ISO 4885:2018
(Main)Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary
Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary
ISO 4885:2018 defines important terms used in the heat treatment of ferrous materials. NOTE The term ferrous materials include products and workpieces of steel and cast iron. Annex A provides an alphabetical list of terms defined in this document, as well as their equivalents in French, German, Chinese and Japanese. Table 1 shows the various iron-carbon (Fe-C) phases.
Matériaux ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
ISO 4885:2018 définit les termes importants utilisés dans le traitement thermique des matériaux ferreux. NOTE Le terme matériaux ferreux inclut les produits et les pièces en acier et en fonte. L'Annexe A donne une liste alphabétique des termes définis dans ce document ainsi que leurs équivalents en anglais, allemand, chinois et japonais. Le Tableau 1 montre les différentes phases fer-carbone (Fe-C).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4885
Third edition
2018-02
Ferrous materials — Heat treatments
— Vocabulary
Matériaux ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
Reference number
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ISO 2018
© ISO 2018
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
Annex A (informative) Equivalent terms .31
Bibliography .41
Foreword
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minor revision with a corrected Figure 1 d).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4885:2018(E)
Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary
1 Scope
This document defines important terms used in the heat treatment of ferrous materials.
NOTE The term ferrous materials include products and workpieces of steel and cast iron.
Annex A provides an alphabetical list of terms defined in this document, as well as their equivalents in
French, German, Chinese and Japanese.
Table 1 shows the various iron-carbon (Fe-C) phases.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
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— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
3.1
acicular structure
structure which appears in the form of needles in a micrograph
3.2
activity
effective concentration of species under non-ideal (e.g. concentrated) conditions; for heat treatment
(3.108), this means the effective concentration of carbon or nitrogen (or both) in heat treatment media
and in ferrous materials
Note 1 to entry: Ratio of the vapour pressure of a gas (usually carbon or nitrogen) in a given state (e.g. in austenite
(3.12) of specific carbon/nitrogen concentration) to the vapour pressure of the pure gas, as a reference state, at
the same temperature.
3.3
ageing
change in the properties of steels depending on time and temperature after hot working or heat
treatment (3.108) or after cold-working operation, due to the migration of interstitial elements
Note 1 to entry: The ageing phenomenon can lead to higher strength and lower ductility.
Note 2 to entry: The ageing effect can be accelerated either by cold forming and/or subsequent heating (3.109) to
moderate temperatures (e.g. 250 °C) and soaking (e.g. for 1 h).
3.4
air-hardening steel
DEPRECATED: self-hardening steel
steel, the hardenability (3.103) of which is such that cooling (3.45) in air produces a martensitic structure
in objects of considerable size
3.5
alpha iron
stable state of pure iron at temperatures below 911 °C
Note 1 to entry: The crystalline structure of an alpha iron is body-centred cubic.
Note 2 to entry: Alpha iron is ferromagnetic at temperatures below 768 °C (the Curie point).
3.6
alpha mixed crystal
iron with body-centred cubic lattice structure with alloying elements in interstitial or substitutional
solution
Note 1 to entry: The material science for alpha mixed crystal is ferritic.
Note 2 to entry: Alpha mixed crystal is ferromagnetic.
3.7
aluminizing
DEPRECATED: calorizing
surface treatment into and on a workpiece (3.201) relating to aluminium
3.8
annealing
heat treatment (3.108) consisting of heating (3.109) and soaking (3.185) at a suitable temperature
followed by cooling (3.45) under conditions such that, after return to ambient temperature, the metal
will be in a structural state closer to that of equilibrium
Note 1 to entry: Since this definition is very general, it is advisable to use an expression specifying the aim of
the treatment. See bright annealing (3.29), full annealing (3.89), softening/soft annealing (3.186), inter-critical
annealing (3.122), isothermal annealing (3.127) and subcritical annealing.
3.9
ausferrite
fine-grained mixture of ferrite (3.85) and stabilized austenite (3.12) which should lead to high hardness
and ductility of austempered ductile cast iron (ADI)
3.10
ausforming
thermomechanical treatment (3.208) of a workpiece which consists of plastically deforming the
metastable austenite (3.12) before subjecting it to the martensitic and/or bainitic transformation
3.11
austempering
isothermal heat treatment for producing bainitic (see 3.17 and 3.18) or ausferritic (see 3.9) structure of
a workpiece
Note 1 to entry: The final cooling (3.45) to ambient temperature is not at a specific rate.
3.12
austenite
solid solution of one or more elements in gamma iron (3.91)
Note 1 to entry: See also Table 1.
3.13
austenitic steel
steel where the structure consists of austenite (3.12) at ambient temperature
Note 1 to entry: Cast austenitic steels can contain up to about 20 % of ferrite (3.85).
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3.14
austenitizing
heating (3.109) a workpiece to austenitizing temperature (3.15) and holding at this, so that the
microstructure is predominantly austenitic (3.12)
Note 1 to entry: The minimum temperature required depends on the speed of heating and the steel composition.
The length of the hold period will depend on the heating conditions used.
3.15
austenitizing temperature
temperature at which the workpiece is maintained during austenitization (3.14)
3.16
auto-tempering
self-tempering
tempering (3.203) undergone by martensite (3.137) during quenching (3.168) or subsequent cooling (3.45)
3.17
bainite
microstructure resulting from the transformation of austenite (3.12) at temperatures above martensite
(3.137) start temperature (M ) and outside the pearlite (3.155) range consisting of ferrite laths and
s
carbides which are dispersed either inside the ferrite laths (lower bainite) or between the ferrite laths
(upper bainite)
Note 1 to entry: See also Table 1.
3.18
bainitizing
austenitizing (3.14) and quenching (3.168) to a temperature above M and isothermal soaking to ensure
s
a transformation of the austenite (3.12) to bainite (3.17)
3.19
bake hardening steel
steel with the ability to gain an increase of yield strength after a plastic pre-strain and a subsequent
heat treatment (3.108) in the usual industrial paint processes (in the region of 170 °C for 20 min)
Note 1 to entry: These steels have a good suitability for cold forming and present a high resistance to plastic
straining (which is increased on finished parts during heat treatment) and a good dent resistance.
3.20
baking
heat treatment (3.108) permitting the release of hydrogen absorbed in a ferrous product without
modifying its structure
Note 1 to entry: The treatment is generally carried out following electrolytic plating or pickling, or a welding
operation.
3.21
banded structure
lines of constituents in the microstructure caused by segregation (3.179) during solidification
3.22
blacking
operation carried out in an oxidizing medium at a temperature such that the polished surface of a
workpiece becomes covered with a thin, continuous, adherent film of dark-coloured oxide (see 3.151)
3.23
black nitriding
nitriding (3.143) followed by oxidation (3.150) of the steel surface
Note 1 to entry: After nitrocarburizing (3.144), blacking (3.22) will improve the corrosion resistance and the
surface properties.
