PRÉSENTATION
Dans une entreprise de traitements thermiques, il est courant de déterminer les caractéristiques mécaniques des matériaux par différentes méthodes. L’entreprise en question réalise elle-même les essais de traction en réalisant ses propres éprouvettes mais elle a été amenée à caractériser les faciès de rupture en faisant appel à un laboratoire spécialisé disposant d’un microscope électronique à balayage (MEB).
Ces deux études font l’objet d’un premier exercice.
Cette entreprise réalise également des traitements thermochimiques et notamment la cémentation atmosphérique traditionnelle qui fera l’objet d’un deuxième exercice.
Les deux exercices de cette épreuve sont totalement indépendants et peuvent être traités séparément.
Exercice 1 - Déterminations de caractéristiques mécaniques.
1. Traction et déformation.
- 1.1. Représentation de la courbe conventionnelle de traction.
- 1.2. Exploitation de la courbe.
2. Utilisation du microscope électronique à balayage (MEB).
- 2.1. Choix d’un MEB.
- 2.2. Profondeur de champ.
- 2.3. Aspect énergétique et caractère ondulatoire des ondes produites lors de l’interaction électron-matière.
- 2.4. Absorbsion du rayonnement par la paroi.
Exercice 2 - Traitement thermochimique
Le traitement de cémentation appliqué aux aciers est un traitement thermochimique superficiel d’enrichissement en carbone réalisé en phase austénitique (généralement entre 900 et 980°C). Il est destiné à obtenir après refroidissement un durcissement superficiel par trempe.
Appliquée sur un acier à faible teneur en carbone, la cémentation est un moyen de durcissement superficiel permettant d’assurer une forte mise en précontrainte de compression de la surface et une bonne résistance à l’usure grâce à l’obtention d’une martensite à haute teneur en carbone, tout en garantissant à coeur une bonne ductilité grâce à l’obtention d’une martensite à bas carbone (la transformation du coeur sera, selon la trempabilité de l’alliage et la section de la pièce à traiter, totale ou partielle). Dans cette entreprise, seule la cémentation gazeuse atmosphérique traditionnelle est pratiquée.
1. Détermination du potentiel carbone de cette atmosphère
- 1.1. Définir le potentiel carbone d’une atmosphère.
2. Détermination du coefficient de diffusion du carbone dans l’acier à 950°C.
3. Détermination de la durée du traitement à 950°C.