EP0013654A1 - Process for the heat treatment of steel and for controlling said treatment; steel obtained thereby - Google Patents

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EP0013654A1
EP0013654A1 EP80400048A EP80400048A EP0013654A1 EP 0013654 A1 EP0013654 A1 EP 0013654A1 EP 80400048 A EP80400048 A EP 80400048A EP 80400048 A EP80400048 A EP 80400048A EP 0013654 A1 EP0013654 A1 EP 0013654A1
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carbon monoxide
steel
atmosphere
carbon
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the treatment being controlled by measuring the residual content of hydrocarbon, CO 2 and H 2 O in the atmosphere leaving the oven and by adjusting the flow rate of hydrocarbon introduced into the atmosphere entering the oven for l 'obtaining the desired fuel activity, that is to say by controlling the addition of hydrocarbon at the inlet of the furnace.
  • charts were previously established which gave a relationship between on the one hand the residual hydrocarbon content, the residual H 2 0 content, the residual CO 2 content at the outlet of the oven and on the other hand the amount of carbon introduced into the steel. Reading these charts allows the adjustment of the carbon potential as indicated above.
  • the carburetted depth on the side of the part is increased as well as that at the bottom of the groove.
  • the homogeneity of treatment is better with a much more satisfactory relative difference.

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Abstract

La présente invention concerne des perfectionnements aux procédés de traitement sous atmosphère contrôlée. On utilise une atmosphère formée d'un gaz porteur constitué par ou contenant de l'azote industriellement pur et d'un gaz actif constitué par un hydrocarbure tel que CH4, C4H10, C3H8, C2H4, C2H2, C2H6 et par de l'oxyde de carbone introduit sous forme de gaz pur ou obtenu par décomposition du méthanol, le traitement étant effectué entre 750° et 1150°C. L'invention s'applique au chauffage avant trempe, au recuit, à la carburation et à la carbonitruration des aciers.The present invention relates to improvements to methods of treatment under a controlled atmosphere. An atmosphere formed of a carrier gas constituted by or containing industrially pure nitrogen and an active gas constituted by a hydrocarbon such as CH4, C4H10, C3H8, C2H4, C2H2, C2H6 and by oxide of carbon introduced in the form of pure gas or obtained by decomposition of methanol, the treatment being carried out between 750 ° and 1150 ° C. The invention applies to heating before quenching, annealing, carburetion and carbonitriding of steels.

Description

La présente invention concerne essentiellement un procédé de traitement thermique de l'acier, tel que le chauffage avant trempe, le recuit, la cémentation (carburation ou carbonitruration), effectué dans un four en présence d'une atmosphère en écoulement continu obtenue en mélangeant un gaz porteur incluant de l'azote et éventuellement de l'hydrogène avec un gaz actif constitué par un hydrocarbure avec une proportion en volume d'hydrocarbure comprise entre 0,2 et 30 % dudit mélange.The present invention essentially relates to a process for the thermal treatment of steel, such as heating before quenching, annealing, carburizing (carburetion or carbonitriding), carried out in an oven in the presence of a continuously flowing atmosphere obtained by mixing a carrier gas including nitrogen and optionally hydrogen with an active gas consisting of a hydrocarbon with a proportion by volume of hydrocarbon of between 0.2 and 30% of said mixture.

La mise en oeuvre de ce procédé connu peut présenter certaines difficultés, notamment dans le cas de cémentation de pièces présentant des alésages profonds ou encore de pièces de formes complexes. Il peut se produire, en effet, au fond de ces alésages ou autres parties en creux difficilement accessibles, de légers dépôts de suies préjudiciables à la qualité du produit fini.The implementation of this known process can present certain difficulties, in particular in the case of case hardening of parts having deep bores or of parts of complex shapes. It may indeed occur, at the bottom of these bores or other hollow parts difficult to access, slight deposits of soot detrimental to the quality of the finished product.