3.24
blank nitriding
blank nitrocarburizing
simulation treatment which consists of reproducing the thermal cycle of nitriding (3.143)/
nitrocarburizing (3.144) without the nitriding/nitrocarburizing medium
Note 1 to entry: This treatment makes it possible to assess the metallurgical consequences of the thermal cycle of
nitriding/nitrocarburizing.
3.25
batch annealing
box annealing
process in which strip is annealed in tight coil form, within a protective atmosphere, for a predetermined
time-temperature cycle
3.26
blueing
treatment carried out in an oxidizing medium (see 3.152) at a temperature such that the bright surface
of a workpiece becomes covered with a thin, continuous, adherent film of blue-coloured oxide
Note 1 to entry: If the blueing is carried out in superheated water vapour, it is also called steam treatment.
3.27
boost-diffuse carburizing
carburizing (3.36) carried out in two or more successive stages and/or different temperatures with
different carbon potentials
3.28
boriding
thermochemical treatment (3.207) of a workpiece to enrich the surface of a workpiece with boron
Note 1 to entry: The medium in which boriding takes place should be specified, e.g. pack boriding, paste
boriding, etc.
3.29
bright annealing
annealing (3.8) in a medium preventing the oxidation (3.150) of the surface and keeps the original
surface quality
3.30
burning
irreversible change in the structure and properties brought about by the onset of melting at the grain
boundaries and surface
3.31
carbon activity
effective concentration of carbon under non-ideal (e.g. concentrated) conditions; for heat treatment
(3.108), this means the effective concentration of carbon in heat treatment media and in ferrous
materials
3.32
carbon mass transfer coefficient
coefficient of the mass of carbon transfer from the carburizing medium into steel (per unit surface area
and time)
Note 1 to entry: Also defined as the mass of carbon transferred from the carburizing medium into the steel,
per unit surface area per second, for a unit difference between the carbon potential and actual surface carbon
content.
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3.33
carbon level
carbon content in percent of mass in an austenitized probe of pure iron at a given temperature in the
equilibrium with the carburizing medium
Note 1 to entry: The “carbon level” has been defined for practical use, because the carbon potential of steels
cannot be measured directly in carburizing media; see Reference [13].
3.34
carbon profile
carbon content depending on the distance from the surface
3.35
carbonitriding
thermochemical treatment (3.207) to enrich the surface layer with carbon and nitrogen
Note 1 to entry: The elements are in solid solution in the austenite (3.12), usually the carbonitrided workpiece
undergoes quench hardening (3.167) (immediately or later).
Note 2 to entry: Carbonitriding is a carburizing (3.36) process.
Note 3 to entry: The medium in which carbonitriding takes place should be specified, e.g. gas, salt bath, etc.
3.36
carburizing
DEPRECATED: cementation
thermochemical treatment (3.207) which is applied to a workpiece in the austenitic state, to obtain a
surface enrichment in carbon, which is in solid solution in the austenite (3.12)
Note 1 to entry: The carburized workpiece undergoes quench hardening (3.167) (immediately or later).
Note 2 to entry: The medium in which carburizing takes place should be specified, e.g. gas, pack, etc.
3.37
case hardening
treatment consisting of carburizing (3.36) or carbonitriding (3.35) followed by quench hardening (3.167)
Note 1 to entry: See Figure 1.
a) Direct-hardening treatment
b) Single-quench hardening treatment
c) Quench-hardening treatment with isothermal transformation
d) Double-quench hardening treatment
Key
1 carburizing, carbonitriding 6 cooling
2 quenching 7 quench-hardening treatment
3 tempering 8 isothermal transformation
4 Ac core 9 Ac surface after carburizing
3 3
5 Ac surface
Figure 1 — Schematic representation of the possible thermal cycles of various case-hardening
treatments
3.38
cast iron
alloy of iron, carbon and silicon where the carbon content is approximately more than 2 %
3.39
cementite
iron carbide with the formula Fe C
Note 1 to entry: See Table 1.
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Table 1 — Iron-carbon (Fe-C) phases
Phase Crystal structure Properties Typical hardness
Ferrite, α bcc soft, tough, magnetic 60 HBW to 90 HBW
Austenite, γ fcc fair strength, non-magnetic 150 HBW (1,5 % C)
Cementite, Fe C rombic hard, brittle chemical composition 820 HBW
Pearlite with coarse α + Fe C, lamellar combination of tough ferrite 200 HBW
lamellas (0,4 μm) and hard cementite
Pearlite with fine α + Fe C, lamellar harder than pearlite with 400 HBW
lamellas (0,1 μm) coarse lamellas
Spheroidite α + globular Fe C soft 120 HBW to 230 HBW,
depending on
carbon and alloy content
Upper bainite precipitations of properties such as pearlite with 400 HBW
Fe C on surface fine lamellas
of α
Lower bainite precipitations of strength near martensite, but 600 HBW
Fe C inside of α tougher than tempered martensite
Martensite, α’, bcc, slightly hard, brittle 250 HV to 950 HV,
non-tempered tetragonic depending on carbon
content
Martensite, α’, bcc, slightly softer and tougher than 250 HV to 650 HV,
tempered tetragonic non-tempered martensite depending on carbon
content and tempering
temperature
3.40
chromizing
surface treatment into and on a workpiece (3.201) relating to chromium
Note 1 to entry: The surface layer can consist of practically pure chromium (on low-carbon steels) or of chromium
carbide (on high-carbon steels).
3.41
compound layer
DEPRECATED: white layer
surface layer formed during thermochemical treatment (3.207) and made up of the chemical compounds
formed by the element(s) introduced during the treatment and certain elements from the base metal
EXAMPLE The surface layer may consist of the layer of nitrides formed during nitriding (3.143), the layer
of borides formed during boriding (3.28), the layer of chromium carbide formed during the chromizing (3.40) of
high-carbon steel.
Note 1 to entry: In English, the term “white layer” is improperly used to designate this layer on nitrided and
nitrocarburized ferrous products.
3.42
continuous annealing
process in which strip is annealed by moving continuously through an oven within a protective
atmosphere
3.43
continuous-cooling transformation diagram
CCT diagram
see 3.210.2
3.44
controlled rolling
rolling process where rolling temperature and reduction are controlled to achieve enhanced mechanical
properties, e.g. normalizing rolling, thermomechanical rolling
Note 1 to entry: Controlled rolling is used for fine-grain ferritic steels (3.86) and for dual-phase steel for obtaining
fine-grain structure.
