Traitement thermique des métaux non ferreux : revenu de solubilisation, nitruration et plus

Le revenu de solubilisation et le recuit sont les méthodes courantes de traitement thermique des métaux non ferreux. Après avoir examiné le traitement des métaux ferreux (aciers), cet article détaille les procédés suivants : revenu de solubilisation, recuit, durcissement par précipitation, nitruration, travail à froid, décarburation.

Revenu de solubilisation (Solution heat treatment)

Ce traitement vise à augmenter la résistance à la traction des alliages non ferreux en les transformant en solution solide et en contrôlant leur retour à une structure de mélange mécanique. L'alliage est chauffé à une température précise, juste en dessous de son point de fusion, puis trempé (refroidissement rapide). La solution solide obtenue reste stable grâce à ce refroidissement. Vient ensuite le vieillissement et le durcissement par précipitation (processus où les éléments d'alliage précipitent hors de la solution solide) pour empêcher l'alliage de retrouver sa configuration initiale. Le vieillissement confère à la structure de grain une résistance à la traction supérieure à l'état initial. Selon l'alliage, le vieillissement artificiel peut consister en un simple maintien à température ambiante pendant un temps déterminé, suivi d'un refroidissement à l'air.

Vidéo : revenu de solubilisation de l'aluminium

Recuit (Annealing)

Le recuit des métaux non ferreux est possible pour les alliages traitables thermiquement. Il vise à éliminer la dureté due au travail à froid. Comme pour les métaux ferreux : chauffe à température spécifique puis refroidissement lent jusqu'à température ambiante. Ce refroidissement lent permet une précipitation complète des constituants et affine la microstructure. Un refroidissement rapide rendrait les alliages non ferreux plus mous que leur état normal.

Termes clés

Trempe (Quenching)

Refroidissement rapide du métal par immersion dans l'huile ou l'eau.

Durcissement par précipitation (Precipitation hardening)

Également appelé vieillissement ou durcissement par vieillissement. Obtenu en maintenant certains métaux à température élevée sans trempe. Augmente la limite d'élasticité des matériaux malléables.

Lorsque les métaux à durcissement par précipitation sont trempés, leurs éléments d'alliage restent piégés en solution, donnant un métal mou. Lors du vieillissement du métal mis en solution, ces éléments diffusent à travers la structure et forment des particules intermetalliques. Ces particules se regroupent en noyaux et précipitent hors de la solution, augmentant la résistance de l'alliage.

Nitruration

Autre méthode de durcissement d'alliage. Introduction d'azote en surface du métal par contact avec du gaz ammoniac. Produit une cémentation superficielle si pas de trempe ultérieure.

Décarburation

Élimination du carbone en surface de l'acier, soit par chauffage, soit par oxydation lors du vieillissement.

Travail à froid (Cold working)

Ce n'est pas un traitement thermique, mais modifie les caractéristiques du métal. Déformation à température ambiante sans fracture. Augmente la résistance à la traction et l'usinabilité, mais modifie la forme.

Cet article a expliqué le revenu de solubilisation, le recuit, la nitruration, le durcissement par précipitation, la trempe et le travail à froid pour les métaux non ferreux.