Un but de la présente invention est d'éviter les difficultés sus-mentionnées et de permettre une cémentation des pièces même réputées difficiles, qui soit homogène et exempte de suies.An object of the present invention is to avoid the above-mentioned difficulties and to allow cementation of parts, even deemed difficult, which is homogeneous and free of soot.

Les expériences faites pour la recherche de ce but ont permis de découvrir que le rôle de l'oxyde de carbone est primordial dans le transfert des atomes de carbone de l'atmosphère vers le métal. En effet, l'oxyde de carbone permet de réaliser une cémentation à la surface de la pièce métallique par un effet de double couche. L'oxyde de carbone est absorbé sous forme d'une liaison métallique carbone-métal permettant de couvrir toute la surface, même dans les parties les moins accessibles, des pièces réputées difficiles telles que les alésages profonds ou les creux des pièces de formes complexes. L'hydrocarbure présent dans l'at- mosphèrc peut ensuite former une double couche par une liaison avec les radicaux oxyde de carbone absorbés. Il s'ensuit un passage continu des atomes de carbone ainsi pontés par la double couche, ce qui permet une cémentation homogène sur toutes les parties des pièces traitées.Experiments for this purpose have made it possible to discover that the role of carbon monoxide is essential in the transfer of carbon atoms from the atmosphere to metal. Indeed, carbon monoxide makes it possible to carry out cementation on the surface of the metal part by a double layer effect. The carbon monoxide is absorbed in the form of a metal carbon-metal bond making it possible to cover the entire surface, even in the least accessible parts, of parts reputed to be difficult such as deep bores or hollows of parts of complex shapes. The hydrocarbon present in the mosphèrc can then form a double layer by a bond with the absorbed carbon monoxide radicals. It follows a continuous passage of the carbon atoms thus bridged by the double layer, which allows a homogeneous carburizing on all the parts of the treated parts.

L'expérience a montré également qu'il importe d'exclure toute trace d'oxygène résiduel dans l'atmosphère, ceci pour éviter une destabilisation de la double couche aus-mentionnée. Les molécules d'oxygène entraînent un effet la domination, auteur d'elles de capture d'hydrocarbures en phase gazeuse et empêchent de ce fait l'approvisionnement en hydrocarbure de la double couche formée à la surface du métal, ce qui se traduit sur les pièces par des zones insuffisamment riches en carbone, c'est-à-dire des hétérogénéités de cémentation.Experience has also shown that it is important to exclude all traces of residual oxygen in the atmosphere, in order to avoid destabilization of the aforementioned double layer. The oxygen molecules cause a dominance effect, which authorizes them to capture hydrocarbons in the gas phase and thereby prevent the supply of hydrocarbon from the double layer formed on the surface of the metal, which results in the parts by areas insufficiently rich in carbon, that is to say heterogeneous cementation.

On sait par ailleurs que l'azote industriel ordinaire contient des quantités non négligeables (pouvant atteindre 2 %) d'oxygène, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau et l'expérience a montré encore que c'est cet oxygène apporté directement par l'azote industriel ordinaire, ou provenant de la décomposition du dioxyde de carbone ou de la vapeur d'eau qu'il véhicule, qui déstabilise la double couche décrite ci-dessus.We also know that ordinary industrial nitrogen contains significant quantities (up to 2%) of oxygen, carbon dioxide and water vapor and experience has shown that it is this oxygen brought directly by ordinary industrial nitrogen, or coming from the decomposition of carbon dioxide or water vapor which it carries, which destabilizes the double layer described above.

