Les changements de volume et de forme de la pièce pendant le traitement thermique sont causés par l'expansion du volume provoquée par le changement de volume spécifique lors de la transformation structurelle de l'acier, ainsi que par la déformation plastique provoquée par les contraintes du traitement thermique.Par conséquent, plus la contrainte du traitement thermique est élevée et plus la transformation de phase est inégale, plus la déformation est importante, et vice versa.Pour réduire la déformation, des efforts doivent être faits pour réduire les contraintes de trempe et améliorer la limite d'élasticité de l'acier.

L'influence de la composition chimique sur la déformation du traitement thermique

La composition chimique de l'acier affecte la déformation des pièces par traitement thermique en influençant la limite d'élasticité, le point Ms, la trempabilité, le volume spécifique de microstructure et la teneur en austénite résiduelle de l'acier.

La teneur en carbone de l'acier affecte directement le volume spécifique des diverses microstructures obtenues après traitement thermique (la relation entre le volume spécifique des différentes microstructures à température ambiante et la teneur en carbone - en abrégé, la relation entre la teneur en carbone de l'acier au carbone et le point Ms et l'austénite résiduelle - abrégé).À mesure que la teneur en carbone de l'acier augmente, le volume de martensite augmente et la limite d'élasticité augmente.L'augmentation de la trempabilité et du volume spécifique de la martensite augmente la contrainte et la déformation par traitement thermique de la microstructure trempée.L'augmentation de la teneur en austénite résiduelle et de la limite d'élasticité réduit le changement de volume spécifique, entraînant une diminution de la contrainte tissulaire et une réduction de la déformation du traitement thermique.L'influence de la teneur en carbone sur la déformation des pièces lors du traitement thermique est le résultat de l'effet combiné des facteurs contradictoires précités.

L'influence de la teneur en carbone sur le changement de volume lors de la trempe(taille de l'échantillon : ￠25 * 100)

La tendance à la déformation par trempe de l'échantillon d'acier 08 est de raccourcir la longueur, d'augmenter le diamètre au milieu de l'échantillon et de réduire le diamètre à l'extrémité, formant ainsi une forme de tambour de taille.En effet, bien que le point Ms de l'acier à faible teneur en carbone soit élevé, lorsque la transformation martensitique se produit, la limite d'élasticité de l'acier est faible, la plasticité est bonne et il est facile à déformer.Cependant, en raison du petit volume de martensite, la contrainte tissulaire n’est pas importante et ne provoquera pas de déformation plastique importante.Au contraire, la déformation provoquée par la contrainte thermique est relativement importante, se manifestant finalement par une déformation par contrainte thermique.

La contrainte de microstructure est devenue le facteur dominant provoquant la déformation de l'éprouvette d'acier 55, entraînant une réduction du diamètre central, une augmentation du diamètre d'extrémité et une augmentation de la longueur.

Lorsque la fraction massique de carbone augmente encore au-dessus de 0,8%, en raison de la diminution du point Ms et de l'augmentation de la teneur en austénite résiduelle, sa déformation devient une déformation de type contrainte thermique avec une longueur raccourcie et un diamètre accru.Et en raison de l'augmentation de la limite d'élasticité de l'acier à haute teneur en carbone, sa déformation est inférieure à celle de l'acier à moyenne teneur en carbone.Pour l'acier au carbone, dans la plupart des cas, la déformation de l'acier T7A est la plus faible.Lorsque la fraction massique de carbone est supérieure à 0,7 %, elle a tendance à diminuer ;Mais lorsque la fraction massique de carbone est inférieure à 0,7 %, les diamètres intérieur et extérieur ont tendance à se dilater.

D'une manière générale, dans le cas d'une trempe complète, en raison du point Ms plus élevé de l'acier au carbone par rapport à l'acier allié, sa transformation martensitique commence à des températures plus élevées.En raison de la bonne plasticité de l'acier à des températures plus élevées et de la limite d'élasticité relativement faible de l'acier au carbone lui-même, les pièces en acier au carbone comportant des trous (ou cavités) intérieurs ont tendance à se déformer davantage et les trous (ou cavités) intérieurs ont tendance à gonfler.En raison de sa haute résistance, de son faible point Ms et de sa teneur élevée en austénite résiduelle, l'acier allié présente une déformation de trempe relativement faible, se manifestant principalement par une déformation sous contrainte thermique, et ses trous internes (ou cavités) ont tendance à se rétrécir.Par conséquent, lorsqu'elles sont trempées dans les mêmes conditions que les pièces en acier au carbone moyen, en acier à haute teneur en carbone et en acier fortement allié, elles subissent souvent principalement un retrait du trou intérieur.

