Everything You Should Know About The Tempering Process

Vous êtes-vous déjà demandé ce qui rend un métal à la fois résistant et capable de se plier ? Je veux dire le type de métal utilisé pour un couteau tranchant ou un cadre solide pour un bâtiment. Le secret est généralement un processus appelé revenu. Je travaille avec les métaux depuis de nombreuses années. Je peux vous dire qu'il est très important de comprendre le revenu. Cet article expliquera tout ce que vous devez savoir sur cet excellent processus de traitement thermique. J'expliquerai ce que c'est et pourquoi nous le faisons. J'expliquerai également comment il transforme un métal dur et cassant en quelque chose qui possède le juste équilibre entre dureté et ténacité. Après avoir lu ceci, vous comprendrez comment nous préparons les métaux pour un usage quotidien.

Quelle est la trempe d'un métal ?

Quand je parle du revenu d'un métal, je veux dire la quantité de dureté et de ténacité qu'il possède. Vous pouvez considérer cela comme la personnalité du métal. Une fois qu'un métal est rendu très dur, il peut aussi être très facile à casser. Ceci est particulièrement vrai pour un alliage comme l'acier. Il peut être presque comme du verre. C'est pourquoi nous utilisons le processus de revenu. Le revenu est un traitement thermique. Nous l'utilisons pour rendre les alliages à base de fer plus résistants. Ce processus de traitement aide à trouver le juste équilibre.

Nous voulons que le métal soit dur, afin qu'il puisse conserver un tranchant ou conserver sa forme. Mais nous ne voulons pas qu'il soit si dur qu'il se fissure lorsque vous exercez une pression dessus. Le revenu est ce juste milieu parfait. La principale raison du processus de revenu est de modifier les propriétés mécaniques du métal de manière prudente. Pour ce faire, nous chauffons l'acier trempé à une certaine température. Ensuite, nous le laissons refroidir. Ce processus diminue un peu la dureté. Il rend également le métal moins susceptible de se casser, réduisant ainsi sa fragilité. Il donne au métal plus de ductilité. Cela signifie qu'il peut se plier un peu avant de se casser. Obtenir le bon revenu demande à la fois des compétences et des connaissances. J'ai appris que la température exacte et la durée appropriée sont très importantes. Le revenu final décide de la façon dont le métal agira lorsqu'il sera utilisé, qu'il fasse partie d'un petit foret ou d'une énorme poutre dans un bâtiment. L'objectif est d'obtenir le meilleur mélange de résistance et de résistance.

Pourquoi le processus de revenu est-il si important ?

Je dois le répéter : le processus de revenu est très important pour fabriquer de nombreux produits métalliques utiles et sûrs. Sans revenu, bon nombre des outils et des machines que nous utilisons chaque jour ne fonctionneraient pas correctement. Pensez à un couteau qui s'ébrèche la première fois que vous l'utilisez. Ou une pièce de voiture qui se casse sur la première bosse sur la route. C'est ce que vous auriez sans la magie du revenu. Le revenu est utilisé pour réduire les contraintes internes. Ce sont des pressions qui s'accumulent à l'intérieur d'un métal lorsqu'il est trempé. Ces contraintes sont ce qui rend le métal cassant.

En chauffant le métal à une température inférieure à celle utilisée pour le tremper, nous laissons les minuscules parties à l'intérieur se déplacer. Elles se fixent dans une forme avec moins de contraintes. Ce processus de traitement thermique rend le métal plus résistant. Il le rend également meilleur pour gérer les chocs. Les avantages du revenu sont faciles à voir. Vous obtenez un matériau avec une meilleure ductilité et ténacité tout en conservant une bonne dureté. Cela signifie que le métal peut absorber de l'énergie et changer un peu de forme sans se casser. Le revenu peut aider à fabriquer un métal qui est solide et auquel on peut faire confiance. C'est exactement ce dont nous avons besoin pour la plupart des travaux de fabrication métallique et de fabrication d'objets.

Comment durcissez-vous un métal avant de le tremper ?

