Le traitement thermique superficiel se divise en deux catégories : la trempe et le revenu superficiels, et le traitement thermique chimique. La méthode d’essai de dureté est la suivante :
1. Traitement thermique de trempe superficielle et de revenu
Le traitement thermique de trempe superficielle et de revenu est généralement réalisé par chauffage par induction ou par flamme. Les principaux paramètres techniques sont la dureté superficielle, la dureté locale et la profondeur de la couche trempée. On peut utiliser un duromètre Vickers ou un duromètre Rockwell pour mesurer la dureté. Le choix de l'appareil de mesure dépend de la profondeur de la couche trempée et de la dureté superficielle de la pièce. Trois types de duromètres sont utilisés.
(1) Le duromètre Vickers est un outil essentiel pour mesurer la dureté superficielle des pièces ayant subi un traitement thermique. Il applique une force expérimentale de 0,5 à 100 kg et permet de tester la couche durcie superficielle, même d'une épaisseur minimale de 0,05 mm. Sa grande précision permet de distinguer les pièces traitées thermiquement. De plus, il détecte également la profondeur de la couche durcie effective. Il est donc indispensable d'équiper les unités de production effectuant des traitements thermiques superficiels ou utilisant un grand nombre de pièces ayant subi ce type de traitement.
(2) Le duromètre Rockwell superficiel est parfaitement adapté au contrôle de la dureté des pièces trempées superficiellement. Il propose trois échelles de mesure. Il permet de tester diverses pièces trempées superficiellement dont l'épaisseur de la couche durcie effective dépasse 0,1 mm. Bien que sa précision soit inférieure à celle d'un duromètre Vickers, il répond aux exigences de contrôle qualité et d'inspection des installations de traitement thermique. De plus, il se caractérise par sa simplicité d'utilisation, sa facilité d'emploi, son faible coût, sa rapidité de mesure et la lecture directe des valeurs de dureté. Le duromètre Rockwell superficiel permet un contrôle rapide et non destructif de lots de pièces traitées thermiquement superficiellement. Il est particulièrement important pour les entreprises de transformation des métaux et de construction mécanique. Il peut également être utilisé pour des couches durcies superficiellement épaisses. Lorsque l'épaisseur de la couche durcie par traitement thermique est comprise entre 0,4 et 0,8 mm, l'échelle HRA est appropriée. Lorsque la profondeur de la couche durcie dépasse 0,8 mm, l'échelle HRC est utilisée. Les valeurs de dureté Vickers, Rockwell et Rockwell superficielle sont facilement convertibles entre elles et peuvent être converties en normes, dessins ou valeurs de dureté selon les besoins de l'utilisateur. Les tableaux de conversion correspondants sont disponibles dans les normes internationales ISO, ASTM (États-Unis) et GB/T (Chine).
(3) Lorsque l'épaisseur de la couche durcie par traitement thermique dépasse 0,2 mm, un duromètre Leeb peut être utilisé, à condition de choisir un capteur de type C. Lors de la mesure, il convient de prêter attention à l'état de surface et à l'épaisseur totale de la pièce. Cette méthode de mesure n'offre pas la même précision que les duromètres Vickers et Rockwell, mais elle est adaptée aux mesures sur site en usine.
2. Traitement thermique chimique
Le traitement thermochimique consiste à imprégner la surface d'une pièce avec des atomes d'un ou plusieurs éléments chimiques, modifiant ainsi sa composition chimique, sa structure et ses propriétés. Après trempe et revenu à basse température, la surface de la pièce présente une dureté, une résistance à l'usure et une résistance à la fatigue de contact élevées, tandis que le cœur de la pièce possède une résistance et une ténacité élevées. Les principaux paramètres techniques d'une pièce traitée thermochimiquement sont la profondeur de la couche durcie et la dureté superficielle. La profondeur effective de la couche durcie correspond à la distance à laquelle la dureté chute à 50 HRC. Le test de dureté superficielle des pièces traitées thermochimiquement est similaire à celui des pièces trempées et traitées thermiquement. On peut utiliser un duromètre Vickers, un duromètre Rockwell superficiel ou un duromètre Rockwell. Pour mesurer la dureté, le duromètre Rockwell n'est pas adapté que si l'épaisseur de la couche de nitruration est inférieure à 0,7 mm, généralement moins ; dans ce cas, il n'est pas possible d'utiliser un duromètre Vickers.
3. Traitement thermique local
Si les pièces nécessitant un traitement thermique localisé requièrent une dureté locale élevée, un traitement de trempe localisée peut être réalisé par chauffage par induction, etc. Il est généralement nécessaire de marquer sur le plan l'emplacement de la trempe localisée et la valeur de dureté locale. L'essai de dureté doit être effectué dans la zone désignée à l'aide d'un duromètre Rockwell permettant de mesurer la dureté HRC. Si la couche durcie par traitement thermique est superficielle, un duromètre Rockwell de surface peut être utilisé pour mesurer la dureté HRN.
Date de publication : 16 août 2023
