Corrigés des exercices de
Travaux Dirigés de
Science des Matériaux
Semestre 2 pour les étudiants de Génie Mécanique et Productique

Dr. Laurent ALDON
Maître de Conférences à l’Université Montpellier 2,
Institut Universitaire de Technologie de Nîmes

laurent.aldon@iut-nimes.fr
28 février 2014

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Traitements thermiques dans la masse

1.1 Analyse du diagramme TRC d’un acier de type 35 NiCr 6

Figure 1: Diagramme TRC de l’acier 35 Ni Cr 6
Un diagramme TRC (Transformation en Refroidissement Continu) décrit les différentes transformations que subit une pièce en acier en fonction des conditions de refroidissement.
Dans le cas de pièces de petites dimensions, il est possible de décrire l’évolution de la température au cours du temps en utilisant une loi de Newton du type :
T (t) = Tf + (Ti − Tf )exp

−t τ (1)

Dans cette équation, Ti représente la température initiale. Dans le contexte d’un diagramme TRC, il s’agit de la température d’austénitisation. Tf représente la température finale, celle du fluide de trempe
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(eau, huile, air...). Le temps caractétistique τ correspond au temps au bout duquel on observe une variation de température correspondant à 63% de l’écart de température Ti − Tf . En effet, lorsque t = τ , exp(−t/τ ) = e−1 = 1/e = 0, 37 soit 37%.
Le temps caractéristique τ dépend de la masse volumique, de la capacité thermique , de la conductivité thermique et de la forme de la pièce refroidie, ainsi que du coefficient de convection et de la surface d’échange en contact avec le fluide de trempe (eau avec additifs ou non, huile chaude avec brassage ou non, air pulsé). ρV Cp
(2)
hA
La dérivée par rapport au temps de l’équation précédente est appelée vitesse de refroidissement et a pour expression : τ= vT =

−(Ti − Tf ) dT = exp dt τ −t τ 1
= − (T (t) − Tf ) τ (3)

Les lettres A, F, C et M inscrites sur le diagramme TRC correspondent aux différents constituants des aciers susceptibles de se former au cours des Transformations en Refroidissement Continu