3.45
cooling
reduction of (or operation to reduce) the temperature of a hot workpiece, either continuous,
discontinuous, gradual or interrupted
Note 1 to entry: The medium in which cooling takes place should be specified, e.g. in furnace, air, oil, water. See
also quenching (3.168).
3.46
cooling condition
condition(s) (temperature and kind of cooling medium, relative movements, agitation, etc.) under which
the cooling (3.45) of the workpiece takes place
3.47
cooling function
reduction of the temperature as a function of time of a determined point of a workpiece
Note 1 to entry: This function could be shown as a graph or written in a mathematical form.
3.48
cooling rate
variation in temperature as a function of time during cooling (3.45)
Note 1 to entry: A distinction is made between
— an instantaneous rate corresponding to a specified temperature, and
— an average rate over a defined interval of temperature or time.
3.49
cooling time
interval of time separating two characteristic temperatures of the cooling function (3.47)
Note 1 to entry: It is always necessary to specify precisely what the temperatures are.
3.50
core refining
process to get a fine grain and a homogenous microstructure in the core, often done by hardening of
carburized workpieces
Note 1 to entry: See Figures 1 b), c) and d).
3.51
critical cooling course
cooling procedure necessary to avoid transformation to an undesired microstructure
Note 1 to entry: The cooling course can be characterized by the gradient of temperature or of the cooling rate
(3.48) in general or at given temperatures or times.
3.52
critical cooling rate
cooling rate (3.48) corresponding to the critical cooling course (3.51)
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3.53
critical diameter
diameter (d) of a cylinder with a length ≥3 d, having a structure of 50 % by volume of martensite (3.137)
after quench hardening (3.167) with defined conditions at its centre
3.54
decarburization
depletion of carbon from the surface layer of a workpiece
Note 1 to entry: This depletion can be either partial (partial decarburization) or nominally complete (complete
decarburization). The sum of the two types of decarburization (partial and complete) is termed total
decarburization; see ISO 3887.
3.55
decarburizing
thermochemical treatment (3.207) intended to produce decarburization (3.54) of a workpiece
3.56
decomposition of austenite
austenite transformation
decomposition into ferrite (3.85) and pearlite (3.155) or ferrite and cementite (3.39) with decreasing
temperature
3.57
delta iron
stable state of pure iron between 1 392 °C and its melting point
Note 1 to entry: The crystalline structure of a delta iron is body-centred cubic, identical to that of the alpha
iron (3.5).
Note 2 to entry: Delta iron is paramagnetic.
3.58
depth of carburizing
carburizing depth
distance between the surface of a workpiece and a specified limit characterizing the thickness of the
layer enriched in carbon, which means effective case depth
3.59
depth of decarburization
decarburization depth
distance between the surface of a workpiece and a limit characterizing the thickness of the layer
depleted in carbon
Note 1 to entry: This limit varies according to the type of decarburization (3.54) and can be defined by reference
to a structural state, a level of hardness or the carbon content of the unaltered base metal (see ISO 3887), or any
other specified carbon content.
3.60
depth of hardening
distance between the surface of a workpiece and a limit characterizing the penetration of quench
hardening (3.167)
Note 1 to entry: This limit can be defined starting from a structural state or a level of hardness.
3.61
depth of nitriding
nitriding depth
distance between the surface of a workpiece and a specified limit characterizing the thickness of the
layer enriched in nitrogen
3.62
destabilization of retained austenite
phenomenon occurring during tempering which allows the retained austenite (3.175) to undergo
martensitic transformation within a temperature range where it would not previously have been
transformed spontaneously
3.63
diffusion
movement of atoms to new places in ferrous materials
3.64
diffusion annealing
heat treatment (3.108)/annealing (3.8) of ferrous products or workpieces to reduce segregation (3.179)
and promote homogeneity by diffusion (3.63)
Note 1 to entry: To reduce segregation of metallic elements in steel making and in bar rolling a process with
temperatures between 1 000 °C and 1 300 °C is required.
Note 2 to entry: Reducing segregations of non-metallic alloying elements (such as carbon or sulfur) in workpieces
usually would be done at a temperature below 1 000 °C.
3.65
diffusion treatment
heat treatment (3.108) to reduce a very high concentration of elements in the surface layer such as
carbon or nitrogen after carburizing (3.36) or nitriding (3.143)
Note 1 to entry: See also malleablizing (3.133), which is also a diffusion treatment.
3.66
diffusion zone
surface layer formed by a thermochemical treatment (3.207) characterized by enrichment of elements
such as carbon or nitrogen
Note 1 to entry: The enriched elements such as carbon or nitrogen are in solid solution and/or precipitates such
as carbides or nitrides.
Note 2 to entry: The concentration of the enriched elements decreases from surface to the core of a workpiece.
3.67
direct-quench hardening
quench hardening (3.167) of carburized workpieces immediately after carburizing (3.36) or
carbonitriding (3.35)
Note 1 to entry: The direct-quench hardening should be started directly after carburizing or at a lower
temperature, adjusted to the surface carbon content.
Note 2 to entry: Direct hardening from hot forging or hot rolling replaces separate austenitizing (3.14) and
quenching (3.168).
Note 3 to entry: See Figure 1 a).
3.68
direct quenching
quenching (3.168) carried out immediately following hot rolling, hot forging or after a thermochemical
treatment (3.207) or solution annealing (3.188) of stainless steels
3.69
dislocation
crystallographic defect or irregularity, within a crystal structure
EXAMPLE There are two primary types, “edge dislocations” and “screw dislocations”.
Note 1 to entry: Cold forming increases the amount of dislocations and results in higher hardness.
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3.70
distortion
any change in the shape or original dimensions of a ferrous workpiece, occurring during heat
treatment (3.108)
Note 1 to entry: The causes are manifold including not only the heat treatment process but also the workpiece
geometry, steel inhomogeneity and the production conditions.
3.71
double-quench hardening treatment
heat treatment (3.108) consisting of two successive quench-hardening treatments, generally carried
out at different temperatures
Note 1 to entry: In the case of carburized products, the first quench hardening (3.167) could be done immediately
after carburizing (3.36) at the carburizing temperature. The second quench hardening could be carried out at a
lower temperature adjusted to the carbon content of core.
Note 2 to entry: Double-quench hardening is also used for grain refining.
Note 3 to entry: See Figure 1 d).
3.72
effective case depth after carburizing
case-hardening hardness depth
carburizing depth
perpendicular distance between the surface of a case-hardened workpiece and the point where the
hardness has the limit hardness value
Note 1 to entry: This limit should be specified, e.g. for the total case depth, this limit will correspond to the
carbon content of the unaltered base metal.
Note 2 to entry: The term case depth is used in relation to any case-hardening or surface-hardening process.
