trempe

En fonderie et en traitement thermique, la trempe signifie forcer une surface métallique à se solidifier ou à refroidir plus rapidement que la masse sous-jacente ne le ferait naturellement. Le résultat est une peau dure et cassante, généralement obtenue en coulant la pièce en fusion contre un insert de moule métallique, en submergeant le métal chaud dans l'eau ou l'huile, ou en pulvérisant du liquide de refroidissement sur la surface. La chute soudaine de température provoque le blocage de la surface dans un état métallurgique plus dur avant que l'intérieur n'ait fini de refroidir, créant un gradient de dureté et de microstructure de l'extérieur vers l'intérieur.

L'application principale est dans les pièces moulées en fonte grise, où les surfaces trempées résistent beaucoup mieux à l'usure que la fonte grise non modifiée. Un tambour de frein ou une surface de palier en fonte trempée peut atteindre une dureté de 40 à 50 HRC en surface, tandis que le noyau reste plus doux et plus tenace. Les blocs de trempe, des inserts en cuivre ou en fer intégrés dans le moule de coulée, transfèrent la chaleur si rapidement que la cémentite précipite sous forme de phase de fonte blanche à la surface plutôt que de lamelles de graphite, transformant complètement la résistance à l'usure.

La profondeur d'une couche trempée dépend du taux de refroidissement et de la composition du métal. Une pièce moulée trempée typique peut présenter un gain de dureté jusqu'à une profondeur de 3 à 12 mm. Si l'on force trop, on risque une rupture fragile ou une fissuration, surtout si le gradient de température est trop raide ou si le métal a une teneur élevée en carbone. Les pièces moulées en acier peuvent réagir de manière similaire, bien que la trempe de l'acier nécessite un contrôle minutieux pour éviter la formation de martensite dans la couche superficielle et la fragilité correspondante qui entraîne l'écaillage en service.

Le terme trempe vient de l'acte évident de refroidissement rapide, mais dans l'ancien langage de fonderie, il désignait également l'insert physique lui-même: le bloc de trempe. Aujourd'hui, la trempe contrôlée est souvent combinée à des cycles de traitement thermique, à des choix d'alliages et parfois à l'inoculation du métal liquide pour obtenir la dureté de surface souhaitée sans sacrifier la ténacité du noyau. Cela reste un moyen rentable d'améliorer les surfaces d'usure dans les pièces moulées à grand volume sans usinage ou placage post-coulée.