Le but sus-mentionné est atteint par le procédé selon la présente invention essentiellement par le fait qu'on réalise ladite atmosphère en mélangeant au gaz porteur précité, constitué par de l'azote ou contenant de l'azote ayant une teneur en O2 < 10 ppm, une teneur en H2O < 10 ppm et une teneur en CO2 < 10 ppm, un hydrocarbure choisi parmi l'un des composés suivants : CH4, C4H10, C3H8, C2H4, C2H2, C2H6 et de l'oxyde de carbone, la proportion d'oxyde de carbone dans le mélange total étant comprise entre 0,1 et 30 % en volume et la température de l'acier étant comprise entre 750 et 1150°C.The above-mentioned object is achieved by the process according to the present invention essentially by the fact that said atmosphere is produced by mixing with the abovementioned carrier gas, consisting of nitrogen or containing nitrogen having an O 2 content < 10 ppm, an H 2 O content <10 ppm and a CO 2 content <10 ppm, a hydrocarbon chosen from one of the following compounds: CH 4 , C 4 H 10 , C 3 H 8 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 2 H 6 and carbon monoxide, the proportion of carbon monoxide in the total mixture being between 0.1 and 30% by volume and the temperature of the steel being between 750 and 1150 ° C.

L'utilisation d'azote ayant une teneur en O2 < 10 ppm, une teneur en C02-( 10 ppm et une teneur en H20 < 10 ppm (qui correspond à un point de rosée de - 60°C environ), c'est-à-dire d'azote ayant la pureté industrielle, assure l'obtention d'une atmosphère exempte d'oxygène ; l'oxyde de carbone que contient cette atmosphère peut jouer pleinement son rôle, c'est-à-dire faciliter le passage dans le métal des atomes de carbone des hydrocarbures, ce qui a pour conséquence une cémentation, plus précisément une carburation, homogène et sans dépôts de suies, quelle que soit la configuration des pièces traitées.The use of nitrogen with an O 2 content <10 ppm, a C0 2 - content (10 ppm and an H 2 0 content <10 ppm (which corresponds to a dew point of - around 60 ° C) , i.e. nitrogen with industrial purity, ensures that an oxygen-free atmosphere is obtained; the carbon monoxide contained in this atmosphere can fully play its role, i.e. say facilitate the passage into the metal of carbon atoms of hydrocarbons, which results in carburizing, more precisely carburetion, homogeneous and without deposits of soot, whatever the configuration of the parts treated.

La valeur du pourcentage en oxyde de carbone du mélange total, comprise dans la gamme 0,1 à 30 %, est choisie en fonction des caractéristiques de l'acier de la pièce traitée, de la température du traitement, elle-même fonction, en partie au moins, des caractéristiques de cet acier, et de la configuration de la pièce traitée, c'est-à-dire du rapport entre l'aire de sa surface totale et son volume, le pourcentage de CO devant être, pour ce dernier paramètre, d'autant plus important que ledit rapport est plus élevé.The value of the percentage of carbon monoxide in the total mixture, comprised in the range 0.1 to 30%, is chosen as a function of the characteristics of the steel of the part being treated, of the temperature of the treatment, itself a function, at least part of the characteristics of this steel, and of the configuration of the treated part, that is to say of the ratio between the area of its total surface and its volume, the percentage of CO having to be, for the latter parameter, all the more important as said ratio is higher.

Selon une autre caractéristique de l'invention l'oxyde de carbone peut être introduit dans le mélange précité sous forme de gaz pur ou encore sous forme d'un mélange partiel azote-oxyde de carbone à l'état gazeux ou liquide.According to another characteristic of the invention, the carbon monoxide can be introduced into the above-mentioned mixture in the form of pure gas or else in the form of a partial nitrogen-carbon monoxide mixture in the gaseous or liquid state.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention l'oxyde de carbone provient de la décomposition à chaud du méthanol selon la réaction

Figure imgb0001
ledit méthanol étant introduit dans le mélange précité.According to yet another characteristic of the invention, the carbon monoxide comes from the hot decomposition of methanol according to the reaction
Figure imgb0001
said methanol being introduced into the above mixture.

La décomposition du méthanol selon la réaction précitée est celle qui se produit pratiquement exclusivement dans la gamme des températures 700 - 1150°0 qui inclut l'intervalle de température du traitement.The decomposition of methanol according to the above reaction is that which occurs almost exclusively in the temperature range 700-1150 ° 0 which includes the temperature range of the treatment.

