N°380 - Juin/Juillet 2007

La trempe « maîtrisée » : une illusion ou un objectif réalisable dans un futur proche ?

Du 25 au 27 avril dernier une conférence internationale organisée par l’IFHTSE à Berlin était consacrée à la trempe et au contrôle des déformations – « Quenching and control of distortion ». La trempe était également le thème des deux journées franco-allemandes qui se sont tenues en 1994 et 2004 à Strasbourg. Toutes ces manifestations montrent que la trempe - pratiquée depuis des siècles - fait toujours l’objet de nombreuses recherches. Aucune solution satisfaisante n’a été pour autant trouvée à ce jour.
Au début, la trempe à l’eau n’était probablement qu’une commode pour éviter la calamine sur les pièces forgées. On conservait alors, sans en avoir conscience, les quelques atomes de carbone qui se trouvaient après chauffage fortuitement à l’intérieur du fer, dans le feu de charbon de bois. La cémentation par le carbone comme source de dureté recherchée et comme procédure contrôlée était encore absolument impensable. Le hasard décidait plutôt de ce que l’on nommait acier ou fer.
C’est seulement vers 1800 que le carbone est reconnu pour les propriétés de dureté qu’il confère au fer. Mais le mécanisme resta méconnu durant le siècle suivant. Le premier diagramme du système Fe-C, vers 1900, montrait non pas l’austénite, mais la martensite, qui devait se former à haute température.
Le fluide choisi pour la trempe reste pendant des siècles l’eau. Quelques ingrédients (vin, urine, herbes...) changeaient selon la conviction et le mysticisme de l’opérateur.
Aujourd’hui, on connaît bien tous les détails pour obtenir la dureté désirée après la trempe, y compris la chimie et la composition des fluides de trempe. Mais leur efficacité dépend aussi d’un coefficient de transfert de chaleur duquel dépend tous les paramètres physiques et chimiques intervenant sur la surface des pièces à tremper.
A Berlin, une modélisation de la trempe d’une pièce a été tentée avec différents coefficients selon la topographie locale de la surface et selon son orientation locale en comparaison avec la poussée verticale et la direction de l’agitation du fluide. Le mystère de la trempe est loin d’être éclairci. Et derrière lui guette encore le problème de la déformation.
La trempe sèche semble se diriger dans la bonne direction. Mais la technique aujourd’hui n’est toujours pas satisfaisante. La puissance des turbines et le mauvais écoulement du gaz l’emportent encore sur la qualité du gaz. Personnellement, je suis convaincu qu’il faut – au bon moment au cours de la trempe – ajouter au gaz une brume ou des gouttes d’eau et terminer le process si nécessaire par une inondation de la chambre de trempe. Alors peut-être pourra-t-on parler de trempe « maîtrisée ».

Rudy Hoffmann, Président de la région Rühr à l’AWT