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Concept
Trempe (métallurgie)
Résumé
La trempe est une opération métallurgique qui fait partie des traitements thermiques et consiste à chauffer un métal puis à le refroidir rapidement pour en améliorer la résistance élastique.
La trempe s'effectue à une température de changement de phase ou bien de mise en solution de composés chimiques, selon l'objet de la trempe, pendant le temps nécessaire à la transformation de toute la masse chauffée. Le refroidissement consécutif de toute cette masse est effectué à une vitesse suffisante pour emprisonner des éléments chimiques qui ont pu se diffuser dans le solide cristallin à haute température. Les éléments chimiques se retrouvant prisonniers dans la phase de température basse créent alors des tensions dans les mailles cristallines, qui contribuent à l'augmentation de certaines propriétés mécaniques de la pièce trempée.
Le mécanisme de déformation plastique (avec déformation lors d'un retour à l'état de repos) d'un métal correspond au déplacement d'irrégularités cristallines (défauts lacunaires de type dislocations). Les contraintes introduites dans le métal au travers de la trempe rendent difficiles le déplacement de ces dislocations (en augmentant le niveau d'énergie nécessaire à leur déplacement d'une maille à l'autre) et rapprochent ainsi la résistance élastique du métal de sa résistance à la rupture.
Une autre manière couramment utilisée pour obtenir les mêmes effets que la trempe est l'écrouissage. Il consiste à déformer le métal (généralement par écrasement, d'où les caractéristiques mécaniques remarquables des pièces de forge notamment déformées à froid) de manière à créer de nombreuses dislocations à l'intérieur de celui-ci. Les dislocations s'opposant également au déplacement des dislocations, leur présence en grand nombre permet également d'obtenir un métal durci (mais dans une moindre mesure que les effets de la trempe). L'écrouissage possède les mêmes inconvénients que la trempe (l'allongement et la résilience diminuent), sauf que ces derniers ne peuvent être rectifiés par un revenu dans le cas de l'écrouissage.
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Acier à outils
vignette Les aciers à outils, aussi appelés aciers à outil ou aciers outil, sont des aciers utilisés pour la fabrication d'outils mécaniques tels que les mèches, dés de matriçage, outils de coupe, cisailles, marteaux et burins. Ces aciers se caractérisent par de bonnes propriétés mécaniques générales à des duretés élevées (HRC supérieur à 55). On distingue les aciers de travail à froid (travail à température ambiante), les aciers de travail à chaud (travail à température élevée), les aciers rapides (conçus pour les applications à haute température, notamment la découpe à haute vitesse — forets.
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L'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911 et à la pression atmosphérique. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à ). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T < Tc = – et entre dans le domaine paramagnétique). vignette|Austénite.