Dans le cas d'une carbonitruration, ladite atmosphère est réalisée en mélangeant au gaz porteur, outre l'hydrocarbure et l'oxyde de carbone précités, de l'ammoniac en proportion de 0,1 à 30 % en volume.In the case of carbonitriding, said atmosphere is produced by mixing with the carrier gas, in addition to the aforementioned hydrocarbon and carbon monoxide, ammonia in a proportion of 0.1 to 30% by volume.

On obtient ainsi des pièces ayant une carbonitruration homogène et sans dépôts de suies quelle que soit la configuration des pièces traitées.Parts are thus obtained having a homogeneous carbonitriding and without soot deposits whatever the configuration of the parts treated.

La valeur du pourcentage en NH3 est choisie en fonction de l'acier traité et du degré de nitruration désiré.The value of the percentage of NH 3 is chosen as a function of the steel treated and the degree of nitriding desired.

Il est à noter par ailleurs que le fait d'introduire dans le four une atmosphère pratiquement exempte d'oxygène, de vapeur d'eau et de gaz carbonique, permet une réaction molécules à molécules entre le gaz carbonique ou l'eau formés par la réaction de cémentation et l'hydrocarbure selon les réactions suivantes (l'hydrocarbure étant supposé être CHA) :

Figure imgb0002
Figure imgb0003
et
Figure imgb0004
Figure imgb0005
ce qui conduit à des contrôles très stricts en H20, CO2 et CH4 en sortie du four qui caractérisent réellement et très exactement la situation de carburation in situ.It should also be noted that the fact of introducing into the furnace an atmosphere practically free of oxygen, water vapor and carbon dioxide, allows a molecule to molecule reaction between the carbon dioxide or the water formed by the carburizing reaction and the hydrocarbon according to the following reactions (the hydrocarbon being assumed to be CHA):
Figure imgb0002
Figure imgb0003
and
Figure imgb0004
Figure imgb0005
which leads to very strict controls in H 2 0, CO 2 and CH 4 at the outlet of the furnace which really and very exactly characterize the situation of carburetion in situ.

L'invention vise également un procédé de contrôle du traitement thermique décrit ci-dessus, c'est-à dire effectué dans un four en présence d'une atmosphère en écoulement continu obtenue en mélangeant un gaz porteur incluant de l'azote et éventuellement de l'hydrogène avec un gaz actif constitué par un hydrocarbure auquel on additionne du 00.The invention also relates to a process for controlling the heat treatment described above, that is to say carried out in an oven in the presence of a continuously flowing atmosphere obtained by mixing a carrier gas including nitrogen and optionally hydrogen with an active gas consisting of a hydrocarbon to which 00 is added.

Ce procédé de contrôle est caractérisé par le fait qu'on mesure la teneur résiduelle en hydrocarbure, en vapeur d'eau et en gaz carbonique de l'atmosphère sortant du four, on détermine, en utilisant des abaques préétablis qui donnent une relation entre les teneurs résiduelles en hydrocarbure vapeur d'eau et gaz carbonique et les taux de carbone de l'acier, la teneur en hydrocarbure de l'atmosphère entrant dans le four qui est nécessaire pour l'obtention du taux de carbone désiré et on règle le débit d'hydrocarbure entrant dans le four pour obtenir les teneurs précitées à la sortie du four et par conséquent ledit taux de carbone désiré.This control process is characterized by the fact that the residual content of hydrocarbon, water vapor and carbon dioxide in the atmosphere leaving the oven is measured, using pre-established charts which determine a relationship between the residual hydrocarbon water vapor and carbon dioxide contents and the carbon levels of the steel, the hydrocarbon content of the atmosphere entering the furnace which is necessary for obtaining the desired carbon level and the flow rate is adjusted of hydrocarbon entering the furnace to obtain the abovementioned contents at the outlet of the furnace and therefore said desired carbon content.