Avant même de pouvoir penser au revenu, vous devez d'abord tremper le métal. Le processus de trempe est ce qui donne au métal son premier niveau élevé de dureté. Pour un alliage comme l'acier au carbone, cela signifie chauffer le métal à une température très élevée. Il est chauffé au-dessus de sa température critique supérieure. Lorsque le matériau est chauffé à ce point, sa structure interne change. J'ai vu cela plusieurs fois. Le métal est chauffé jusqu'à ce qu'il brille d'une couleur rouge vif.

Dès que le métal atteint la bonne température, il a besoin d'un refroidissement rapide. Nous appelons cela une trempe. Cela se fait généralement en plaçant le métal chaud dans de l'eau, de l'huile ou un autre liquide spécial. Ce refroidissement rapide, ou opération de trempe, fige la structure modifiée, appelée martensite, en place. La martensite est ce qui rend l'acier très dur. Mais comme je l'ai dit, il est aussi très facile à casser. La vitesse du taux de refroidissement est très importante ici. Une trempe rapide rend le métal plus dur et plus résistant. Cet état dur et cassant est le point de départ du processus de revenu.

Quels sont les avantages du tempérage ?

J'en ai parlé un peu, mais regardons de près les bonnes choses qui découlent du revenu. L'objectif principal est d'améliorer la ténacité du métal. La ténacité est la capacité d'un matériau à encaisser un coup sans se casser. Un métal dur mais cassant n'a pas beaucoup de ténacité. Après le revenu, le métal est beaucoup plus apte à faire face aux coups soudains. Ce traitement thermique vise à établir un bon équilibre entre dureté et ténacité.

Voici quelques-uns des principaux avantages que vous obtenez d'un bon revenu :

• Le rend moins cassant : c'est le plus important. Le revenu réduit le risque que le métal se brise en morceaux. Il rend le métal plus tolérant.
• Augmente la ténacité : le métal peut supporter plus de coups et de pression.
• Diminue les contraintes internes : la trempe fait partie du processus qui crée beaucoup de pression à l'intérieur du métal. Le revenu aide à soulager les contraintes internes.
• Améliore la ductilité : le métal peut se plier ou s'étirer davantage avant de se casser.
• Conserve une bonne dureté : bien que vous réduisiez un peu la dureté, une pièce en acier revenu est toujours très dure et peut lutter contre l'usure.

Ce tableau montre comment le revenu modifie les propriétés des métaux :

Comment le revenu fonctionne-t-il sur un métal comme l'acier au carbone ?

L'acier au carbone est un excellent moyen d'expliquer comment fonctionne le revenu. Lorsque vous trempez l'acier au carbone, sa structure est principalement constituée de martensite. C'est dur mais facile à casser. Le processus de revenu consiste à chauffer cet acier au carbone trempé à une température spécifique. Cette température est inférieure à sa température critique inférieure. Ce point critique est important. Si vous le chauffez plus chaud que ce point, vous commencerez à annuler la trempe.

Lorsque l'acier au carbone trempé est chauffé à la température de revenu appropriée, les morceaux de carbone à l'intérieur de la structure de martensite commencent à se déplacer. Ils se joignent à des morceaux de fer pour fabriquer de minuscules parties dures appelées carbures, comme la ferrite et la cémentite. Cette nouvelle structure est beaucoup plus résistante que la première structure de martensite. L'ampleur de ce changement dépend de deux choses. Cela dépend de la température de revenu et du temps de maintien. Le temps de maintien est la durée pendant laquelle vous maintenez le métal à cette température. Des températures plus chaudes et des temps de revenu plus longs vous donneront un métal plus doux mais plus résistant. Pour des choses comme les ressorts, vous reviendriez à une température plus chaude pour obtenir plus de capacité à se plier. Pour un outil qui coupe, vous utiliseriez une température plus basse pour conserver davantage de dureté.

En quoi le revenu diffère-t-il de la nécessité de recuire ?

