sorbitiser

La sorbitisation est un traitement thermique qui convertit la microstructure de l'acier en sorbite, un mélange finement divisé de ferrite et de cémentite qui se forme à des vitesses de refroidissement relativement lentes. Le processus implique de chauffer l'acier au-dessus de la température critique (généralement 700, 900 °C selon la teneur en carbone), de le maintenir à cette température, puis de le refroidir lentement à l'air calme ou dans un four. Le résultat est une structure plus fine et plus douce que la perlite conventionnelle, mais plus dure et plus résistante que l'acier recuit.

Le terme vient de la sorbite elle-même, nommée d'après la ville de Sorby en Angleterre où cette microstructure a été étudiée pour la première fois. La sorbite occupe une position intermédiaire dans le conditionnement de l'acier. La vraie perlite se forme à un refroidissement plus lent ; la martensite se forme à un refroidissement très rapide. La sorbite apparaît lorsque le refroidissement est modéré, produisant des lamelles si fines (souvent invisibles à faible grossissement) que la structure apparaît presque homogène sous un microscope optique. Cette finesse est ce qui rend la sorbite précieuse : elle offre une meilleure ténacité que la perlite plus grossière sans sacrifier beaucoup de résistance.

La sorbitisation est appliquée aux aciers à teneur moyenne et élevée en carbone, généralement ceux contenant de 0,4 % à 1,0 % de carbone. Les aciers à ressorts, les aciers à outils et les pièces de machines bénéficient de ce traitement car la sorbite équilibre la dureté avec l'usinabilité et la résistance aux chocs. Un acier sorbitisé à 750 °C pourrait atteindre une dureté de 40, 45 HRC ; le même acier entièrement trempé pourrait atteindre 55, 60 HRC mais serait cassant et difficile à usiner.

Variantes pratiques et pièges

La sorbitisation diffère de la trempe et du revenu principalement par la vitesse de refroidissement et les propriétés finales. Là où la trempe produit de la martensite suivie d'un revenu délibéré pour réduire la fragilité, la sorbitisation atteint sa structure finale en une seule opération de refroidissement. Certains ateliers sorbitisent de petites pièces dans l'huile au lieu de l'air pour contrôler plus précisément la courbe de refroidissement. Le danger réside dans l'interruption du refroidissement : si le refroidissement à l'air est trop lent, de la perlite grossière se forme au lieu de la sorbite ; si le refroidissement est accidentellement rapide, de la martensite ou de la bainite indésirable peut apparaître. Le temps de maintien à température doit être suffisant pour une austénitisation complète, sinon de l'austénite retenue molle persiste.

La sorbitisation laisse l'acier prêt pour un usinage léger ou un service sans traitement thermique supplémentaire dans de nombreux cas. Cette économie la rend attrayante pour les composants qui nécessitent résistance et ténacité mais ne nécessitent pas la pleine dureté d'une pièce trempée et revenue. La microstructure est également plus stable et moins sujette à la distorsion lors des cycles de rectification ou de détente ultérieurs que la martensite fraîchement revenue.