L'influence des éléments d'alliage sur la déformation des pièces par traitement thermique se reflète principalement dans leur influence sur le point Ms et la trempabilité de l'acier.La plupart des éléments d'alliage, tels que le manganèse, le chrome, le silicium, le nickel, le molybdène, le bore, etc., abaissent le point Ms de l'acier, augmentent la quantité d'austénite résiduelle, réduisent le changement de volume spécifique et les contraintes de la microstructure pendant la trempe, et réduisent ainsi la déformation par trempe de la pièce.Les éléments d'alliage améliorent considérablement la trempabilité de l'acier, augmentant ainsi la déformation volumique et la contrainte structurelle de l'acier, conduisant à une augmentation de la tendance à la déformation du traitement thermique de la pièce.De plus, en raison de la trempabilité améliorée de l'acier grâce aux éléments d'alliage, la vitesse critique de refroidissement par trempe est réduite.Dans la production réelle, un agent de trempe doux peut être utilisé pour la trempe, réduisant ainsi les contraintes thermiques et la déformation de la pièce par traitement thermique.Le silicium a peu d'effet sur le point Ms et n'a qu'un effet réducteur sur la déformation de l'échantillon.Le tungstène et le vanadium ont peu d'effet sur la trempabilité et le point Ms, et ont peu d'effet sur la déformation de la pièce pendant le traitement thermique.Par conséquent, l’acier dit micro-déformé dans l’industrie contient une grande quantité d’éléments d’alliage tels que le silicium, le tungstène et le vanadium.

L'influence de l'organisation d'origine et de l'état de contrainte sur la déformation par traitement thermique

La structure originale de la pièce avant trempe, telle que la morphologie, la taille, la quantité et la répartition des carbures, la ségrégation des éléments d'alliage et la direction des fibres formées par forgeage et laminage, ont toutes un certain impact sur la déformation du traitement thermique de la pièce. .La perlite sphérique a un plus grand volume et une résistance plus élevée que la perlite en flocons, de sorte que la déformation de trempe de la pièce après le traitement de pré-sphéroïdisation est relativement faible.Pour certains aciers à outils en alliage à haute teneur en carbone, tels que l'acier 9Mn2V, CrWMn et GCr15, le niveau de sphéroïdisation a un impact significatif sur la correction de la fissuration par déformation du traitement thermique et de la déformation par trempe, et il est généralement conseillé d'utiliser un niveau sphéroïdisé de 2,5 à 5. structure.La trempe et le revenu réduisent non seulement la valeur absolue de la déformation de la pièce, mais rendent également la déformation par trempe de la pièce plus régulière, ce qui est bénéfique pour contrôler la déformation.

La répartition des carbures en bandes a un impact significatif sur la déformation des pièces par traitement thermique.Après la trempe, la pièce se dilate parallèlement à la direction de la bande de carbure et se rétrécit dans la direction perpendiculaire à la bande de carbure.Plus les particules de carbure sont grossières, plus l'expansion dans la direction de la bande est importante.Pour les aciers martensitiques tels que les aciers de type Cr12 et les aciers rapides, la morphologie et la répartition des carbures ont un impact particulièrement important sur la déformation par trempe.En raison du faible coefficient de dilatation thermique des carbures, qui représente environ 70 % de la matrice, lors du chauffage, les carbures ayant une expansion plus faible dans le sens de la bande inhibent l'allongement de la matrice, tandis que pendant le refroidissement, les carbures ayant un retrait plus faible gênent l'allongement de la matrice. retrait de la matrice.En raison de la température de chauffage lente de l'austénitisation, l'effet inhibiteur des carbures sur l'expansion basique est faible.Par conséquent, l’effet directionnel des carbures répartis en bandes sur la déformation par trempe et chauffage des pièces est relativement faible.Cependant, pendant la trempe et le refroidissement, en raison de la vitesse de refroidissement rapide, l'effet inhibiteur des carbures sur le retrait de la matrice augmente, entraînant un allongement significatif dans la direction des bandes de carbure après la trempe.

