Durcissement structurel

restrictions: Taille maximale de la pièce Ø 700 x 1200 mm / 1250Kg /  < 550°C
précipitation, vieillissement

Définition

Le durcissement structurel est un moyen d'augmenter la résistance des métaux.  

Procédé

Pour l'acier:

Ici, la dureté n'est pas obtenue par l'incorporation d'atomes de carbone, mais par précipitation de phases très fines. Lors du durcissement structurel, on exploite le fait que la solubilité d'un ou de plusieurs éléments de l'allia ge diminue avec l'abaissement de la température.
Lorsque la limite de solubilité est dépassée, l’excès de cristal mixte monophasé  se transforme par diffusion en un alliage à deux phases. Ces phases doivent être d’abord être mises en solution par un recuit. Cet état est ensuite figé par un refroidissement rapide.
Par la précipitation, les phases sont à nouveau très finement dégagées de sorte qu’elles durcissent le matériau. La dureté et les propriétés mécaniques sont déterminées par la température de précipitation.
Pour réduire au maximum la déformation de la pièce par le traitement thermique, le matériau peut être recuit avant les usinages mécaniques, ou être acheté dans l’état déjà recuit.


Pour les métaux non-ferreux:

La même méthode est aussi utilisée pour différents métaux non ferreux tels que le titane, l'aluminium ou des alliages de bronze.

Une application importante du durcissement structurel est le durcissement des alliages d'aluminium. Une condition nécessaire mais non suffisante pour le durcissement d’un alliage d’aluminium est qu'il contienne du cuivre, du magnésium en combinaison avec du silicium, du zinc ou du lithium.
Un exemple remarquable de durcissement structurel est le duralumin, un alliage d'aluminium, de cuivre (4%) et de magnésium (0,5%). Le recuit de mise en solution est effectué à 510°C. Contrairement à l’acier, le duralumin peut être aussi formé après le refroidissement, car il reste d’abord mou après la trempe. La résistance finale est obtenue par vieillissement naturel ou vieillissement artificiel. Le durcissement peut être aussi retardé par une cryogénisation (min. -18°C). Cela est utilisé par exemple pour des rivets composés d'alliages de ce type afin d' en rallonger le temps de travail.

Presque tous les alliages d'aluminium qui peuvent être durcis sont sensibles à la corrosion, car les éléments d'alliage empêchent la formation d'une couche d'oxyde continue.
Par le fait que le durcissement structural a lieu à des températures relativement basses, la déformation après le durcissement peut être maintenu très basse, contrairement à d'autres méthodes.

Avantages

Le durcissement structurel est un moyen d'augmenter la résistance des métaux.  

 

Matériaux

  • Aciers inoxydables spéciaux et recuit de mise en solution (par exemple acier de maraging 1.4542, 1.4543)
  • Titane recuit de mise en solution
  • L'aluminium recuit de mise en solution, comme par exemple le duralumin qui est un alliage d'aluminium, de 4% de cuivre et de 0,5% de magnésium.
  • Des alliages de bronze recuit de mise en solution
  • Autres métaux non ferreux

Indications

Pour la réalisation du durcissement structural, nous avons besoin des informations suivantes:

  • Désignation du matériau
  • État du structure

Avis
Le resultat d'être recuit en mise de solution peut-être perdu sous l'influence thermique ou mechanique.