Les dégradations de la surface lors du traitement thermique
Lorsque l’efficacité du dégraissage avant traitement thermique n’est pas totale, des contaminants subsistent en surface et se décomposent à haute température. Les éléments issus de la réaction peuvent diffuser et dégrader la surface de la pièce. Des caractérisations ont été réalisées dans le cadre d’une action collective au Cetim après traitements thermiques de trempe et de revenu pour évaluer l’impact sur la surface. Des essais de décapage réalisés sur des surfaces contaminées et traitées thermiquement ont permis d’apprécier l’efficacité des différents procédés disponibles.
Figure 1 : Résidus d’huile après passage dans l’atmosphère oxydante du four de trempe. Présence de carbone, de phosphore, de calcium, de soufre, de sodium et d’oxygène.
tableau 1 : Renseignements obtenus sur la composition de l’huile de frappe à froid utilisée lors des essais.
Figure 2 : Oxydes formés en surface après passage dans le four de trempe. Présence de calcium, de phosphore, de sodium, de chrome et de nickel.
Figure 3: Amas riche en zinc formé après passage dans l’atmosphère réductrice du four de trempe.
Figure 4 : Amas riche en calcium et en phosphore formé après passage dans l’atmosphère réductrice du four de trempe.
Figure 5 : Analyse SDL des échantillons recouverts d’huile de frappe à froid puis placés dans le four à tapis en zone oxydante (1e partie).
Figure 6 : Analyse SDL des échantillons recouverts d’huile de frappe à froid puis placés dans le four à tapis en zone oxydante (2e partie).
Figure 7 : Revenu sous azote. écaillage de la couche superficielle formée après traitement.
Figure 8 : Revenu sous azote. Analyse EDS d’une particule. Présence de zinc, d’oxygène, de chrome, de phosphore, de soufre, de calcium, d’aluminium et de potassium.
Figure 9 : évolution des teneurs des principaux éléments à la surface de l’échantillon contaminé par de l’huile de trempe puis traité à 450 °C pendant 30 min sous azote (vitesse d’érosion environ 50 nm/s).
Figure 10 : Revenu sous acier. Couche superficielle en partie écaillée après traitement.
Figure 11 : Revenu sous acier. Début d’écaillage sur une zone contaminée.
Figure 12 : Analyse EDS d’une zone non écaillée après revenu sous air.
Figure 13 : Analyse EDS d’une zone écaillée après revenu sous air.
Figure 14 : Analyse SDL réalisée sur la surface perturbée par le revenu réalisé à 450°C sous air. La vitesse d’érosion est d’environ 50 nm/s.
Figure 15 : Observation de l’échantillon brut au microscope électronique à balayage (MEB). Zone noire riche en carbone, zone clair oxydée, zone grise écaillée.
Figure 16 : Microanalyse EDS de la zone noire. Présence de fer, de carbone, de soufre et de calcium.
Figure 17 : Microanalyse EDS de la zone oxydée. Présence de fer, d’oxygène, de carbone, de calcium, de soufre, de phosphore et de zinc.
Figure 18 : Microanalyse EDS de la zone écaillée. Présence de fer, d’oxygène et traces de soufre et de calcium.
Figure 19 : Analyses SDL quantitative de l’échantillon brut.
Figure 20 : Analyses SDL qualitative de l’échantillon brut.
Figure 21 : Observation de l’échantillon à la loupe binoculaire après décapage 5 min dans l’acide chlorhydrique.
tableau 2 : Renseignements obtenus sur les caractéristiques de l’huile de trempe utilisée pour contaminer les échantillons avant revenu.
Figure 22 : Observation au microscope électronique à balayage (MEB) de l’échantillon après décapage 10 min dans une solution de soude 300 g/l à la température de 60 °C.
Figure 23 : Observation au MEB de la surface de l’échantillon après grenaillage à l’abrasif angulaire en acier inoxydable
de type G30 pendant 10 min. Vue d’ensemble.
Les derniers articles sur ce thème
