Traitements de l’acier

On utilise les traitements pour changer les caractéristiques de l’acier. Il y a trois types de traitements, chimiques, thermiques et thermochimiques. Le plus souvent, les différents traitements sont réalisés après l’usinage des pièces.

Les traitements les plus courants en mécanique sont les suivants :

Trempe :

La trempe est un traitement thermique qui modifie la morphologie de l’acier. Le but d’une trempe est de figer la structure cristalline de l’acier chaud en le plongeant brutalement dans un milieu froid (eau, huile). On augmente ainsi la dureté de l’acier avec comme effet secondaire de le rendre moins ductile. On peut réaliser des trempes partielles pour évité un traitement inutile de certaines surfaces.

NB : Tous les aciers ne sont pas aptes à la trempe, tout dépend du taux de carbone

Cémentation :

La cémentation est un procédé thermochimique (entre 900 et 930°C) qui consiste à augmenter le taux de carbone de la surface de la pièce. On peut choisir la profondeur de cette couche entre 0.1 et 3 mm. On augmente donc la dureté superficiel (moins dur qu’une trempe).

Nitruration :

La nitruration est un procédé thermochimique (entre 520 et 580°C) qui consiste à diffuser de l’azote à l’intérieur de la pièce. À la fin du traitement, on peut observer deux couches :

  • La couche de combinaison, en surface, d’une épaisseur approximative de 20 μm
  • La couche de diffusion plus épaisse (100 à 1000 μm)

Grace à ce procédé on augmente la dureté du matériau, la couche de diffusion sera plus dur que la couche de combinaison.

Zingage et zingage bichromatage :

Le zingage est un procédé chimique par dépôt électrolytique qui consiste à recouvrir la surface de l’acier avec du zinc pour améliorer la résistance à l’oxydation et éviter la détérioration des propriétés mécaniques de l’acier.

Une pièce zinguée sera blanche alors qu’une pièce zinguée bichromatée sera jaune.

Brunissage :

Le brunissage est un procédé chimique par dépôt électrolytique qui sert à améliorer la résistance à l’oxydation (moins bonne que le zingage). Il est souvent utilisé dans un but esthétique.

Phosphatation :

La phosphatation est un procédé chimique par dépôt électrolytique qui sert à améliorer la résistance à l’oxydation (moins bonne que le zingage). Elle est souvent utilisée dans un but esthétique.

Acier usuel

Il existe 4 types d’acier courant utilisé en usinage de pièces destinées à la mécanique générale, les aciers doux, les aciers mi-dur, les aciers dur et les aciers de décolletage.

Les valeurs moyennes du module de Young et du coefficient de poisson des aciers à usage courent sont:

E = 210 GPa

ν = 0.3

densité : 7850 kg/m3

Les aciers doux

Désignations : E24, A37, S235

L’allongement avant rupture du matériau est élevé de par sa faible teneur en carbone (jusqu’à 26% de sa longueur initiale).

Les aciers mi-dur

Désignations : C35, XC38, A60 ou C45

L’allongement avant rupture du matériau peut aller jusqu’à 22% de sa longueur initiale.

Les aciers dur

Désignation : 42CD4…

L’allongement avant rupture du matériau peut aller jusqu’à 14% de sa longueur initiale.

Les aciers de décolletage

Désignation : S300PB

La particularité de ce matériau est sa facilité d’usinage de par son alliage qui permet aux copeaux de se casser assez facilement et réduit donc l’usure des différents outils.

L’allongement de ce matériaux peut aller jusqu’à 9% de sa longueur initiale.

NB : Plus les aciers sont dur, plus les arêtes vives sont cassantes

Les principales formes et dimensions de l’acier

Les barres en acier sont fournies sous plusieurs formes, certaines sont beaucoup plus utilisées que d’autre.

Cornière asymétrique :

cornière assymétrique

La longueur à l’achat est d’environ 6 m.

h * b (mm) e (mm)
30 * 20 3, 4 ou 5
35 * 20 3 ou 5
40 * 20 3, 4 ou 5
40 * 25 4 ou 5
45 * 30 4 ou 5
50 * 30 4, 5 ou 6
60 * 30 5 ou 6
60 * 40 5, 6 ou 7
65 * 50 5, 6, 7 ou 8
70 * 50 5, 6, 7 ou 8
75 * 50 5, 6, 7 ou 8
80 * 40 5, 6, 7 ou 8

Cornière symétrique :

Pour une cornière symétrique, d’après le précédent schéma, on a h=b.

h (mm) e (mm)
20 3 ou 4
25 3, 4 ou 5
30 3, 4 ou 5
35 3, 4 ou 5
40 4, 5 ou 6
45 4, 5 ou 6
50 4, 5, 6, 7 ou 8
60 5, 6, 7, 8 ou 10
70 6, 7, 8 ou 10
80 8, 10 ou 12
90 8, 9, 10 ou 12
100 8, 10, 12 ou 15

Profilés en T :

49_corniere_profil_t

h (mm) b (mm) e (mm)
30 35 4
35 40 4.5
40 45 5

Il en existe principalement où h=b.

h (mm) e (mm)
20 3
25 3.5
30 4
35 4.5
40 5
45 5.5
50 6
60 7
70 8
80 9
100 11
120 13

Profilé en U : 

profilé en u

a (mm) b (mm) c (mm) e (mm)
80 45 5 8
100 50 5.5 8.5
130 55 6 9.5
15 65 7 10.2
175 70 7.5 10.7
200 75 8 11.5
220 80 8 12.5
250 85 9 13.5
270 95 9 14.5
300 100 9.5 16

Poutrelles IPE :

poutrelles_he

C(mm) D (mm) B (mm) A (mm)
80 46 3.8 5.2
100 55 4.1 5.7
120 64 4.4 6.3
140 73 4.7 6.9
160 82 5 7.4
180 91 5.3 8
200 100 5.6 8.5
220 110 5.9 9.2
240 120 6.2 9.8
270 135 6.6 12.2
300 150 7.1 10.7
330 160 7.5 11.5
360 170 8 12.7
400 180 8.6 13.5
450 190 9.4 14.6

Tube « gaz » :

Dénomination Diamètre extérieur (mm) Épaisseur moyenne (mm)
1/8 10.2 2
1/4 13.5 2.35
3/8 17.2 2.35
1/2 21.3 2.65
3/4 26.9 2.65
1 33.7 3.25
1 1/4 42.4 3.25
1 1/2 48.3 3.25
2 60.3 3.65
2 1/2 76.1 3.65
3 88.9 4.05
3 1/2 101.6 4.05
4 114.3 4.5