Un tel procédé de contrôle permet donc de piloter le traitement de façon à empêcher que se forment, dans le four, du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau dont la présence était soigneusement évitée dans l'atmosphère entrant dans le four ; il permet par conséquent, d'obtenir un produit final ayant les caractéristiques désirées.Such a control method therefore makes it possible to control the treatment so as to prevent the formation, in the oven, of carbon dioxide and water vapor, the presence of which was carefully avoided in the atmosphere entering the oven; it therefore makes it possible to obtain a final product having the desired characteristics.

L'invention vise également les aciers obtenus par le procédé de traitement sus-mentionné.The invention also relates to the steels obtained by the above-mentioned treatment process.

Divers essais portant sur différents types de traitement (carburation, carbonitruration, chauffage avant trempe) ont été effectues sur des aciers de compositions différentes, les atmosphères entrant dans le four étaient formées d'une façon générale d'azote industriellement pur, d'un au moins des hydrocarbures précités, éventuellement d'hydrogène, composants auxquels était ajouté soit de l'oxyde de carbone, soit du méthanol. Dans le cas d'une carbonitruration, l'atmospère contenait en outre de l'ammoniac.Various tests relating to different types of treatment (carburetion, carbonitriding, heating before quenching) were carried out on steels of different compositions, the atmospheres entering the furnace were generally formed of industrially pure nitrogen, from one to minus the aforementioned hydrocarbons, possibly hydrogen, components to which was added either carbon monoxide or methanol. In the case of carbonitriding, the atmosphere also contained ammonia.

En cc qui concerne les températures de traitement, comprises dans l'intervalle 750-1150°C sus-mentionné, il a été observé que l'introduction de NH3, entraînait un abaissement des températures préféren- tielles dans la partis basse (750-1050°C) intervalle.Regarding the processing temperatures, in the range 750-1150 ° C above When mentioned, it has been observed that the introduction of NH 3 leads to a lowering of the preferential temperatures in the low range (750-1050 ° C) interval.

Dans choeur de ces essais, le traitement étant contrôlé en mesurant la teneur résiduelle en hydrocarbure, CO2 et H2O de l'atmosphère sortant du four et en réglant le débit d'hydrocarbure introduit dans l'atmosphère entrant dans le four pour l'obtention de l'activité carburante désirée, c'est-à-dire en pilotant l'addition d'hydrocarbure à l'entrée du four. Pour permettre ce contrôle, des abaques avaient été précédemment établis qui donnaient une relation entre d'une part la teneur résiduelle en hydrocarbure, la teneur résiduelle en H20, la teneur résiduelle en CO2 à la sortie du four et d'autre part la quantité de carbone introduite dans l'acier. La lecture de ces abaques permet le réglage du potentiel carbone comme indiqué ci-dessus.In the choir of these tests, the treatment being controlled by measuring the residual content of hydrocarbon, CO 2 and H 2 O in the atmosphere leaving the oven and by adjusting the flow rate of hydrocarbon introduced into the atmosphere entering the oven for l 'obtaining the desired fuel activity, that is to say by controlling the addition of hydrocarbon at the inlet of the furnace. To allow this control, charts were previously established which gave a relationship between on the one hand the residual hydrocarbon content, the residual H 2 0 content, the residual CO 2 content at the outlet of the oven and on the other hand the amount of carbon introduced into the steel. Reading these charts allows the adjustment of the carbon potential as indicated above.

On donnera ci-après quelques exemples des essais effectués dans chacun desquels seront indiqués le traitement effectué, la matière de l'acier traité et la composition des atmosphères d'entrée et de sortie du four.Some examples of the tests carried out will be given below, in each of which the treatment carried out, the material of the steel treated and the composition of the atmospheres entering and leaving the furnace will be indicated.