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.1, modified.]
3.73
effective case depth after nitriding
nitriding hardness depth
perpendicular distance from the surface of a nitrided or nitrocarburized workpiece to the point where
the hardness has the limit hardness value
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.4, modified.]
3.74
effective case depth after surface hardening
surface hardening hardness depth
distance between the surface and the point at which the Vickers hardness (HV) is equal to 80 % of the
minimum surface hardness required for the workpiece considered
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.5, modified.]
3.75
electron beam hardening
austenitizing (3.14) the surface layer of a workpiece by heating (3.109) with an electron beam
Note 1 to entry: Hardening could be achieved by quenching (3.168), employing external quenching media (3.170),
or may take place by self-cooling.
3.76
embrittlement
severe loss of toughness of a material
Note 1 to entry: Steels can be affected by different forms of embrittlement such as blue embrittlement, temper
embrittlement (3.202), quench-age embrittlement, sigma-phase embrittlement, strain-age embrittlement,
thermal embrittlement and low-temperature or cold embrittlement.
3.77
endogas
gas mixture produced by incomplete combustion of hydrocarbons
Note 1 to entry: Endogas has a conventional composition of 20 % by volume to 24 % by volume of carbon
monoxide, 31 % by volume to 40 % by volume of hydrogen and residual nitrogen.
Note 2 to entry: A gas with the composition given in the above Note 1 to entry can also be generated synthetically
by a mixture of gaseous methanol and nitrogen.
3.78
endothermic atmosphere
furnace atmosphere produced endothermically and with a carbon potential capable of being matched
to the carbon content of the ferrous product under heat treatment (3.108) in order to reduce, increase
or maintain the carbon level (3.33) at the surface of the ferrous product
Note 1 to entry: Endothermic means heat energy transfer to the atmosphere.
3.79
epsilon carbide
iron carbide with the approximate formula, Fe C
2-4
3.80
equalization
second stage of heating (3.109) of a workpiece whereby the required temperature at the surface is
attained throughout its section
Note 1 to entry: See Figure 2.
Key
1 surface 3 equalization
2 core 4 soaking
Figure 2 — Schematic representation of heating during an austenitizing treatment
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3.81
equilibrium diagram
graphical representation of the temperature and composition limits of phase fields in an alloy system
3.82
equivalent diameter
diameter (d) of a cylinder of the same steel (of length ≥3 d) in which the cooling rate (3.48) at its centre
is identical to the slowest cooling rate recorded in the workpiece considered, for the same cooling
conditions (3.46)
Note 1 to entry: The equivalent diameter is also called the ruling section. The determination of the equivalent
diameter is described in ISO 683-1 and ISO 683-2.
3.83
eutectoid transformation
reversible transformation of austenite (3.12) into pearlite (3.155) (ferrite + cementite) that occurs at a
constant temperature
Note 1 to entry: Temperature for eutectoid transformation of pure iron is 723 °C. Alloying elements or cooling
speed influence this temperature.
3.84
exothermic atmosphere
furnace atmosphere produced exothermically and controlled so that it does not oxidize the ferrous
product
Note 1 to entry: Exothermic means heat energy transfer from the atmosphere.
3.85
ferrite
body-centred cubic lattice structure of iron or steel
Note 1 to entry: See Table 1.
3.86
ferritic steel
steel where the structure consists of ferrite (3.85) at ambient temperature
3.87
flame hardening
surface-hardening treatment where the heat source is a flame
3.88
fluidized bed
heat treat medium made by a ceramic powder fluidized by a gas into a furnace that will be heated from
the outside
Note 1 to entry: The fluidizing gas could be inert to protect the surface of heat-treated workpieces or a reactive
gas for a thermochemical treatment (3.207) such as carburizing (3.36).
3.89
full annealing
heat treatment (3.108) to achieve a spheroidized structure (see 3.190), which includes full or partial
austenitizing (3.14) followed by slow cooling (3.45)
Note 1 to entry: The austenitization of hypoeutectoid steel (3.118) (C < 0,77 %) takes place above A temperature
(the structure is then fully austenitic), however hypereutectoid steels (3.117) (C > 0,77 %) between A and A
1 m
temperatures (the structure is partially austenitic).
Note 2 to entry: Full annealing is also called critical annealing.
3.90
furnace atmosphere
gaseous filling of a furnace, used for heat treatment (3.108)
Note 1 to entry: Gaseous filling could be pure gas or gas mixture. The atmosphere can be inert or reactive, and
will operate at or below atmospheric pressure.
Note 2 to entry: The purpose of furnace atmospheres is to prevent oxidation (3.150) or decarburization (3.54) or
to be the carrier or reactive gas in a thermochemical treatment (3.207).
3.91
gamma iron
pure iron with face-centred cubic lattice structure
Note 1 to entry: Gamma iron is paramagnetic.
3.92
gamma mixed crystal
iron with face-centred cubic lattice structure with alloying elements in interstitial or substitutional
solid solution
Note 1 to entry: The material science name for gamma mixed crystal is austenite (3.12).
Note 2 to entry: Gamma mixed crystal is paramagnetic.
3.93
gas quenching
cooling (3.45) with gas flow, which is faster than in still air
Note 1 to entry: The cooling gas could be pure gas or a gas mixture, i.e. air, air with water spray, inert gas or
noble gas.
3.94
grain
space lattice formed by atoms with regular interstices
Note 1 to entry: The shape of a ferrite grain can be c-b-c.
3.95
grain boundary
interface separating two grains with different crystallographic orientations
3.96
grain coarsening
annealing (3.8) carried out at a temperature well above A for a soaking period sufficient to bring about
grain growth (3.97)
3.97
grain growth
increase in the grain size (3.99) of the microstructure as a result of heating (3.109) to a high temperature
and/or to long soaking time
3.98
grain refining
see core refining (3.50) and normalizing (3.146)
3.99
grain size
characteristic size of a grain (3.94) revealed in a metallographic section
Note 1 to entry: The nature of the grain should be specified, e.g. austenitic, ferritic, etc.
Note 2 to entry: See ISO 643.
14 © ISO 2018 – All rights reserved
3.100
graphitic steel
steel in the structure of which a proportion of the carbon is intentionally precipitated in the form of
graphite
3.101
graphitization
precipitation of carbon in the form of graphite
3.102
graphitizing
heat treatment (3.108) applied to cast irons (3.38) or hypereutectoid steels (3.117) to bring about
graphitization (3.101)
3.103
hardenability
ability of steels to undergo martensite (3.137) and/or bainite (3.17) transformation
Note 1 to entry: Hardenability is often characterized under defined experimental conditions by the development
of hardness as a function of the distance from a quenched surface, e.g. the Jominy curve (see ISO 642).