Les matériaux qui ont été laminés et forgés présentent différents comportements de déformation par traitement thermique dans différentes directions de fibres.La différence de variation de taille dans les directions longitudinale et transversale est relativement faible pour les échantillons normalisés dont l’orientation des fibres n’est pas claire.Lorsqu'il existe une structure en bandes claire dans l'échantillon recuit, les changements de taille le long de la direction des fibres et perpendiculairement à la direction des fibres sont significativement différents.Lorsque le taux de forgeage est élevé et que la direction des fibres est évidente, le taux de changement de taille de l'éprouvette longitudinale le long de la direction des fibres est supérieur à celui de l'éprouvette transversale perpendiculaire à la direction des fibres.

Lorsqu'il existe des carbures en réseau dans l'acier hypereutectoïde, une grande quantité d'éléments de carbone et d'alliage s'enrichit à proximité des carbures en réseau.Dans les zones éloignées du réseau de carbures, les éléments de carbone et d'alliage sont plus faibles, ce qui entraîne une augmentation des contraintes de microstructure de trempe, une déformation de trempe accrue et même des fissures.Par conséquent, les carbures du réseau dans l’acier hypereutectoïde doivent être éliminés par un prétraitement thermique approprié.

De plus, la ségrégation macroscopique des lingots d'acier entraîne souvent une ségrégation carrée sur la section transversale du matériau en acier, ce qui conduit souvent à une déformation par trempe inégale des pièces en forme de disque.En bref, plus la structure originale de la pièce est uniforme, plus la déformation du traitement thermique est faible, plus la déformation est régulière et plus elle est facile à contrôler.

L'état de contrainte de la pièce elle-même avant la trempe a un impact significatif sur la déformation.Surtout pour les pièces aux formes complexes qui ont subi une coupe à vitesse d'avance élevée, si la contrainte résiduelle n'est pas éliminée, elle a un impact significatif sur la déformation par trempe.

L'influence de la géométrie de la pièce sur la déformation du traitement thermique

Les pièces aux formes géométriques complexes et aux formes transversales asymétriques, telles que les arbres avec rainures de clavette, les fraises à rainure de clavette, les pièces en forme de tour, etc., subissent un refroidissement inégal lorsqu'elles sont trempées et refroidies, un côté dissipant la chaleur rapidement et l'autre côté dissipant la chaleur lentement.Si la déformation provoquée par un refroidissement irrégulier au-dessus de Ms est dominante, le côté avec un refroidissement plus rapide est concave.Si la déformation provoquée par un refroidissement inégal en dessous de Ms est dominante, le côté avec un refroidissement plus rapide est convexe.Augmenter le temps isotherme, augmenter la variable de transformation bainitique, rendre l'austénite résiduelle plus stable, réduire la quantité de transformation martensite lors du refroidissement par air, peut réduire considérablement la déformation de la pièce.

L'influence des paramètres du procédé sur la déformation du traitement thermique

Qu'il s'agisse d'un traitement thermique conventionnel ou d'un traitement thermique spécial, une déformation due au traitement thermique peut se produire.Lors de l’analyse de l’influence des paramètres du processus de traitement thermique sur la déformation du traitement thermique, la chose la plus importante est d’analyser les effets des processus de chauffage et de refroidissement.Les principaux paramètres du processus de chauffage sont l’uniformité du chauffage, la température et la vitesse de chauffage.Les principaux paramètres du processus de refroidissement sont l’uniformité du refroidissement et la vitesse de refroidissement.L'impact d'un refroidissement irrégulier sur la déformation de trempe est le même que celui provoqué par la forme transversale asymétrique de la pièce.Cette section traite principalement de l’influence d’autres paramètres du processus.

