Les procédés de traitement thermique font appel à divers gaz pour contrôler l'atmosphère et obtenir les propriétés métallurgiques souhaitées sans réactions indésirables.
5 gaz essentiels à connaître
1. Gaz inertes
Les gaz inertes tels que l'argon, l'hélium et l'azote sont largement utilisés dans le traitement thermique, en particulier pour les métaux non ferreux tels que le cuivre, le laiton et l'aluminium.
Ces gaz créent un environnement non réactif, empêchant l'oxydation et d'autres réactions chimiques indésirables.
L'argon et l'hélium sont considérés comme plus inertes que l'azote, qui peut réagir avec certains aciers à haute température.
Ces gaz sont souvent utilisés dans des combinaisons telles que Ar/He, Ar/He/N2 et N2/He pour optimiser leurs propriétés protectrices.
2. Agents réducteurs
L'hydrogène est utilisé comme agent réducteur dans les processus de traitement thermique, en particulier pour purifier les oxydes de fer et de cuivre.
Il aide à éliminer l'oxygène des surfaces métalliques, empêchant ainsi l'oxydation.
L'hydrogène n'est pas inerte et doit être manipulé avec précaution en raison de son inflammabilité et du risque de fragilisation de certains métaux par l'hydrogène.
3. Les hydrocarbures
Les gaz hydrocarbures tels que le méthane (CH4), le propane (C3H8), l'éthane (C2H6) et l'acétylène (C2H2) sont utilisés pour produire des atmosphères riches en carbone à l'intérieur du four.
Ces gaz se décomposent à haute température, libérant du carbone naissant qui peut interagir avec la surface du métal, affectant sa teneur en carbone et ses propriétés.
Le choix de l'hydrocarbure gazeux est crucial pour éviter la formation de suie et d'autres effets indésirables.
4. L'ammoniac
L'ammoniac est utilisé pour sa teneur en azote et en hydrogène.
Il peut être utilisé comme source d'azote dans les procédés de nitruration ou comme source d'hydrogène dans les atmosphères réductrices.
L'utilisation de l'ammoniac permet un contrôle précis de la teneur en azote et en hydrogène de l'atmosphère du four, ce qui est essentiel pour certains procédés de traitement thermique.
5. Atmosphères endothermiques
À l'échelle industrielle, les atmosphères protectrices sont souvent constituées de mélanges de monoxyde de carbone (CO), d'hydrogène (H2), d'azote (N2), de dioxyde de carbone (CO2) et de traces de vapeur d'eau.
Ces gaz sont produits à l'aide de générateurs endothermiques ou en injectant des mélanges d'azote et de méthanol directement dans le four.
La stabilité de ces atmosphères, en particulier la teneur en CO, est cruciale pour un contrôle précis du carbone pendant l'austénitisation.
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