Hardenability can be defined by calculation.
3.104
hardening temperature
start temperature for quenching (3.168) austenitized, carburized or carbonitrided workpieces to
quench-harden them
Note 1 to entry: The hardening temperature can be identical to the austenitizing temperature (3.15).
3.105
heat conduction
spontaneous heat flow from a body at a higher temperature to a body at a lower temperature
Note 1 to entry: In the absence of external drivers, temperature differences decay over time and the bodies
approach to thermal equilibrium.
Note 2 to entry: See Reference [12].
3.106
heat convection
convection
transfer of heat from one place to another by the movement of fluids
Note 1 to entry: Convection is usually the dominant form of heat transfer in liquids and gases; see Reference [12].
Note 2 to entry: Heat convection during quenching (3.168) can be single phase [as in gas quenching (3.93)] or dual
phase (as in water quenching with water and vapour film at the same time). Usually, single-phase convection has
a lower heat transfer than dual-phase convection.
3.107
heat radiation
thermal radiation
emission of electromagnetic waves from all matter that has a temperature greater than absolute zero
Note 1 to entry: Heat radiation represents a conversion of thermal energy into electromagnetic energy;
see Reference [12].
3.108
heat treatment
series of operations in the course of which a solid ferrous product is totally or partially exposed to
thermal cycles to bring about a change in its properties and/or structure
Note 1 to entry: The chemical composition of a ferrous product can possibly be modified during these operations.
See thermochemical treatment (3.207).
3.109
heating
increasing the temperature of a workpiece
Note 1 to entry: Heating can be carried out continuously, discontinuously or gradually, in one or more steps.
3.110
heating duration
interval of time separating two defined temperatures of the heating function (3.111)
Note 1 to entry: It is always necessary to specify precisely what the temperatures are.
3.111
heating function
temperature change at a defined point of a workpiece or in a furnace load as a function of time during
heating (3.109)
Note 1 to entry: The function may be shown as a graph or could be written in a mathematical formula.
3.112
heating rate
variation in temperature as a function of time during heating (3.109)
Note 1 to entry: A distinction is made between
— an instantaneous rate corresponding to a specific temperature, and
— an average rate over a defined interval of temperature.
3.113
homogenizing
treatment to homogenize a heterogeneous distribution of the chemical composition of ferrous material
by a prolonged high-temperature annealing (3.8)
3.114
hot forming
forming of steel products in a temperature range usually between 780 °C up to 1 300 °C, depending on
the chemical composition of the workpiece
Note 1 to entry: Hot forming includes hot rolling, hot forging, hot bending, etc.
Note 2 to entry: Forming between the temperatures of hot forming and cold forming is called warm forming.
3.115
hydrogen embrittlement
embrittlement (3.76) caused by accumulation of hydrogen atoms and recombination of hydrogen
molecules
Note 1 to entry: Hydrogen embrittlement is distinctive in big workpieces and high-strength steels.
Note 2 to entry: It is often the result of unintentional introduction of hydrogen into steel during melting, hot
forming (3.114), welding or electroplating and increases the risk of cleavage fracture.
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3.116
hydrogen removal annealing
annealing (3.8) below A temperature, the holding time depends on the size of the workpiece and the
hydrogen content
Note 1 to entry: In quench-hardened or case-hardened steels, the hydrogen will be removed usually at a
tempering temperature of 230 °C up to 300 °C, with some hours of soaking time.
3.117
hypereutectoid steel
steel containing more carbon than the eutectoid composition
3.118
hypoeutectoid steel
steel containing less carbon than the eutectoid composition
3.119
impulse hardening
hardening after impulse heating (3.120) by self-cooling of the workpiece
Note 1 to entry: Treatment is used for surface hardening.
3.120
impulse heating
method of heating (3.109) by short repeated bursts of energy, giving rise to a local increase in
temperature
Note 1 to entry: Various sources of energy can be used, e.g. condenser discharge, lasers, electron beams, etc.
3.121
induction hardening
surface hardening where the austenitizing (3.14) of the workpiece is carried out using induction heating
3.122
inter-critical annealing
inter-critical treatment
annealing (3.8) of a hypoeutectoid steel (3.118) involving heating (3.109) to and soaking at a temperature
between A and A , followed by cooling (3.45) adapted to the characteristics required
1 3
3.123
intermetallic compound
compound of two or more metals possessing physical properties and a crystal structure different from
those of the pure metals and their solid solutions
3.124
internal oxidation
occurrence inside heat-treated workpieces by diffusion (3.63) of oxygen, caused by precipitation of
oxides below the surface
Note 1 to entry: The precipitates could occupy the grain boundaries or are inside of the grains.
3.125
interrupted quenching
quenching (3.168) carried out in a medium giving rapid cooling (3.45) and interrupted before the
workpiece reaches thermal equilibrium with the quenching medium (3.170)
Note 1 to entry: This term should not be used to designate step quenching (3.196).
3.126
isoforming
thermomechanical treatment (3.208) of steel consisting of plastic deformation carried out during the
transformation of austenite (3.12) to pearlite (3.155)
3.127
isothermal annealing
heat treatment (3.108) with austenitizing (3.14) and interrupted cooling (3.45) down to a certain
temperature which is held constant until transformation is completed
EXAMPLE Isothermal pearlite transformation or isothermal bainitizing (3.18).
Note 1 to entry: This treatment is used for alloyed case-hardening steels in order for pearlitizing to improve the
machinability.
3.128
Jominy test
end-quenching test
standardized test for evaluation of hardenability (3.103)
Note 1 to entry: For details, see ISO 642.
Note 2 to entry: The Jominy curve can be calculated based on the chemical composition of the steel being tested.
3.129
laser beam hardening
austenitizing (3.14) the surface layer of a workpiece by heating (3.109) with a laser beam
Note 1 to entry: See impulse hardening (3.119) and impulse heating (3.120)
Note 2 to entry: Quenching (3.168) for hardening could be done by external quenching media (3.170) or it takes
place by self-cooling.
3.130
Ledeburite
structure of an iron/carbon alloy which results from a eutectic transformation of a melted iron material
and consists of austenite (3.12) and cementite (3.39)
Note 1 to entry: See Table 1.
3.131
local hardening
quench hardening (3.167) of a local limited area of a workpiece
3.132
low-pressure carburizing
carburizing (3.36) carried out in a vacuum furnace at a pressure below atmospheric pressure
Note 1 to entry: Usually, hydrocarbon gases are used to spread the carbon for diffusion (3.63) into the steel.
Therefore, internal oxidation (3.124) can be avoided.
Note 2 to entry: Low-pressure carbonizing is also often called vacuum carburizing.