Les gens confondent souvent le revenu et le recuit. Mais ce sont des processus de traitement thermique très différents. Je dis toujours à mes assistants que la principale différence est le point de départ et l'objectif final. Vous revenez un métal qui est déjà dur pour le rendre plus résistant. La nécessité de recuire, cependant, consiste généralement à rendre un métal aussi doux que possible afin qu'il soit facile à travailler.

Pour recuire un métal, vous le chauffez au-dessus de sa température critique supérieure. Ensuite, vous le laissez refroidir très, très lentement. Ce processus de refroidissement lent permet aux grains internes du métal de devenir gros et détendus. Il en résulte un matériau doux avec une ductilité élevée. Un acier recuit est facile à usiner, à percer ou à plier. Le revenu, en revanche, commence avec un métal dur. Il utilise une température beaucoup plus basse. Ensuite, il a un refroidissement plus rapide (généralement dans l'air) pour obtenir un mélange de dureté et de ténacité. Pensez-y de cette façon : vous recuisez pour préparer un métal au façonnage. Vous revenez pour préparer un métal façonné à son travail final. Les deux sont des types de traitement thermique, mais ils sont utilisés pour faire des choses opposées. D'autres processus similaires sont le recuit et la normalisation.

Pouvez-vous surveiller le processus de revenu pendant qu'il se déroule ?

Oui, vous pouvez ! C'est l'une des parties les plus intéressantes du travail avec le métal. Lorsque vous chauffez un morceau d'acier brillant, une fine couche de rouille se forme sur le dessus. L'épaisseur de cette couche change avec la température. Cela le fait montrer la lumière de différentes manières. Cela crée un bel ensemble de couleurs de revenu. J'utilise ces couleurs depuis des années comme guide simple pour deviner la température de revenu.

Les couleurs commencent par un jaune très clair à une température plus basse. Ensuite, elles passent au paille, au brun, au violet et au bleu à mesure que la température augmente. Chaque couleur correspond à un certain niveau de dureté et de ténacité. Par exemple, une couleur paille claire est bonne pour les outils qui doivent être très durs, comme un outil de marquage. Une couleur bleue indique une température de revenu beaucoup plus élevée. Elle est bonne pour des choses comme les ressorts qui doivent être très résistants et capables de se plier. Il faut un peu de pratique. Mais regarder les couleurs de revenu se déplacer le long d'un morceau d'acier est une compétence que chaque métallurgiste apprend à aimer. C'est un signe que vous pouvez voir de la magie qui se produit dans la microstructure du métal.

Que se passe-t-il si vous ne revenez pas un métal trempé ?

Si vous faites tout le travail pour tremper un métal mais que vous sautez ensuite l'étape du revenu, vous vous retrouvez souvent avec une pièce qui ne peut pas être utilisée. L'acier trempé sera si facile à casser qu'il pourrait tout aussi bien être fait de verre. J'ai vu cela arriver. Un outil qui était parfaitement bon peut se briser en morceaux la première fois qu'il est utilisé. C'est parce que les contraintes internes de la trempe n'ont jamais été supprimées. Le métal a une dureté étonnante, mais il n'a aucune ténacité. Il ne peut pas encaisser un coup ou même se plier un peu.

Sans revenu, le métal a une très faible résistance à la rupture. Même un petit coup ou un changement rapide de température peut le faire craquer. C'est pourquoi le revenu est également une étape très importante dans des travaux comme le soudage. Le processus de soudage peut créer des points durs et cassants dans le métal. Après le soudage, un traitement thermique, qui est un type de revenu, est souvent nécessaire pour redonner de la ténacité à l'acier de construction. Pour le dire simplement, ne pas revenir un métal trempé, c'est demander à ce qu'il tombe en panne. Il crée des propriétés mécaniques indésirables. Cela rend le métal non sûr et non fiable.

Comment la température de revenu modifie-t-elle l'alliage final ?

La température de revenu est la partie la plus importante du processus de revenu. Elle a un effet direct sur les propriétés finales du matériau. Comme je l'ai dit à propos des couleurs de revenu, une température différente vous donnera un mélange différent de dureté et de ténacité. La règle est facile à retenir. Plus la température de revenu est élevée, plus l'alliage sera doux et résistant.

