Oxydation intercristalline lors de la cémentation gazeuse avec endogaz*
La cémentation gazeuse sous atmosphère contrôlée est le procédé le plus répandu parmi les traitements de durcissement superficiel par diffusion. Depuis quelques années, un procédé analogue est parallèlement développé dans des fours sous vide avec certains avantages comme une forte compatibilité avec l’environnement et une absence d’oxydation superficielle inter cristalline. L’application des procédés sous basse pression ou assistés plasma est freinée par les coûts, aussi bien d’investissement que de production, plus élevés par rapport aux fours sous atmosphère contrôlée et par la faible uniformité de pénétration de la carburation. On devra donc utiliser encore pour plusieurs années la vieille technologie. Notre travail a consisté non pas à résoudre le problème de l’oxydation inter cristalline [1], mais à en étudier la nature et en donner des explications.
Figure 1. Diagramme de Ellingham-Richardson.
Figure 2. Image au SEM BSE (3000x) de l’éprouvette n.1 cémentée 4 h à 900°C et trempée. Oxydation intercristalline sur une profondeur de 5 µm.
Tableau 1. Équilibre a 900°C de p (O2) avec des oxydes des métaux et H2/CO – Valeurs déduites du diagramme de Ellingham-Richardson.
Figure 3. Image au SEM (3000x) de l’éprouvette n°1 cémentée 4 h trempée puis oxydées à l’air pendant 4 h à 900°C et refroidie à l’air.
Figure 4. Image au SEM BSE (1000x) de l’éprouvette n° 2, cémentée 10 h et trempée, non exposée à l’air.
Tableau 2. Composition EDS-ZAF des oxydes de la figure 3.
Figure 5. Oxydation à l’air de la surface d’un acier. Stratification des oxydes en fonction de la concentration de l’O2 en solution à différentes profondeurs.
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