Déformation causée par un chauffage inégal : une vitesse de chauffage excessive, une température inégale dans l'environnement de chauffage et un fonctionnement inapproprié du chauffage peuvent tous provoquer un chauffage inégal de la pièce.Le chauffage inégal a un impact significatif sur la déformation des pièces fines ou fines.Le terme chauffage non uniforme ne fait pas référence ici à la différence de température inévitable entre la surface et le centre de la pièce pendant le processus de chauffage, mais fait spécifiquement référence au gradient de température dans diverses parties de la pièce pour diverses raisons.Afin de réduire la déformation causée par un chauffage inégal, pour les pièces en acier fortement allié de formes complexes ou de mauvaise conductivité thermique, un chauffage ou un préchauffage lent doit être utilisé.Cependant, il convient de souligner que même si un chauffage rapide peut entraîner une augmentation de la déformation des pièces à axe long et des pièces en forme de plaque mince.Cependant, pour les pièces présentant une déformation principalement volumétrique, un chauffage rapide joue souvent un rôle dans la réduction de la déformation.En effet, lorsque seule la partie active de la pièce nécessite une trempe et un renforcement, un chauffage rapide peut maintenir le centre de la pièce à basse température et dans un état de résistance élevée, et la partie active peut atteindre la température de trempe.Ce noyau à haute résistance peut empêcher une déformation importante de la pièce après trempe et refroidissement.De plus, un chauffage rapide peut utiliser des températures de chauffage plus élevées et un temps de chauffage et d'isolation plus court peut réduire la déformation causée par le poids de la pièce lors de séjours prolongés à des températures élevées.Un chauffage rapide n'atteint la température de transition de phase qu'à la surface et dans les zones locales de la pièce, ce qui réduit en conséquence l'effet de changement de volume après la trempe, ce qui est également bénéfique pour réduire la déformation par trempe.

L'influence de la température de chauffage sur la déformation - La température de chauffage de trempe affecte la déformation de trempe en modifiant la différence de température pendant le refroidissement par trempe, en modifiant la trempabilité, le point Ms et la quantité d'austénite résiduelle.L'augmentation de la température de chauffage de trempe augmente la teneur en austénite résiduelle, abaisse le point Ms, réduit la déformation provoquée par la contrainte structurelle et tend à rétrécir la cavité du trou des pièces de type manchon.Cependant, d'un autre côté, l'augmentation de la température de chauffage par trempe améliore la trempabilité, augmente la différence de température pendant le refroidissement par trempe, augmente la contrainte thermique et a tendance à provoquer une dilatation interne des trous.La pratique a montré que pour les pièces en acier à faible teneur en carbone, si le trou intérieur rétrécit après trempe à température de chauffage normale, l'augmentation de la température de chauffage de trempe entraînera un retrait plus important.Afin de réduire le retrait, la température de chauffage de trempe doit être abaissée ;Pour les pièces en acier allié à carbone moyen, si le trou intérieur se dilate après trempe à température de chauffage normale, l'augmentation de la température de chauffage de trempe entraînera une plus grande expansion.Afin de réduire l’expansion de la cavité du trou, il est également nécessaire d’abaisser la température de chauffage de trempe.Pour l'acier pour moules fortement allié de type Cr12, l'augmentation de la température de chauffage de trempe entraîne une augmentation de la teneur en austénite résiduelle et une tendance à réduire la taille des pores.