3.133
malleablizing
long-time annealing (3.8) at high temperatures to change the structure of white cast iron (3.38) to
produce malleable cast iron
Note 1 to entry: If the annealing is done in a decarburizing (3.55) atmosphere, the malleable cast iron is called
“white malleable cast iron”. If the annealing atmosphere will not decarburize, elementary carbon is formed as
graphite, the iron is called black malleable cast iron.
3.134
maraging
heat treatment (3.108) of maraging steel (3.135), consisting of austenitizing (3.14) and solution annealing
(3.188), followed by quenching (3.168) to produce martensite (3.137) and ageing (3.3) for precipitation
of intermetallic phases to give the required mechanical properties
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3.135
maraging steel
steel with specific properties of which can be obtained by maraging (3.134)
Note 1 to entry: Typical tensile strength is around 2 000 MPa.
3.136
martempering
heat treatment (3.108) involving austenitizing (3.14) followed by step quenching (3.196), at a rate fast
enough to avoid the formation of ferrite (3.85), pearlite (3.155) or bainite (3.17), to a temperature
slightly above M , and soaking for long enough to ensure that the temperature is uniform but short
s
enough to avoid the formation of bainite
Note 1 to entry: The final cooling (3.45), during which martensite (3.137) forms practically simultaneously
throughout the cross-section, is generally carried out in air.
3.137
martensite
phase (3.156) formed in carbon containing steels by the cooling (3.45) of austenite (3.12) at such a high
rate that carbon atoms do not have time to diffuse out of the crystal structure in large enough quantities
to form cementite (3.39) (Fe C)
Note 1 to entry: See Table 1.
Note 2 to entry: Plate martensite is formed in steels generally with a carbon content greater than 0,10 %. Plate
martensite is typically hard and brittle.
Note 3 to entry: Lath martensite is formed in steels generally with a carbon content below 0,10 %. The toughness
of lath martensite is usually good.
Note 4 to entry: Martensite is a metastable solid solution with a body-centred tetragonal distorted structure.
3.138
maximum achievable hardness
maximum value of hardness that can be obtained on a given workpiece by quench hardening (3.167),
under ideal conditions
3.139
McQuaid-Ehn grain size test
test to evaluate apparent austenitic grain size (3.99) of case-hardening steels
Note 1 to entry: Test results are given as an index from 1 upwards; for more details, see ISO 643.
3.140
medium
surrounding in which the ferrous workpiece is placed during heat treatment (3.108)
Note 1 to entry: The medium can be solid, liquid or gaseous. The kind and the specific properties of the media are
important for the heat treatment results.
3.141
metastable
apparently stable structure outside the conditions defined by the equilibri
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4885
Troisième édition
2018-02
Matériaux ferreux — Traitements
thermiques — Vocabulaire
Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary
Numéro de référence
©
ISO 2018
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
Annexe A (informative) Termes équivalents .32
Bibliographie .42
Avant-propos
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nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
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décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
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Cette troisième édition annule et remplace la seconde édition (ISO 4885:2017), dont elle constitue une
révision mineure avec une correction apportée à la Figure 1 d).
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NORME INTERNATIONALE ISO 4885:2018(F)
Matériaux ferreux — Traitements thermiques —
Vocabulaire
1 Domaine d’application
Ce document définit les termes importants utilisés dans le traitement thermique des matériaux ferreux.
NOTE Le terme matériaux ferreux inclut les produits et les pièces en acier et en fonte.
L’Annexe A donne une liste alphabétique des termes définis dans ce document ainsi que leurs équivalents
en anglais, allemand, chinois et japonais.
Le Tableau 1 montre les différentes phases fer-carbone (Fe-C).
2 Références normatives
Il n’y a pas de référence normative dans ce document.
3 Termes et définitions
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
3.1
structure aciculaire
structure qui apparait en forme d’aiguilles avec une micrographie
3.2
activité
concentration efficace d’un élément dans des conditions non idéales (par exemple concentré); pour le
traitement thermique (3.108), cela signifie la concentration effective de carbone ou d’azote (ou les deux)
dans le milieu de traitement thermique et dans les matériaux ferreux
Note 1 à l'article: Rapport de la pression de vapeur d’un gaz (habituellement du carbone ou de l’azote) à un état
donné (par exemple, dans de l’austénite (3.12) de concentration en carbone/azote spécifique) à la pression de
vapeur du gaz pur, à un état de référence, à la même température.
3.3
vieillissement
modification des propriétés des aciers dépendant du temps et de la température après laminage à
chaud ou traitement thermique (3.108) ou après laminage à froid, imputable à la migration d’éléments
interstitiels
Note 1 à l'article: Le phénomène de vieillissement peut conduire à une plus grande résistance et une ductilité
plus faible.
Note 2 à l'article: L’effet de vieillissement peut être accéléré soit par le formage à froid et/ou le chauffage (3.109)
ultérieur à des températures modérées (par exemple 250 °C) et de trempage (par exemple, pendant 1 h).
3.4
acier auto-trempant
acier dont la trempabilité (3.103) est telle qu’un refroidissement (3.45) à l’air permet de conférer une
structure martensitique à des pièces de dimensions déjà importantes
3.5
fer α
état stable du fer pur aux températures inférieures à 911 °C
Note 1 à l'article: La structure cristalline d’un fer α est cubique centrée.
Note 2 à l'article: Le fer α est ferromagnétique aux températures inférieures à 768 °C (point de Curie).
3.6
fer α avec présence de ferrite
fer avec un réseau cristallin cubique centrée et avec des éléments d’alliage en interstitiels ou en solution
de substitution
Note 1 à l'article: Le classement en science des matériaux pour le fer α avec présence de ferrite est ferritique.
Note 2 à l'article: Le fer α avec présence de ferrite est ferromagnétique.
3.7
aluminisation
DÉCONSEILLÉ: calorisation
traitement de surface dans et sur une pièce (3.201) en relation avec l’aluminium
3.8
recuit
traitement thermique (3.108) comportant un chauffage (3.109) et un maintien à température (3.185)
appropriée suivis d’un refroidissement (3.45) réalisé dans des conditions telles, qu’après retour à la
température ambiante, le métal soit dans un état structural plus proche de l’état d’équilibre stable
Note 1 à l'article: Cette définition étant très générale, il est recommandé d’utiliser une formulation précisant le
but du traitement. Voir recuit blanc (3.29), recuit complet (3.89), recuit d’adoucissement (3.186), recuit intercritique
(3.122), recuit isotherme (3.127) et recuit subcritique.
