cémenté

L'acier cémenté possède une fine couche extérieure extrêmement dure liée à un intérieur plus doux et plus ductile. La surface peut atteindre 58 à 65 HRC (dureté Rockwell), tandis que le noyau reste à 25 à 40 HRC. Cette combinaison confère une résistance à l'usure là où elle est la plus importante, tout en préservant la capacité du matériau à absorber les chocs sans se briser. Les duretés contrastées ne sont pas un revêtement de surface mais une véritable transformation métallurgique de l'acier lui-même.

Le processus fonctionne en introduisant du carbone ou de l'azote dans les couches externes de l'acier à faible teneur en carbone (généralement 0,1 à 0,3 % de carbone). Les méthodes courantes comprennent la cémentation (chauffage de la pièce dans une atmosphère riche en carbone), la nitruration (exposition à l'azote à haute température) et la carbonitruration (les deux éléments). La pièce est ensuite trempée rapidement pour fixer la dureté. La profondeur de la couche cémentée varie de 0,5 mm pour les travaux légers à 2,5 mm pour les composants fortement sollicités.

Où cela compte et où cela échoue

Les engrenages, les chemins de roulement, les arbres à cames et les fixations sont cémentés car ils nécessitent une dureté contre l'usure mais ne peuvent pas être fabriqués à partir d'acier entièrement trempé et cassant sans se fracturer sous des charges de choc. Une dent d'engrenage cémentée résiste au piquage; le noyau plus doux absorbe la contrainte de flexion. Le problème survient si la couche est trop mince (durée de vie inadéquate), trop profonde (contrainte résiduelle et déformation) ou appliquée de manière inégale. La décarburation, où le carbone brûle pendant le chauffage, laisse une peau molle et annule l'objectif.

Le terme lui-même reflète la logique industrielle: la «peau» extérieure est durcie tandis que le «noyau» ne l'est pas. Cela distingue ce travail de la trempe à cœur, où toute la section transversale atteint une dureté élevée. La cémentation est plus ancienne que son nom; les armuriers cémentaient les bords des épées pendant des siècles. La fabrication moderne s'y fie partout où une dureté à petite échelle et une ténacité à grande échelle doivent coexister dans la même pièce.