TD de MA11 – Matériaux métalliques

Printemps 2011

4. Traitements thermiques
Exercice 1 : Acier 4140
L’acier 4140 est un acier allié souvent utilisé pour fabriquer diverses pièces devant supporter des contraintes car, par traitements thermiques, on peut aisément moduler ses propriétés mécaniques. Le diagramme TTT de cet acier est donné ci-dessous :

Diagramme TTT de l’acier 4140 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Définir les différentes phases du diagramme (α, γ, C, M). A quelle température minimale doit être réalisée l’austénitisation de cet acier ? On désire obtenir une dureté finale de l’acier (à température ambiante) de 20 HRC. A quelle température doit-on réaliser le traitement isotherme après austénitisation complète ? Quels sont les constituants en présence après un maintien de 40 s à cette température ? Après combien de temps la transformation de l’acier est-elle complètement achevée ? Quels sont alors les constituants en présence ? Si l’on avait trempé cet acier dans l’eau (à 20°C) après austénitisation, quels constituants aurait-on obtenu ?

Exercice 2 : Acier au carbone
On dispose page suivante de deux figures relatives aux traitements thermiques d’un acier au carbone de composition eutectoïde (0,8% C). 1. Proposer deux traitements thermiques différents permettant d’obtenir, pour cet acier, une dureté finale de 42 HRC. Préciser les différentes étapes (température, durée) de chaque traitement proposé ainsi que les constituants obtenus. Indiquer les constituants obtenus dans cet acier ainsi que leurs proportions, après le traitement thermique comportant les étapes suivantes :

2.

V. FERNEY

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austénitisation à 800°C ; trempe à 620°C et maintien à cette température pendant 5 s ; trempe à 380°C et maintien à cette température pendant 45 s ; trempe finale dans de l’eau à 20°C.

Diagramme TTT d’un acier de composition eutectoïde

Martensite revenue : influence de la température du