La trempabilité et l'aptitude à la trempe sont deux indices de performance permettant de caractériser la capacité de l'acier à accepter la trempe, et elles constituent également une base importante pour la sélection et l'utilisation des matériaux.
1.Concept de trempabilité et de durcissement
La trempe est la capacité de l'acier à atteindre la dureté la plus élevée après la trempe à la martensite dans des conditions idéales. Le principal facteur qui détermine la dureté de l'acier est la teneur en carbone de l'acier, plus précisément la teneur en carbone de l'acier qui est solidement dissoute dans l'austénite pendant la trempe. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la dureté de l'acier est importante. Les éléments d'alliage dans l'acier ont peu d'effet sur la trempabilité, mais en ont beaucoup sur l'aptitude à la trempe.
La trempabilité désigne la capacité de l'acier, sous certaines conditions de trempe, à obtenir la profondeur de la couche, principalement affectée par la teneur en carbone et les éléments d'alliage dans l'austénite, se réfère à des conditions spécifiées, déterminant la profondeur de trempe de l'acier et les caractéristiques de distribution de la dureté, la trempabilité de l'acier est bonne et mauvaise, communément utilisée pour exprimer la profondeur de la couche de trempe, plus la profondeur de la couche de trempe est grande, meilleure est la trempabilité de l'acier, La trempabilité de l'acier dépend principalement de sa composition chimique. Une bonne trempabilité de l'acier peut permettre à toute la section d'acier d'obtenir des propriétés mécaniques uniformes et le milieu de trempe avec une faible contrainte de trempe peut être sélectionné pour réduire la déformation et la fissuration.
En outre, comme la trempabilité et l'aptitude à la trempe sont deux concepts distincts, la dureté de l'acier après trempe n'est pas nécessairement une aptitude à la trempe élevée ; les aciers à faible dureté peuvent également présenter une aptitude à la trempe élevée.
2. Méthode d'évaluation de la trempabilité
La méthode actuellement universellement acceptée dans l'industrie du traitement thermique est la méthode HP-IVF de la société suédoise IVF, qui a été mise au point par le Dr Soren Segerberg de la société suédoise IVF.
2.1 Formule de calcul pour la trempe à l'huile ISO9950 :
HP - IVF Tvp (huile) = 91,5 + 1,34 + 10,88 CR550a - 3,85 Tcp
Note : Tvp est la température de transition (température caractéristique) du film de vapeur vers le stade d'ébullition.
CR550a est la vitesse de refroidissement moyenne entre 600-500℃ (qui peut être obtenue directement par le logiciel IVF).
Tcp est la température de transition entre l'ébullition et la convection.
(destiné aux aciers non alliés)
2.2 Formule de calcul pour la trempe liquide selon la norme ASTM :
HP - FIV (polymère) = 3,54 + 12,3 CR325b CR550-168
Note : CR550 représente la valeur CR de 550 degrés Celsius.
Le CR325b est donc un CR à 325 degrés Celsius.
(destiné aux aciers non alliés)
3. Facteurs affectant la trempabilité
La trempabilité de l'acier dépend de la stabilité de l'austénite. Tous les facteurs susceptibles d'améliorer la stabilité de l'austénite surfondue, de déplacer la courbe C vers la droite et donc de réduire la vitesse de refroidissement critique peuvent améliorer la trempabilité de l'acier élevé. La stabilité de l'austénite dépend principalement de sa composition chimique, de la taille des grains et de l'uniformité de la composition, qui sont liées à la composition chimique et aux conditions de chauffage de l'acier.
4. Méthode de détermination de la trempabilité
Il existe de nombreuses façons de déterminer la trempabilité de l'acier, notamment le test du diamètre critique et le test de trempe en bout de chaîne.
(1) Détermination du diamètre critique Le diamètre maximal de l'acier après trempe dans un certain milieu, lorsque le noyau est entièrement martensitique ou qu'il présente un tissu martensitique 50%, est appelé diamètre critique et est représenté par Dc. La méthode de mesure du diamètre critique consiste à fabriquer une série de barres rondes de différents diamètres. Après la trempe, la courbe de dureté U distribuée le long du diamètre sur la section de chaque échantillon est déterminée respectivement, à partir de laquelle la barre ronde dont le centre est exactement la moitié de la structure martensitique est trouvée, et le diamètre de la barre ronde est le diamètre critique. Plus le diamètre critique est grand, plus la trempabilité de l'acier est élevée.
(2) Méthode d'essai de trempe en bout La méthode d'essai de trempe en bout consiste à utiliser un échantillon de trempe en bout de taille standard (diamètre de 25 mm x 100 mm), après austénitisation, sur l'équipement spécial pour refroidir sa face frontale avec de l'eau, en refroidissant le long de l'axe pour mesurer la dureté - distance de la courbe de refroidissement de l'eau. L'essai de trempe en bout est l'un des moyens de déterminer la trempabilité de l'acier. Il présente l'avantage d'être simple à mettre en œuvre et d'avoir une large application.
