Épreuve E4 - BTS Traitement des matériaux - Sous-épreuve U43 Option A - juin 2014

DESCRIPTION DU CONTENU

Le sujet proposé au candidat comprend deux exercices :

Exercice 1 - Trempe LASER

Auparavant les bielles étaient fabriquées en deux morceaux qui étaient ensuite assemblés et vissés : le contact n’était pas parfait et les vis fatiguaient rapidement en flexion pour finalement casser.

Une solution ingénieuse a été imaginée. La bielle est fabriquée en un seul bloc puis elle est cassée nettement en deux morceaux selon une rupture fragile. Les deux morceaux seront parfaitement ajustés lors du vissage autour du vilebrequin.

Pour réussir un tel exploit, on réalise, dans un premier temps, ce qu’on appelle industriellement une trempe LASER à l’endroit précis qu’on souhaite casser.

Ce traitement thermique consiste en un chauffage superficiel de la pièce par un faisceau LASER à une température supérieure à la température d’austénitisation Ta sans atteindre la fusion.

Juste après le passage du LASER, le refroidissement très rapide de la zone irradiée par conduction thermique dans la masse de la pièce permet la transformation martensitique de l’acier.

Exercice 2 – Contrôle d’une atmosphère de traitement thermique

Pour des usages très intenses la bielle sécable est forgée dans l’acier de désignation 35NiCrMo16.

Après forgeage, elle subit un cycle de traitements thermiques avant la trempe LASER. Ce traitement a pour objectif d’améliorer ses qualités mécaniques internes.

Cet acier est austénitisé à la température de 875°C. On souhaite maintenir un potentiel carbone d’environ 0,4%.