Traitements thermiques des aciers et alliages : lequel choisir et pourquoi
Chaque traitement thermique combine température, durée et mode de refroidissement pour obtenir une propriété : plus de dureté, plus de ténacité, une meilleure usinabilité ou une meilleure résistance à la corrosion.
Comparaison des traitements
| Traitement | Température usuelle* | Refroidissement | Objectif | Nuances |
|---|---|---|---|---|
| Recuit | Au-dessus du domaine critique (acier au carbone ~800–900 °C) | Lent, dans le four | Adoucir et faciliter l'usinage | Aciers au carbone et alliés |
| Normalisation | ~850–950 °C | À l'air | Affiner et homogénéiser le grain | A105, A350 LF2, aciers alliés |
| Trempe | Austénitisation (4140 ~840–870 °C) | Eau, huile ou polymère | Durcir (martensite) | 4140, 4340, F22, inox 410/420/431 |
| Revenu | ~150–700 °C, selon la dureté visée | À l'air | Échanger de la dureté contre de la ténacité | Tout acier trempé |
| Hypertrempe | Inox austénitique ~1040–1120 °C ; duplex ~1020–1100 °C | Rapide, à l'eau | Dissoudre les carbures et la phase sigma, rétablir la résistance à la corrosion | 304L, 316L, 904L, duplex, super duplex, 625, C-276 |
| Vieillissement | 17-4PH 480–620 °C (H900 à H1150) | À l'air | Durcissement par précipitation | 17-4PH, 15-5PH, 718, K-500 |
| Détensionnement | Acier au carbone ≥ 595 °C (après soudage) | Lent, contrôlé | Réduire les contraintes de soudage et d'usinage | Ouvrages de chaudronnerie, pièces soudées |
* Plages usuelles. La température, la durée et le milieu relèvent de la norme de la matière ou du cahier des charges du client.
Précautions par famille
- Duplex (super duplex compris) : ne jamais laisser la pièce trop longtemps entre ~600 et 1000 °C ; il se forme de la phase sigma et la pièce perd en ténacité et en résistance à la corrosion. Refroidir vite après l'hypertrempe.
- Inox austénitique : entre ~450 et 850 °C, la sensibilisation se produit ; d'où l'hypertrempe et l'emploi des nuances « L ».
- Aciers Cr-Mo (F11, F22, F91) : le F91 exige normalisation et revenu avec un contrôle strict de la température.
- Vérifier le résultat : dureté, traction et Charpy au laboratoire.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre revenu et recuit ?
Le revenu suit la trempe et réduit une partie de la dureté pour gagner en ténacité. Le recuit s'applique à un matériau non trempé pour l'adoucir et faciliter l'usinage ou la mise en forme.
Pourquoi hypertremper les duplex et inox après forgeage ?
Le forgeage et un refroidissement lent forment des carbures et des phases intermétalliques qui réduisent la résistance à la corrosion et la ténacité. L'hypertrempe dissout ces phases et le refroidissement rapide les empêche de revenir.
