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Essai Jominy (essai de trempabilité en bout)

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Formes d’échantillons Jominy possibles

Légende :

1        Échantillon avec collet

2        Échantillon avec saignée

Avant que l’échantillon ne soit traité et trempé, il doit être recuit normalement. La surface de l’échantillon doit être finement tournée et le bout à tremper finement traité. La surface du bout doit être sans ébarbure.

2. Traitement thermique de l’échantillon

Une fois l’échantillon fabriqué, il doit être chauffé au moins 20 minutes de façon régulière à la température définie dans la norme et maintenu durant 30 à 35 minutes à la température définie. La cémentation ou la décarburation de l'échantillon doit rester aussi faible que possible et il faut éviter une oxydation avec calaminage.

3. Trempe de l’échantillon

Le temps entre l’extraction de l’échantillon hors du four et le début de la trempe ne doit pas dépasser cinq secondes. La trempe se fait avec un dispositif d’essai (voir image ci-dessous) qui applique le jet d’eau brutalement sur le bout à tremper de l’échantillon. L’écart entre l’ouverture de tuyau d’alimentation en eau et la surface du bout de l’échantillon à tremper est de 12,5 mm avec une tolérance de ±0,5 mm. Durant toute la procédure de trempe, qui dure au moins 10 minutes, l’échantillon doit rester centré sur l’ouverture du tuyau d’alimentation en eau et être protégé contre les éclaboussures. Après la trempe, l’échantillon peut être plongé dans de l’eau froide pour atteindre un refroidissement complet.

Essai de trempabilité en bout selon Jominy

Légende :

1        Suspension

2        Échantillon

3        Surface du bout

4        Tuyau d’eau

4. Essai de dureté de l’échantillon

Pour l’essai de dureté de l’échantillon Jominy selon Rockwell (HRC), deux surfaces d’essai sont placées à 180° et meulées dans le sens de la longueur (env. 0,4-0,5 mm de profondeur). L’essai de dureté Rockwell HRC peut aussi être remplacé dans certaines conditions par l’essai de dureté Vickers HV30.

Pour s’assurer que le meulage n’a pas entraîné de ramollissement, l’échantillon est plongé dans de l’acide nitrique à 5 %. L’échantillon doit être noirci de façon homogène. Des décolorations indiquent une formation de points doux, et il faut alors créer deux nouvelles surfaces d’essai comme déjà décrit plus haut.

Dans l’étape suivante, l’échantillon est bien fixé et doit rester immobile durant l’essai de dureté. Les huit premiers points de l’essai HRC sont effectués à des écarts définis, en fonction de la surface du bout : 1,5 – 3 – 7 – 9 – 11 – 13 – 15 mm. Un point d'essai est ensuite placé tous les 5 mm. Les résultats de dureté sont saisis dans un schéma sur la longueur de l’échantillon. Il en résulte une courbe de dureté. Cela permet de comparer l’aptitude au durcissement/la trempabilité des aciers ainsi que la pénétration de la trempe.

Les procédés suivants peuvent être utilisés pour définir la trempabilité :

Définition d’une ou deux courbes limites pour la pénétration de la trempe lors du test Jominy :

  • courbe limite basse
  • courbe limite haute
  • courbes limites haute et basse

Définition de points précis sur la courbe de dureté :

  • point limite haut
  • point limite bas
  • points limites hauts et bas

L’image suivante présente des courbes de dureté d’un échantillon Jominy avec courbe limite haute et basse.

Courbes de dureté d’un échantillon Jominy