3.9
structure austénite-ferrite
structure à grains fins, mixte de ferrite (3.85) et d’austénite (3.12) stabilisée qui devrait conduire à une
dureté et une ductilité élevées des fontes ductiles ADI (Austempered Ductile Iron)
3.10
austéniformage
traitement thermomécanique (3.208) d’une pièce qui consiste à déformer plastiquement l’austénite
(3.12) métastable avant de lui faire subir la transformation martensitique et/ou bainitique
3.11
trempe étagée bainitique
traitement thermique isotherme pour produire une structure bainitique (voir 3.17 et 3.18) ou austéno-
ferritique (voir 3.9) dans une pièce
Note 1 à l'article: Le refroidissement (3.45) final à température ambiante ne s’effectue pas à une vitesse spécifiée.
3.12
austénite
solution solide d’un ou plusieurs éléments dans le fer γ (3.91)
Note 1 à l'article: Voir aussi le Tableau 1.
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3.13
acier austénitique
acier où la structure est constituée d’austénite (3.12) à température ambiante
Note 1 à l'article: Les fontes d’aciers austénitiques peuvent contenir jusqu’à 20 % de ferrite (3.85).
3.14
austénitisation
chauffage (3.109) d’une pièce jusqu’à la température d’austénitisation (3.15) et maintien à celle-ci, de
façon que la microstructure devienne de manière prédominante austénitique (3.12)
Note 1 à l'article: La valeur minimale de température requise dépend de la vitesse de chauffage et de la
composition chimique de l’acier. La période de maintien dépend des conditions de chauffage utilisées.
3.15
température d’austénitisation
température la plus élevée à laquelle le produit ferreux est maintenu au cours de l’austénitisation (3.14)
3.16
auto-revenu
revenu (3.203) spontané subi par la martensite (3.137) au cours de la trempe (3.168) ou des
refroidissements (3.45) ultérieurs
3.17
bainite
microstructure résultant de la transformation de l’austénite (3.12) à des températures au-dessus de la
température de début de transformation martensitique (3.137) (Ms) et hors du domaine de la perlite,
composée de lamelles de ferrite et de carbures dispersés dans les lamelles de ferrites (bainite basse) ou
entre les lamelles de ferrite (bainite haute)
Note 1 à l'article: Voir aussi le Tableau 1.
3.18
bainitisation
austénitisation (3.14) et trempe (3.168) jusqu’à une température au-dessus de Ms et maintien à
température isotherme pour assurer la transformation de l’austénite (3.12) en bainite (3.17)
3.19
acier à bake hardening
acier qui présente la capacité d’augmenter sa résistance mécanique après une déformation plastique et
un traitement thermique (3.108) ultérieur dans le procédé industriel courant de peinture (dans la région
de 170 °C pendant 20 min)
Note 1 à l'article: Ces aciers ont une bonne aptitude au formage à froid et présentent une résistance élevée à la
déformation plastique (qui est accrue sur les pièces finies lors du traitement thermique) et une bonne résistance
à l’indentation.
3.20
déshydrogénation
traitement thermique (3.108) permettant le dégagement d’hydrogène occlus dans un produit ferreux
sans modifier sa structure
Note 1 à l'article: Ce traitement se fait généralement après une opération de revêtement électrolytique ou de
décapage ou de soudage.
3.21
structure de bandes
bandes des constituant dans la microstructure dues à la ségrégation (3.179) lors de la solidification
3.22
brunissage
opération effectuée en milieu oxydant à une température telle que la surface polie du produit ferreux se
recouvre d’une couche mince continue d’oxyde adhérent de couleur sombre (voir 3.151)
3.23
nitruration noire
nitruration (3.143) suivi d’une oxydation (voir 3.150) de la surface de l’acier
Note 1 à l'article: Après nitrocarburation (3.144) le brunissage (3.22) augmentera la résistance à la corrosion et
les propriétés de surface.
3.24
nitruration à blanc
nitrocarburation à blanc
traitement de simulation qui consiste à reproduire le cycle thermique de la nitruration (3.143)/
nitrocarburation (3.144) en l’absence du milieu nitrurant/nitrocarburant
Note 1 à l'article: Ce traitement permet d’apprécier les conséquences métallurgiques du cycle thermique de
nitruration/nitrocarburation.
3.25
recuit base
procédé dans lequel les bandes d’acier sont recuites, enroulées en coils à spires serrés, sous atmosphère
de protection, suivant un cycle de temps-température prédéterminé
3.26
bleuissage
opération effectuée en milieu oxydant (voir 3.152) à une température telle que la surface polie d’une
pièce se recouvre d’une couche mince continue d’oxyde adhérent de couleur bleue
Note 1 à l'article: Si le bleuissage est effectué sous vapeur d’eau surchauffée on nomme aussi cette opération
traitement vapeur.
3.27
cémentation étagée
cémentation (3.36) effectuée en deux ou plusieurs étapes successives et/ou des températures différentes
avec des potentiels en carbone différents
3.28
boruration
traitement thermochimique (3.207) auquel est soumis une pièce pour enrichir la surface de cette pièce
avec du bore
Note 1 à l'article: II convient de préciser le milieu dans lequel la boruration est réalisée, par exemple en milieu
poudreux, en milieu pâteux, etc.
3.29
recuit blanc
recuit (3.8) effectué dans un milieu permettant de conserver l’aspect métallique initial en évitant
l’oxydation (3.150) du métal
3.30
brûlure
altération irréversible de la structure et des propriétés provoquée par un début de fusion intéressant
les joints de grains et la surface
3.31
activité du carbone
concentration efficace d’un élément dans des conditions non idéales (par exemple concentré); pour
le traitement thermique (3.108), cela signifie la concentration effective de carbone dans le milieu de
traitement thermique et dans les matériaux ferreux
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3.32
coefficient de transfert du carbone
coefficient de transfert de la masse de carbone du milieu de cémentation dans l’acier (par unité de
surface, et de temps)
Note 1 à l'article: Également défini comme la masse de carbone transférée du milieu de cémentation dans l’acier,
par unité de surface par seconde, pour une différence-unité entre le potentiel en carbone et la teneur réelle en
carbone de la surface.
3.33
teneur en carbone
carbone contenu en pour-cent de la masse dans un échantillon de fer pur austénitisé à une température
donnée à l’équilibre avec le milieu de cémentation
Note 1 à l'article: Le «niveau de carbone» a été défini pour un usage pratique, car le potentiel carbone des aciers
ne peut être mesuré directement dans un milieu de cémentation; voir Référence [13].
3.34
courbe de répartition du carbone
teneur en carbone en fonction de la distance à la surface
3.35
carbonitruration
traitement thermochimique (3.207) pour obtenir un enrichissement superficiel en carbone et en azote
Note 1 à l'article: Les éléments sont en solution solide dans l’austénite (3.12), habituellement la pièce carbonitrurée
subit un durcissement par trempe (3.167)(immédiat ou ultérieur).