L'effet de la vitesse de refroidissement par trempe sur la déformation - D'une manière générale, plus le refroidissement par trempe est intense, plus la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la pièce et les différentes pièces (pièces avec différentes tailles de section transversale) est grande, plus la contrainte interne générée est importante. , conduisant à une augmentation de la déformation due au traitement thermique.La déformation des éprouvettes d'acier moulées à chaud (150 longueur * 100 largeur * 50 hauteur) après trempe et revenu à différentes vitesses de refroidissement.La vitesse de refroidissement des trois médias est la plus rapide avec le refroidissement à l'huile, suivi du refroidissement par bain chaud, et la plus lente avec le refroidissement par air.Après avoir été trempée à trois vitesses de refroidissement différentes, la longueur et la largeur de la pièce ont tendance à rétrécir, avec peu de différence dans l'ampleur de la déformation ;Cependant, la déformation provoquée par le refroidissement à l'air et la trempe par bain chaud avec une vitesse de refroidissement lente dans le sens de l'épaisseur est beaucoup plus petite, avec une expansion de déformation de 0,05 %, tandis que la trempe à l'huile subit une déformation par retrait, avec une déformation maximale d'environ 0,28 %.Cependant, lorsque le changement de vitesse de refroidissement entraîne un changement dans la transformation de phase de la pièce, une augmentation de la vitesse de refroidissement n'entraîne pas nécessairement une augmentation de la déformation, elle peut parfois en fait réduire la déformation.Par exemple, lorsque l'acier allié à faible teneur en carbone subit un retrait en raison de la présence d'une grande quantité de ferrite au centre après la trempe, l'augmentation de la vitesse de refroidissement par trempe pour obtenir plus de bainite au centre peut réduire efficacement la déformation par retrait.Au contraire, si la pièce gonfle à cause de la martensite obtenue au centre après trempe, réduire la vitesse de refroidissement pour réduire la quantité relative de martensite au centre peut également réduire le gonflement.L'effet de la vitesse de refroidissement par trempe sur la déformation par trempe est un problème complexe, mais le principe est de minimiser la vitesse de refroidissement par trempe tout en garantissant la microstructure et les propriétés requises.

L'influence du vieillissement et du traitement à froid sur la déformation par traitement thermique - Pour les pièces de précision et les outils de mesure, afin de maintenir la précision et la stabilité dimensionnelle lors d'une utilisation à long terme, il est souvent nécessaire de subir un traitement à froid et un revenu pour rendre leur structure plus stable.Par conséquent, comprendre les lois de déformation du processus de revenu et du traitement à froid des pièces pendant le vieillissement est d’une grande importance pour améliorer la qualité du traitement thermique de ces pièces.Le traitement à froid transforme l'austénite résiduelle en martensite, entraînant une expansion de volume ;Le revenu et le vieillissement à basse température, d'une part, favorisent la précipitation des carbures ∈ et la décomposition de la martensite, provoquant un retrait volumique, et d'autre part, provoquent un certain degré de relaxation des contraintes, entraînant une déformation de la forme de la pièce.La composition chimique de l'acier, la température de revenu et la température de vieillissement sont les principaux facteurs affectant la déformation fonctionnelle au cours du processus de vieillissement.

Déformation des pièces carburées - Les pièces cémentées sont généralement constituées d'acier à faible teneur en carbone et d'acier allié à faible teneur en carbone, avec une structure originale de ferrite et une petite quantité de perlite.Selon les exigences de service de la pièce, après carburation, la pièce doit être directement trempée, refroidie lentement, réchauffée, trempée ou trempée à nouveau.La pièce carburée subit une déformation pendant les processus lents de refroidissement et de trempe par carburation après la carburation en raison des effets des contraintes structurelles et thermiques.La taille et le modèle de déformation de la déformation dépendent de facteurs tels que la composition chimique de l'acier carburé, la profondeur de la couche carburée, la forme géométrique et la taille de la pièce et les paramètres du processus de traitement thermique après carburation et carburation.

Les pièces peuvent être divisées en pièces minces, pièces plates et pièces cubiques en fonction de leurs dimensions relatives de longueur, largeur et hauteur (épaisseur).La longueur d'une pièce mince est beaucoup plus grande que sa taille en coupe transversale, la longueur et la largeur d'une pièce plate sont beaucoup plus grandes que sa hauteur (épaisseur) et les dimensions dans les trois directions d'un cube ne sont pas significativement différentes.La contrainte interne maximale lors du traitement thermique est généralement générée dans le sens de l'encombrement maximal.Si cette direction est appelée direction de contrainte dominante, les pièces en acier à faible teneur en carbone et en acier allié à faible teneur en carbone présentent généralement une déformation par retrait le long de la direction de contrainte dominante lorsque la ferrite et la perlite se forment dans le noyau après carburation et refroidissement lent ou à l'air. refroidissement, avec un taux de déformation par retrait d'environ 0,08 à 0,14 %.À mesure que la teneur en éléments d'alliage dans l'acier augmente et que la taille de la section transversale de la pièce diminue, le taux de déformation diminue également et même une déformation par gonflement se produit.