Exemple 1 - (carburation)Example 1 - (carburetion)

Des pièces en acier 20NCD2 (Norme AFNOR) ont été traitées pendant 4 h 30 à 900°C dans un four type batch dans lequel était introduite une atmosphère azote-hydrogène-méthane-oxyde de carbone. Les compositions des atmosphères à l'entrée et à la sortie du four étaient les suivantes :

Figure imgb0006
Parts of 20NCD2 steel (AFNOR standard) were treated for 4 h 30 at 900 ° C. in a batch type oven in which a nitrogen-hydrogen-methane-carbon oxide atmosphere was introduced. The atmospheric compositions at the entrance and at the exit of the oven were as follows:
Figure imgb0006

La dureté de la couche carburée puis trempée à l'huile était de 60 Rockwell dans l'échelle C. La profondeur carburée atteignait 0,7 mm avec un carbone en surface de 0,8 % sans austénite résiduelle ni carbures.The hardness of the carbureted layer then quenched in oil was 60 Rockwell in the C scale. The carburetted depth reached 0.7 mm with a carbon on the surface of 0.8% without residual austenite or carbides.

Exemple 2 - (carburation)Example 2 - (carburetion)

Des pièces en acier 16 CD4 (Norme AFNOR) ont été traitées pendant 2 heures à 900°C dans un four type batch dans lequel était introduite une atmosphère d'azote-propane-méthanol (ce dernier se décomposant en oxyde de carbone et hydrogène). La composition des atmosphères d'entrée et de sortie était la suivante :

Figure imgb0007
Parts made of 16 CD4 steel (AFNOR standard) were treated for 2 hours at 900 ° C. in a batch type oven in which a nitrogen-propane-methanol atmosphere was introduced (the latter decomposing into carbon monoxide and hydrogen) . The composition of the entry and exit atmospheres was as follows:
Figure imgb0007

Des mesures de dureté faites sur des pièces trempées à l'huile après traitement ont donné des valeurs de 87 Rockwell dans l'échelle A. La profondeur carburée atteignait 0,4 mm avec un carbone en surface de 0,8 %.Hardness measurements made on parts quenched in oil after treatment gave values of 87 Rockwells on the A scale. The carburetted depth reached 0.4 mm with a carbon on the surface of 0.8%.

Exemple 3 - (carbonitruration)Example 3 - (carbonitriding)

Des pièces en acier 27CD4 (Norme AFNOR) ont été traitées pendant 4 heures à 870°C dans un four batch dans lequel était introduite une atmosphère azote-hydrogène-méthane-oxyde de carbone-ammoniac.27CD4 steel parts (AFNOR standard) were treated for 4 hours at 870 ° C in an oven batch into which was introduced a nitrogen-hydrogen-methane-carbon monoxide-ammonia atmosphere.

Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :

Figure imgb0008
The compositions of the furnace inlet and outlet atmospheres were as follows:
Figure imgb0008

Des mesures de dureté faites sur des pièces trempées à l'huile ont donné des valeurs de 857 Vickers en HV50g. La profondeur carbonitrurée atteignait 0,4 mm à 650 HVl kg.Hardness measurements made on parts quenched in oil gave values of 857 Vickers in HV50g. The carbonitrided depth reached 0.4 mm at 650 HVl kg.

Exemple 4 - (carbonitruration)Example 4 - (carbonitriding)

Des pièces en acier 38C2 (Norme AFNOR) ont été traitées pendant 3 heures et 15 minutes à 890°C dans un four batch dans lequel était introduite une atmosphère azote-méthane-méthanol-ammoniac.Parts of 38C2 steel (AFNOR standard) were treated for 3 hours and 15 minutes at 890 ° C. in a batch oven into which a nitrogen-methane-methanol-ammonia atmosphere was introduced.

Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :

Figure imgb0009
The compositions of the furnace inlet and outlet atmospheres were as follows:
Figure imgb0009

Des mesures de dureté faites sur des pièces trempées à l'huile après traitement ont donné des valeurs de 62 Rockwell dans l'échelle C. La profondeur carbonitrurée atteignait 0,48 mm à 650 IIV 1 kg. La profondeur totale cémentée était de 0,70 mm.Hardness measurements made on parts quenched in oil after treatment gave values of 62 Rockwells on the C scale. The carbonitrided depth reached 0.48 mm at 650 IIV 1 kg. The total cemented depth was 0.70 mm.

Exemple 5 - (chauffage avant trempe)Example 5 - (heating before quenching)

Des pièces en acier 3OCD4 (Norme AFNOR) ont été traitées pendant 2 heures à 850°C en four batch de trempe, en atmosphère azote-méthanol.Parts of 3OCD4 steel (AFNOR standard) were treated for 2 hours at 850 ° C. in a batch quenching oven, in a nitrogen-methanol atmosphere.

Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :

Figure imgb0010
The compositions of the furnace inlet and outlet atmospheres were as follows:
Figure imgb0010

Les pièces trempées ne présentaient ni carburation ni décarburation. Le potentiel carbone de l'at- nosphère mesurè par un clinquant était de 0,30 % C. Exemple 6 - (carburation comparative)The hardened parts had neither carburetion nor decarburization. The carbon potential of the atmosphere measured by a foil was 0.30% C. Example 6 - (comparative carburetion)

Des essais ont été effectués d'autre part sur des pièces en acier 20NCD2 ; pendant 5 heures 30 minutes à 900°C avec deux atmosphères l'une du type décrit dans l'exemple 1, c'est-à-dire contenant 15 % de C0, l'autre identique mais sans C0. Ces pièces présentaient des gorges ou alésages ayant une largeur de 3 mm environ, et une profondeur également de 3 mm environ. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau suivant :

Figure imgb0011
Tests have also been carried out on 20NCD2 steel parts; for 5 hours 30 minutes at 900 ° C. with two atmospheres, one of the type described in example 1, that is to say containing 15% of CO, the other identical but without CO. These parts had grooves or bores having a width of approximately 3 mm, and a depth also of approximately 3 mm. The results obtained are presented in the following table:
Figure imgb0011

La profondeur carburée à flanc de pièce est augmentée ainsi que celle à fond de gorge. De plus, l'homogénéité de traitement est meilleure avec un écart relatif beaucoup plus satisfaisant.The carburetted depth on the side of the part is increased as well as that at the bottom of the groove. In addition, the homogeneity of treatment is better with a much more satisfactory relative difference.

L'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits ci-dessus qui n'ont été donnés qu'à titre illustratif mais non limitatif.The invention is in no way limited to the examples described above which have been given only by way of illustration but not limitation.

Claims (7)

