessus de Ac3, et chauffer l'acier eutectoïde et l'acier hypereutectoïde à une température 30–50°C au-dessus de Ac1. Après avoir maintenu aux températures respectives pendant une période appropriée, arrêter le chauffage et ouvrir la porte du four pour refroidir rapidement la pièce à une température spécifique en dessous de Ar1. Maintenir la pièce à cette température jusqu'à ce que tout l'austénite soit transformé en perlite lamellaire—l'acier hypoeutectoïde forme également de la ferrite proeutectoïde, tandis que l'acier hypereutectoïde forme également de la cémentite proeutectoïde. Enfin, refroidir la pièce à n'importe quelle vitesse, généralement en la retirant du four et en la refroidissant à l'air.
La température isotherme ne doit pas être trop basse ni trop élevée. Si elle est trop basse, la dureté après le recuit sera relativement élevée ; si elle est trop élevée, le temps de maintien isotherme doit être prolongé.
Le recuit isotherme a le même objectif que le recuit complet. Il peut raccourcir le temps de séjour de la pièce dans le four et obtenir une microstructure et une dureté plus uniformes.
Application : Le recuit isotherme est principalement utilisé pour les aciers à haute teneur en carbone et les aciers alliés avec une longue période d'incubation. L'austénite sous-refroidie de ces aciers se transforme assez lentement dans la plage de température de transformation perlitique. Si le recuit complet est adopté, cela prend souvent des dizaines d'heures, ce qui est très peu économique.
Un procédé de recuit de sphéroïdisation consiste à chauffer l'acier eutectoïde ou hypereutectoïde à une température 10–20°C au-dessus de Ac1, permettant à davantage de particules de carbure non dissoutes de se sphéroïdiser spontanément pendant un maintien à long terme. Après un certain temps de maintien, l'acier est refroidi lentement en dessous de 600°C, puis retiré du four pour un refroidissement à l'air, sphéroïdisant ainsi la cémentite dans la perlite.
La microstructure obtenue par le recuit de sphéroïdisation est caractérisée par des particules de cémentite granulaires dispersées dans une matrice de ferrite, ce qui est appelé perlite sphéroïdale (ou perlite nodulaire).
Remarque : S'il y a de graves carbures en réseau présents dans l'acier avant le recuit de sphéroïdisation, une normalisation doit être effectuée en premier pour éliminer la cémentite en réseau, suivie du recuit de sphéroïdisation. Ne pas le faire affectera l'effet de sphéroïdisation.
Il s'agit d'un procédé de traitement thermique où la pièce est chauffée lentement avec le four à 500–600°C, maintenue à cette température pendant une certaine période, puis refroidie lentement avec le four en dessous de 200–300°C avant d'être retirée du four. Notamment, aucune transformation microstructurale ne se produit dans la pièce pendant ce processus.
Objectif : Il est principalement applicable aux pièces brutes et aux pièces qui ont subi un usinage. L'objectif est d'éliminer les contraintes résiduelles dans les ébauches et les pièces, de stabiliser les dimensions et la forme de la pièce et de réduire la tendance à la déformation et à la fissuration des pièces pendant l'usinage et le service.
Remarque : Il convient de noter que le recuit de relaxation des contraintes ne peut pas éliminer complètement les contraintes internes, mais seulement les éliminer partiellement, neutralisant ainsi leurs effets néfastes.
Il s'agit d'un procédé de traitement thermique qui consiste à chauffer l'acier à une température relativement élevée en dessous de la température du solidus de l'alliage, à le maintenir pendant une période prolongée (10–15 heures), puis à le refroidir lentement.
C'est une méthode de recuit appliquée aux lingots ou aux moulages d'acier et d'alliages non ferreux (tels que le bronze d'étain, le bronze au silicium, le cupronickel, etc.).
Objectif : Le recuit d'homogénéisation favorise la diffusion à l'état solide des éléments dans l'alliage afin de réduire la ségrégation de la composition chimique et l'inhomogénéité microstructurale au sein des tailles de grains (ségrégation intragranulaire, également connue sous le nom de ségrégation dendritique) qui se produisent dans les lingots d'acier, les pièces moulées en acier ou les billettes moulées lors de la solidification.
La raison pour laquelle la température de recuit d'homogénéisation est si élevée est d'accélérer la diffusion des éléments d'alliage et de raccourcir au maximum le temps de maintien. La température de recuit d'homogénéisation pour les aciers alliés est beaucoup plus élevée que Ac3, généralement comprise entre 1050°C et 1200°C.
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