Prenons les aciers à outils comme exemple. Un outil conçu pour couper, comme un embout pour une machine, doit conserver un tranchant très aiguisé. Il a besoin d'une dureté élevée. Pour obtenir cela, je le reviendrais à une température relativement basse. Cela pourrait être dans la plage de couleur paille claire à foncée. Cela élimine juste assez de contraintes pour l'empêcher de s'ébrécher, mais maintient la dureté élevée. Mais un ciseau qui sera frappé avec un marteau a besoin de beaucoup de ténacité. Pour cela, j'utiliserais une température de revenu plus élevée. Je chercherais une couleur violette ou bleue. Cela réduira davantage la dureté. Mais cela donnera au métal la ductilité dont il a besoin pour encaisser les coups de marteau sans se casser. Pour atteindre l'équilibre souhaité, vous devez choisir une température précise. Vous devez également le maintenir pendant la bonne durée.

Quelles sont les principales étapes pour revenu l'acier trempé ?

J'ai expliqué de nombreux détails, alors mettons tout cela ensemble maintenant. Les étapes pour fabriquer de l'acier revenu sont simples, mais vous devez être prudent. Si j'allais revenir un morceau de métal dans mon atelier, voici les étapes que je suivrais.

1. Trempe : Tout d'abord, le métal est chauffé au-dessus de son point critique. Il est chauffé jusqu'à ce qu'il soit rougeoyant. Après cela, il est mis dans un liquide comme de l'eau ou de l'huile pour refroidir rapidement le métal. C'est ce qu'on appelle une trempe. Cela rend l'acier dur et facile à casser.
2. Nettoyage : Après la trempe, le métal a une couche sombre dessus. Je nettoierais et ferais briller la surface du métal. C'est pour que je puisse voir clairement les couleurs de revenu lorsqu'elles apparaissent.
3. Chauffage : Ensuite, il y a la vraie partie du revenu. L'acier trempé est chauffé lentement et uniformément à une température spécifique. Cette étape pour chauffer le métal à une température définie est très importante. Le chauffage doit être contrôlé. Vous devez atteindre la température souhaitée sans la dépasser.
4. Temps de maintien : Lorsque le métal atteint la bonne température de revenu (que je pourrais voir par sa couleur), il est maintenu à cette température pendant une période de temps. C'est le temps de maintien. Cela donne à la structure interne le temps de changer et aux contraintes de disparaître.
5. Refroidissement : Enfin, le métal est laissé refroidir à température ambiante. Pour la plupart des travaux de revenu, ce refroidissement peut se faire simplement en le laissant dans l'air. Ce dernier processus de refroidissement fixe la nouvelle structure plus résistante en place.

Le résultat de ce chauffage et refroidissement soigneux est un morceau d'acier revenu. Il a le mélange parfait de propriétés pour son travail. Ce traitement thermique transforme un morceau de base d'alliage en une pièce qui fonctionne très bien. Le revenu est souvent utilisé pour améliorer l'usinabilité et la résistance à la traction de l'article final. Cela est vrai pour tout, de la simple tôle aux pièces difficiles pour une machine.

Key Things to Remember:

• Le revenu est un processus de traitement thermique qui rend les alliages à base de fer trempés plus résistants.
• La principale raison est de réduire la fragilité et de se débarrasser des contraintes internes créées pendant le processus de trempe (trempe).
• Le processus consiste à chauffer un métal trempé à une température spécifique inférieure à sa température critique inférieure, à le maintenir là, puis à le laisser refroidir.
• La température de revenu est la chose la plus importante. Elle décide du mélange final de dureté et de ténacité.
• Vous pouvez souvent deviner la température grâce aux couleurs de revenu qui apparaissent sur la surface de l'acier.
• N'oubliez jamais de revenir une pièce trempée. Si vous le faites, elle sera probablement trop cassante pour être utile et pourrait se casser lorsque vous ne vous y attendez pas.