1. - Procédé de traitement thermique de l'acier tel que le chauffage avant trempe, le recuit, la cémentation, effectué, dans un four en présence d'une atmosphère en écoulement continu obtenue en mélangeant un gaz porteur incluant de l'azote et éventuellement de l'hydrogène avec un gaz actif constitué par un hydrocarbure avec une proportion en volume d'hydrocarbure comprise entre 0,2 et 30 % dudit mélange, caractérisé en ce qu'on réalise ladite atmosphère en mélangeant au gaz porteur précité, constitué par de l'azote ou contenant de l'azote ayant une teneur en O2 < 10 ppm, une teneur en H2O < 10 ppm et une teneur en CO2 < 10 ppm, un hydrocarbure choisi parmi l'un des composés suivants : CH4, C4H10, C3H8, C2H4, C 2 H 2' c2H6 et de l'oxyde de carbone, la proportion d'oxyde de carbone dans le mélange total étant comprise entre 0,1 et 30 % en volume et en ce qu'on porte l'acier à une température comprise entre 750 et 1150°C.1. - A method of heat treatment of steel such as heating before quenching, annealing, case hardening, carried out in an oven in the presence of a continuously flowing atmosphere obtained by mixing a carrier gas including nitrogen and optionally hydrogen with an active gas consisting of a hydrocarbon with a proportion by volume of hydrocarbon of between 0.2 and 30% of said mixture, characterized in that said atmosphere is produced by mixing with the abovementioned carrier gas, consisting of nitrogen or containing nitrogen having an O 2 content <10 ppm, an H 2 O content <10 ppm and a CO 2 content <10 ppm, a hydrocarbon chosen from one of the following compounds: CH 4 , C 4 H 10 , C 3 H 8 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ' c 2 H 6 and carbon monoxide, the proportion of carbon monoxide in the total mixture being between 0 , 1 and 30% by volume and in that the steel is brought to a temperature between 750 and 1150 ° C. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxyde de carbone est introduit dans le mélange précité sous forme de gaz pur.2. - Method according to claim 1, characterized in that the carbon monoxide is introduced into the above mixture in the form of pure gas. 3. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxyde de carbone est introduit dans le mélange précité sous forme d'un mélange partiel azote-oxyde de carbone à l'état gazeux ou liquide.3. - Method according to claim 1, characterized in that the carbon monoxide is introduced into the above-mentioned mixture in the form of a partial nitrogen-carbon monoxide mixture in the gaseous or liquid state. 4. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxyde de carbone précité provient de la décomposition à chaud du méthanol selon la réac-
Figure imgb0012
ledit méthanol étant introduit dans le mélange précité.
4. - Method according to claim 1, characterized in that the aforementioned carbon monoxide comes from the hot decomposition of methanol according to the reac-
Figure imgb0012
said methanol being introduced into the above mixture.
5. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans le cas d'une carbonitruration, ladite atmosphère est réalisée par mélange outre du gaz porteur, de l'hydrocarbure et de l'oxyde de carbone précités, d'ammoniac en proportion de 0,1 à 30 % en volume.5. - Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that, in the case of carbonitriding, said atmosphere is produced by mixing in addition to the carrier gas, the aforementioned hydrocarbon and carbon monoxide, ammonia in a proportion of 0.1 to 30% by volume. 6. - Procédé de contrôle du traitement ther. mique de l'acier effectué, selon l'une des revendica- tions 1 à 5, dans un four en présence d'une atmosphère en écoulement continu obtenue en mélangeant un gaz porteur incluant de l'azote et éventuellement de l'hydrogène avec un gaz actif constitué par un hydrocarbure et par de l'oxyde de carbone, caractérisé en ce qu' on mesure la teneur résiduelle en hydrocarbure, en vapeur et eau et en gaz carbonique de l'atmosphère sortant du four, on détermine, en utilisant des abaques préétablis qui donnent une relation entre les teneurs résiduelles en hydrocarbure vapeur d'eau et gaz carbonique et les taux de carbone de l'acier, la teneur en hydrocarbure de l'atmosphère entrant dans le four qui est nécessaire pour l'obtention du taux de carbone désiré et on règle le débit d'hydrocarbure entrant dans le four pour obtenir les teneurs précitées à la sortie du four et par conséquent ledit taux de carbone désiré.6. - Ther treatment control process. steel mique made, according to one of claims 1 to 5, in an oven in the presence of a continuously flowing atmosphere obtained by mixing a carrier gas including nitrogen and optionally hydrogen with a active gas consisting of a hydrocarbon and carbon monoxide, characterized in that the residual content of hydrocarbon, steam and water and carbon dioxide in the atmosphere leaving the oven is measured, using pre-established charts which give a relationship between the residual hydrocarbon water vapor and carbon dioxide contents and the carbon levels of the steel, the hydrocarbon content of the atmosphere entering the furnace which is necessary for obtaining the rate of desired carbon and the flow rate of hydrocarbon entering the furnace is adjusted to obtain the abovementioned contents at the outlet of the furnace and therefore said desired carbon content. 7. - Acier obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5.7. - Steel obtained by the process according to one of claims 1 to 5.
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