L'acier inoxydable est le matériau de choix dans diverses industries où la résistance à la corrosion est de la plus haute importance, Prenons par exemple les pièces exposées à des environnements difficiles. Cependant, cette propriété très favorable ne va pas toujours de pair avec une dureté de surface élevée, résistance à l'usure et résistance à la fatigue.

La plupart des méthodes de traitement thermique ne peuvent pas être facilement appliquées aux aciers inoxydables pour améliorer leurs propriétés. En particulier, le durcissement superficiel de l'acier inoxydable par nitruration et nitrocarburation dans la plage de température conventionnelle de 500 à 1000 °C est très préjudiciable à ses propriétés de corrosion. Une solution possible consiste à mettre en œuvre des procédés permettant un durcissement superficiel à basse température de l'acier inoxydable.

Le projet PLASSTEEL financé par l'UE a développé un procédé avancé pour le durcissement de surface à basse température de l'acier inoxydable qui permet une personnalisation précise des propriétés du matériau. Le nouveau procédé de traitement thermique peut être appliqué à tous les ferritiques, martensitique, nuances austénitiques et duplex, conférer au matériau des niveaux d'usure inégalés, résistance à la fatigue et à la corrosion.

Augmentation de la dureté à basse température

Fort de plus de 40 ans d'expérience, IONITECH LTD a développé un four de nitruration/nitrocarburation plasma permettant une excellente uniformité de température sur toute la zone de travail. « Le nouveau four de nitruration au plasma élimine également la possibilité de l'effet« cathode creuse ». Cette surchauffe locale pourrait conduire à des températures supérieures à celles nécessaires pour le procédé PLASSTEEL, ce qui entraînera à son tour des précipitations de carbure et de nitrure de chrome sur les joints de grains de Ces zones auront une dureté de surface plus élevée mais seront également sensibles à la corrosion intergranulaire, " déclare Alexander Varhoshkov, spécialiste de la recherche et du développement.

Le procédé PLASSTEEL est basé sur la technologie plasma et composé d'un procédé de nitruration en solution et de nitrocarburation à des températures inférieures à 500°C qui enrichit la couche superficielle d'une pièce en azote et carbone. Le gaz carboné ajouté en nitrocarburation peut être du méthane, propane ou gaz naturel. Sa teneur varie de 2 à 10 % dans le mélange gazeux. L'étape de traitement peut durer de quelques minutes jusqu'à 20 heures, en fonction du matériau de la pièce et des exigences relatives à la profondeur de couche.

Tout au long du projet, plusieurs types d'aciers inoxydables ont été traités et testés. En fonction du pourcentage d'éléments d'alliage dans ces aciers ainsi que d'autres propriétés, les résultats ont légèrement varié. "Certains des éléments d'alliage ont rendu la diffusion des atomes de carbone plus dure et plus lente, conduisant ainsi à de petites différences dans la couche de diffusion et la dureté de surface. Néanmoins, dans tous les cas, l'objectif était d'améliorer les propriétés d'usure de tous les types d'acier inoxydable, tout en conservant leurs propriétés anticorrosion, " dit le Dr Varhoshkov.

Un procédé aussi vrai que l'acier

La plupart des techniques de durcissement superficiel diminuent la résistance à la corrosion d'origine des aciers inoxydables. Le nouveau procédé de pointe et le four de nitruration plasma d'IONITECH montrent que ce n'est plus la norme. "Ce défaut est contourné avec succès par cet excellent four de nitruration plasma qui permet un contrôle précis des propriétés du matériau, " poursuit le Dr Varhoshkov.

Le travail à basse température a permis de dissoudre l'azote ou le carbone dans l'acier inoxydable sans formation de nitrures ou de carbures de chrome. Les partenaires du projet ont non seulement réussi à multiplier par 4 la dureté de surface des pièces, mais aussi dans l'amélioration de l'usure adhésive et abrasive, ainsi que les propriétés tribologiques du métal.