Tous les processus typiques effectués sur les métaux produisent de la chaleur, qu’il s’agisse de soudage ou de coupage et chaque fois que vous chauffez du métal, vous en modifiez la structure métallurgique et ses propriétés. A l’inverse, le traitement thermique est également utilisé pour redonner aux métaux leur forme d’origine et améliorer leurs propriétés physiques.
Présentation du traitement thermique
Le traitement thermique est le processus consistant à chauffer le métal sans le laisser atteindre son stade de fusion, puis à le refroidir de manière contrôlée pour sélectionner les propriétés mécaniques souhaitées. Le traitement thermique est utilisé pour rendre le métal :
- plus solide ou plus malléable ;
- plus résistant à l’abrasion ;
- plus ductile.
Le traitement thermique du métal requiert un équipement approprié afin de pouvoir contrôler minutieusement tous les facteurs liés à sa transformation.
Les étapes du traitement thermique
Pour obtenir les propriétés souhaitées dans le processus du traitement thermique, il existe trois principales différences : les températures de chauffage, le temps de refroidissement et le type de trempe utilisé liquide (huile, eau, plomb fondu) ou gaz (air, azote, etc.).
L’étape de chauffage
Durant cette étape, il est primordial de chauffer le métal très lentement et de maintenir une température uniforme afin d’éviter des déformations ou des fissures. La température de chauffage dépend de la conductivité thermique du métal, de l’état du métal et de la taille ou de la section du métal.
L’étape de trempage
L’étape de trempage a pour but de maintenir le métal à la température appropriée jusqu’à ce que la structure interne souhaitée prenne forme. La trempe du métal peut également être faite dans de la saumure ou un autre milieu. Habituellement, la trempe est associée au durcissement, car la plupart des métaux qui sont durcis sont refroidis rapidement avec la trempe. Toutefois, ce n’est pas toujours le cas car sur certains métaux, le durcissement à la trempe peut entraîner une fissure ou une déformation. Dans certains cas, le durcissement par frittage peut s’avérer utile. Ce système est devenu de plus en plus répandu en raison de sa rentabilité et de ses avantages, incluant entre autres : l’élimination de trempe secondaire, un meilleur contrôle des porosités, une élimination de l’huile de trempe.
L’étape de refroidissement
La vitesse de refroidissement dépend du métal lui-même et du milieu de refroidissement. Il s’ensuit que les choix que vous faites en matière de refroidissement sont des facteurs importants dans les propriétés souhaitées du métal.
Le traitement thermique des métaux requiert un savoir-faire spécifique car, quelles que soient les propriétés souhaitées, un métal trop chauffé peut perdre de sa résistance et devenir fragile et cassant. La meilleure technique est de maîtriser un équilibre parfait entre les différents traitements, c’est-à-dire, que le temps alloué à chaque étape de traitement thermique et les différents types de trempe choisis doivent être adaptés au métal.