Les tiges minces présentant des différences significatives dans l'épaisseur de la section transversale et des formes asymétriques sont sujettes à une déformation par flexion après carburation et refroidissement à l'air.La direction de la déformation par flexion dépend du matériau.La section mince des pièces carburées en acier à faible teneur en carbone à refroidissement rapide est souvent concave sur un côté.Cependant, pour les pièces carburées en acier allié à faible teneur en carbone contenant des éléments d'alliage plus élevés tels que 12CrN3A et 18CrMnTi, le côté de la section mince à refroidissement rapide est souvent convexe.

Après cémentation à des températures de 920 à 940 °C, la fraction massique de carbone dans la couche carburée des pièces en acier à faible teneur en carbone et en acier allié à faible teneur en carbone augmente jusqu'à 0,6 à 1,0 %.L'austénite à haute teneur en carbone dans la couche carburée doit être sous-refroidie en dessous de Ar1 (environ 600 °C) pendant le refroidissement à l'air ou le refroidissement lent avant de commencer à se transformer en perlite.L'austénite à faible teneur en carbone au centre commence à précipiter la ferrite vers 900 °C, et l'austénite restante subit une décomposition eutectoïde et une transformation en perlite en dessous de la température Ar1.Depuis le sous-refroidissement de la température de cémentation jusqu'à la température Ar1, la couche carburée du composant eutectoïde n'a pas subi de transformation de phase, tandis que l'austénite à haute teneur en carbone n'a subi qu'un retrait thermique avec la diminution de la température.Dans le même temps, l'austénite à faible teneur en carbone au centre s'est dilatée en raison de l'augmentation du rapport volumique de précipitation de ferrite, entraînant une contrainte de compression au centre et une contrainte de traction dans la couche carburée.En raison des événements cardiaques γ->α Au cours de la transformation, l'effet de contrainte de changement de phase réduit sa limite d'élasticité, conduisant à une déformation en compression au centre.L'acier allié à faible teneur en carbone a une résistance plus élevée et une déformation plastique en compression plus faible au centre dans les mêmes conditions.

Lorsque des pièces cémentées de formes asymétriques sont refroidies à l'air, le retrait de la longueur de la ligne d'austénite du côté à refroidissement rapide est supérieur à celui du côté à refroidissement lent, ce qui entraîne une contrainte de flexion.Lorsque la contrainte de flexion est supérieure à la limite d'élasticité du côté à refroidissement lent, la pièce se plie vers le côté à refroidissement rapide.Pour les aciers alliés à faible teneur en carbone avec une teneur élevée en éléments d'alliage, la couche superficielle après carburation a la composition d'un acier allié à haute teneur en carbone.Lors du refroidissement par air, le côté à refroidissement rapide subit une transformation de phase, formant une nouvelle phase avec une dureté plus élevée et un volume spécifique de structure plus grand.De l’autre côté, la nouvelle phase formée lentement en raison du refroidissement a une dureté plus faible, ce qui entraîne une déformation par flexion opposée.

La loi de déformation par trempe des pièces carburées peut être analysée selon la même méthode.La température de trempe des pièces carburées est généralement de 800 à 820 °C.Pendant la trempe, l'austénite à haute teneur en carbone dans la couche carburée subira un retrait thermique important lorsqu'elle sera refroidie de la température de carburation à la plage de température du point Ms.Dans le même temps, l'austénite à faible teneur en carbone au centre se transformera en ferrite et perlite, bainite à faible teneur en carbone ou martensite à faible teneur en carbone.Quel que soit le type de tissu dans lequel il se transforme, le cœur subit une expansion de volume due à une augmentation du volume spécifique du tissu, entraînant une contrainte interne importante dans la couche carburée et dans le cœur.D'une manière générale, en l'absence de trempe, en raison de la faible limite d'élasticité des produits de transition de phase ferrite et perlite dans le noyau, une déformation par retrait se produit dans la direction de la contrainte dominante sous la contrainte de compression par retrait thermique de la couche carburée.Lorsque les produits de transformation de phase dans le noyau sont une combinaison de bainite à faible teneur en carbone à haute résistance et de martensite à faible teneur en carbone, l'austénite à haute teneur en carbone de surface subit une déformation plastique sous l'action de la contrainte d'expansion du noyau, ce qui entraîne une direction de contrainte et une expansion dominantes.

