Traitement thermique

Traitement thermique des métaux pour l’aéronautique

Le traitement thermique d’un métal consiste à lui faire subir des modifications dans sa structure atomique en réalisant des cycles de chauffage et de refroidissement dans le but d’améliorer ses caractéristiques mécaniques.

Dans le cas de traitements thermiques effectués à l’air (composée principalement d’azote et d’oxygène) , selon les matériaux traités et la température appliquée, il se produit généralement un apport d’oxygène en surface de la matière se traduisant par une oxydation.
Ce type de traitement thermique peut donc être utilisé si les pièces sont reprises en usinage ou si l’oxydation est faible.

Pour les matériaux tel que les aciers inoxydables, les aciers à base de nickel ou de cobalt, le titane, les traitements thermiques étant effectués à des températures supérieures à celles auxquelles se forment les oxydes, il est donc important de les réaliser au sein d’atmosphères adaptées.

Ce milieu peut être constitué de gaz ayant une composition dépendant de la nuance du matériau à traiter, de gaz neutres adaptés à presque toutes les nuances ou sous une atmosphère raréfiée : basse pression, vide.

ATECA réalise des traitements thermiques d’aciers sous vide ou des traitements thermiques sous gaz neutres.

Les fours sont constitués d’une enceinte extérieure étanche au vide et d’une chambre de chauffe. Le vide est effectué par un groupe de pompage comprenant plusieurs types de pompes.

Le niveau de vide final atteint pendant le cycle correspond sensiblement à celui existant dans l’espace à une altitude de 40 km, c’est-à-dire 0.00001 mbar, à comparer à la pression atmosphérique au niveau de la mer qui est d’environ 1000 mbar.

Traitement thermique sur inox

Les aciers sont généralement considérés inoxydables lorsque leur teneur en chrome est supérieure à 12% de leur composition totale. Cela permet la formation en surface de la matière d’une fine couche d’oxyde de chrome qui leurs confère une bonne résistance à la corrosion.

Les aciers que nous traitons sont ceux de la famille des austénitiques employés dans l’aéronautique pour la fabrication de nombreuses pièces.

Les traitements effectués ont pour objectif la suppression des contraintes liées à des opérations de formage préalables (notamment l’emboutissage à froid ). En effet lors de ces opérations les déformations appliquées sur la matière engendrent un écrouissage (durcissement) qu’il est nécessaire d’éliminer par un traitement thermique de recuit consistant en une mise en solution à une température généralement comprise entre 1050 °C et 1100 °C, suivie d’un refroidissement rapide (hypertrempe) sous gaz neutre (azote ou argon).

Ces traitements, en éliminant l’écrouissage, vont permettre d’appliquer d’autres étapes de déformations sur les pièces sans risquer de les fissurer.

Traitement thermique sur les supers alliages

Ces aciers contiennent généralement plus de 50% de nickel ainsi que différents éléments d’addition tel que le fer, le cobalt, le chrome ou molybdène.

Ils sont notamment utilisés dans l’aéronautique dans les turbines pour leur résistance à haute température (oxydation, fluage, corrosion).

Les aciers que nous traitons sont issus de trois grandes familles :

  • Ceux contenant + de 50 % de Nickel
  • Ceux contenant du fer avec un minimum de 25% de nickel
  • Ceux contenant du cobalt contenant un minimum de 20% de nickel

Les traitements effectués ont pour objectif d’obtenir un durcissement par un revenu de longue durée permettant la précipitation d’éléments durcissant. Ils peuvent être précédés au préalable d’une mise en solution.

 

Traitement thermique du titane

Le titane est utilisé pur ou sous forme d’alliages contenant des éléments tel que l’aluminium ou le vanadium.

Les principales caractéristiques de ce matériau sont sa faible densité sa bonne résistance mécanique à température élevée et sa tenue à la corrosion. Cette dernière est liée au fait que le titane soit très sensible à l’oxydation et qu’il développe une couche protectrice superficielle d’oxydes de titane.

Le titane et ses alliages sont utilisés dans de nombreux domaines : Aéronautique, marine, chimie, sport, …

Nous effectuons des traitements thermiques de recuit ou de détensionnement ayant pour but de réduire des contraintes liées à des opérations de formage ou de soudure.

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