En chimie, la trempe est le processus de refroidissement rapide d'un produit afin d'obtenir des propriétés spécifiques.
Ce processus est essentiel pour les matériaux qui doivent présenter une résistance élevée à la déformation et à la corrosion.
Les lames et les réservoirs de stockage en sont des exemples.
Comment fonctionne la trempe en chimie ? Les 5 étapes clés expliquées
1. Étape de la vapeur
Lorsqu'un composant chaud est immergé pour la première fois dans l'huile de trempe, il est entouré d'une couche de vapeur.
Cette couche ralentit initialement le processus de refroidissement.
La chaleur est principalement évacuée par rayonnement à travers la vapeur.
Pour accélérer cette étape, des additifs peuvent être utilisés pour augmenter l'agitation de la couche de vapeur.
Cela permet une dispersion plus rapide de la vapeur.
2. Phase d'ébullition
Au fur et à mesure que la température du composant diminue, la couche de vapeur se désagrège.
Il en résulte un contact direct entre l'huile et le composant.
Cette phase se caractérise par une ébullition rapide.
L'ébullition rapide augmente considérablement la vitesse de refroidissement.
3. Phase de convection
Lorsque la température du composant est inférieure au point d'ébullition de l'huile, le refroidissement se poursuit par convection.
L'huile circule autour du composant.
La chaleur est transférée loin du composant jusqu'à ce que la température souhaitée soit atteinte.
4. Types de trempe
Trempe à l'huile
Ce type de trempe utilise des huiles spécialement conçues pour durcir les composants.
Elle contrôle le transfert de chaleur et améliore le mouillage afin de minimiser les déformations et les fissures.
Trempe sous vide
Réalisée dans un four sous vide, cette méthode consiste à chauffer le matériau dans une atmosphère contrôlée, puis à le refroidir rapidement.
Il existe deux sous-types :
- Trempe au gaz : La pièce est chauffée sous vide et refroidie à l'aide d'un gaz neutre de grande pureté, comme l'azote.
- Trempe liquide : Après avoir été chauffée sous vide, la pièce est placée dans une chambre de refroidissement remplie d'azote de haute pureté, puis refroidie rapidement dans un bain d'huile de trempe.
5. Processus de post-trempe
Après la trempe, les matériaux subissent souvent un revenu.
Le revenu consiste à réchauffer le matériau trempé à une température inférieure à son point critique.
Il est ensuite refroidi lentement.
Ce processus permet de réduire la fragilité et d'éliminer les tensions causées par la trempe.
Il améliore la ténacité et la ductilité globales du matériau.
Applications de la trempe
La trempe est largement utilisée dans les industries où les matériaux doivent résister à des contraintes élevées et à la corrosion.
Il s'agit par exemple de la fabrication d'outils, de pièces automobiles et de composants aérospatiaux.
Le choix de la méthode et du milieu de trempe dépend des propriétés spécifiques du matériau et des exigences de l'application.
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