Avec l'augmentation de la teneur en carbone et de la teneur en éléments d'alliage dans l'acier cémenté, la dureté du noyau des pièces carburées augmente après trempe et la tendance à l'expansion dans la direction de contrainte dominante augmente.Lorsque la dureté du noyau est de 28 à 32 HRC, la déformation par trempe de la pièce carburée est très faible.À mesure que la dureté du cœur augmente, la tendance au gonflement et à la déformation augmente.Il est évident que des facteurs tels que l'amélioration de la trempabilité des pièces carburées, qui conduisent à une augmentation de la dureté du centre des pièces carburées, augmenteront la tendance des pièces carburées à gonfler le long de la direction de contrainte dominante.

La déformation des pièces nitrurées - la nitruration peut améliorer efficacement la dureté de surface et la résistance à la fatigue des pièces et, dans une certaine mesure, améliorer leur résistance à la corrosion.La température de nitruration est relativement basse, environ 510-560C.Pendant le processus de nitruration des matériaux en acier, le métal de base ne subit pas de transformation de phase, de sorte que la déformation de la pièce nitrurée est relativement faible.La nitruration est généralement le processus final du traitement thermique.Après la nitruration, outre les pièces de haute précision, aucun autre traitement mécanique n'est généralement effectué.Par conséquent, la nitruration est largement utilisée pour traiter des pièces de précision qui nécessitent une dureté élevée et une faible déformation.Cependant, la pièce nitrurée subit toujours une déformation.En raison de l'infiltration d'atomes d'azote, le volume spécifique de la couche nitrurée augmente.Par conséquent, la déformation la plus courante de la pièce nitrurée est l’expansion de la surface de la pièce.L'expansion de la couche nitrurée superficielle est entravée par le centre, et la surface est soumise à une contrainte de compression, tandis que le centre est soumis à une contrainte de traction.L'ampleur des contraintes internes est influencée par des facteurs tels que la taille de la section transversale de la pièce, la limite d'élasticité de l'acier nitruré, la concentration en azote et la profondeur de la couche nitrurée.Lorsque la taille de la section transversale de la pièce est petite, que la forme de la section transversale est asymétrique et que la température du four et la nitruration sont inégales, la pièce nitrurée produira également des changements dimensionnels ou des distorsions de forme telles qu'une déformation par flexion et par gauchissement.

Le modèle de déformation des pièces d'arbre après nitruration est que le diamètre extérieur se dilate et que la longueur s'allonge.L'expansion radiale augmente généralement avec l'augmentation du diamètre de la pièce, mais l'expansion maximale ne dépasse pas 0,055 mm.L'allongement en longueur est généralement supérieur à l'expansion radiale et sa valeur absolue augmente avec la longueur de l'arbre, mais ne change pas proportionnellement à la longueur de l'arbre.La déformation des pièces à manchon nitruré dépend de l'épaisseur de la paroi.Lorsque l’épaisseur de la paroi est mince, les diamètres intérieur et extérieur ont tendance à se dilater.À mesure que l’épaisseur de la paroi augmente, la dilatation diminue considérablement.Lorsque l’épaisseur de la paroi est suffisamment grande, le diamètre intérieur a tendance à diminuer.

En général, lorsque la taille efficace de la section transversale de la pièce est supérieure à 50 mm, le principal mode de déformation du traitement de nitruration est l'expansion de surface.Mais à mesure que l'aire de la section transversale de la pièce diminue, lorsque le rapport de l'aire de la section transversale de la couche nitrurée à l'aire de la section transversale centrale est supérieur à 0,05 mais inférieur à 0,7, en plus de l'expansion de la surface, la déformation provoquée par le stress interne doit également être pris en compte.L'ampleur de la déformation le long de la direction de contrainte dominante de la pièce peut être estimée approximativement à l'aide de formules empiriques : Δ L= η （ Ν/Κ)％

Δ L - L'augmentation de la longueur de la direction de contrainte dominante.

η---- Le coefficient dépend du matériau et de la forme de la section transversale de la pièce nitrurée.

Ν------ La surface de la section transversale de la couche nitrurée.

Κ---- La surface transversale du cœur.

Valeur η de l'acier nitruré couramment utilisé :