Note 2 à l'article: La carbonitruration est un procédé de cémentation (3.36).
Note 3 à l'article: II convient de préciser le milieu dans lequel la cémentation est réalisée, par exemple en milieu
gazeux, bain de sels, etc.
3.36
cémentation
traitement thermochimique (3.207) auquel est soumis une pièce portée à l’état austénitique pour
obtenir un enrichissement superficiel en carbone, élément qui se trouve alors en solution solide dans
l’austénite (3.12)
Note 1 à l'article: La pièce cémentée subit un durcissement par trempe (immédiat ou ultérieur).
Note 2 à l'article: II convient de préciser le milieu dans lequel la cémentation est réalisée, par exemple en milieu
gazeux, en milieu poudreux, etc.
3.37
(case hardening)
traitement comportant une cémentation (3.36) ou carbonitruration (3.35) suivie d’un traitement de
durcissement par trempe (3.167)
Note 1 à l'article: Voir la Figure 1.
a) Traitement de durcissement par trempe directe
b) Traitement de durcissement par simple trempe
c) Traitement de durcissement par trempe avec transformation isotherme
d) Traitement de durcissement par double trempe
Légende
1 cémentation, carbonitruration 4 Ac à cœur 7 traitement de durcissement par trempe
2 trempe 5 Ac en surface 8 transformation isotherme
3 revenu 6 refroidissement 9 Ac en surface après cémentation
Figure 1 — Représentation schématique des cycles de températures possible dans différent cas
de traitement de cémentation
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3.38
fonte
produit dont l’élément essentiel est le fer et dont la teneur en carbone est approximativement
supérieure à 2 %
3.39
cémentite
carbure de fer dont la formule chimique est Fe C
Note 1 à l'article: Voir le Tableau 1.
Tableau 1 — Tableau avec les phases fer-carbone (Fe-C)
Phase Structure cristalline Propriétés Dureté type
Ferrite, α cc doux, résistant, magnétique 60 HBW to 90 HBW
Austénite, γ cfc résistance modérée, a-magnétique 150 HBW (1,5 % C)
Cémentite, Fe C rhombique dur, composition chimique fragile 820 HBW
Perlite avec lamellles α + Fe C, lamellaire combinaison de ferrite résistante et 200 HBW
à cœur (0,4 μm) de cémentite dure
Perlite avec lamelles α + Fe C, lamellaire plus dur que la perlite avec lamelles 400 HBW
fines (0,1 μm) à cœur
Sphéroidite α + Fe C globulaire doux 120 HBW to 230 HBW,
fonction de la teneur
en carbone et en éléments
d’alliage
Bainite haute précipitations de caractéristiques comparables à celles 400 HBW
Fe C en surface de α de la perlite avec des lamelles fines
Bainite basse précipitations de résistance proche de la martensite, 600 HBW
Fe C à l’intérieur de α mais supérieure à la martensite
trempée
Martensite, α’ cc, légèrement dur, fragile 250 HV à 950 HV,
non-trempée tétragonique fonction de la teneur
en carbone
Martensite, α’ cc, légèrement plus doux et plus résistant que 250 HV à 650 HV,
trempée tétragonique la martensite non trempée fonction de la teneur
en carbone et de
la température de revenu
3.40
chromisation
traitement de surface dans et sur une pièce (3.201) en relation avec le chrome
Note 1 à l'article: La couche superficielle peut être formée de chrome quasiment pur (pour les aciers à faible
teneur en carbone) ou de carbure de chrome (pour les aciers à forte teneur en carbone).
3.41
couche de combinaison
couche superficielle formée pendant un traitement thermochimique (3.207) et constituée par des
composés chimiques formés par le(s) élément(s) apporté(s) lors du traitement et certains éléments du
métal de base
EXEMPLE La couche superficielle peut consister en une couche de nitrure formée lors de la nitruration
(3.143), une couche de borure formée lors de la boruration (3.28), une couche de carbure de chrome formée lors
de la chromisation (3.40) d’acier à haute teneur en carbone.
Note 1 à l'article: En anglais le terme «white layer» est utilisé de manière impropre pour désigner cette couche
sur les produits ferreux nitrurés et nitrocarburés.
3.42
recuit continu
procédé dans lequel la bande est recuite lors d’un déplacement en continu au travers d’un four dans une
atmosphère protectrice
3.43
diagramme de transformation en refroidissement continu (en conditions anisothermes)
diagramme TRC
voir 3.210.2
3.44
laminage contrôlé
procédé de laminage dans lequel la température de laminage et la réduction d’épaisseur sont contrôlées
afin d’obtenir des caractéristiques mécaniques améliorées, par exemple laminage normalisant,
laminage-thermo-mécanique
Note 1 à l'article: Le laminage contrôlé est utilisé par exemple pour les aciers ferritiques (3.86) à grains fins et
pour les aciers dual-phase pour obtenir une structure à grains fins.
3.45
refroidissement
diminution de (ou opération pour diminuer) la température d’une pièce chauffée, soit continue,
discontinue, graduelle ou interrompue
Note 1 à l'article: II convient de préciser le milieu dans lequel le refroidissement est réalisé, par exemple four, air,
huile, eau voir aussi trempe (3.168).
3.46
mode de refroidissement
conditions (nature et température du milieu de refroidissement, mouvements relatifs, agitation, etc.)
dans lesquelles s’effectue le refroidissement (3.45) d’une pièce
3.47
loi de refroidissement
réduction de la température, en fonction du temps, d’un point déterminé d’une pièce
Note 1 à l'article: Cette loi peut être représentée par un graphique ou une formule mathématique.
3.48
vitesse de refroidissement
variation de la température en fonction du temps au cours du refroidissement (3.45)
Note 1 à l'article: Une distinction est faite entre
— une vitesse instantanée correspondant à une température spécifiée, et
— une vitesse moyenne dans un intervalle défini de température ou de temps.
3.49
durée de refroidissement
intervalle de temps séparant deux températures caractéristiques de la loi de refroidissement (3.47)
Note 1 à l'article: II est toujours nécessaire de préciser quelles sont ces températures.
3.50
affinage à cœur
traitement de durcissement, souvent par trempe des pièces cémentées, pour obtenir un grain fin et une
microstructure homogène à cœur
Note 1 à l'article: Voir Figures 1 b), c) et d).
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3.51
intervalle de refroidissement critique
procédure de refroidissement permettant d’éviter la transformation en une microstructure indésirable
Note 1 à l'article: L’intervalle de refroidissement peut être caractérisé par le gradient de température ou la vitesse
de refroidissement (3.48) soit en général soit à des températures ou des temps donnés.
3.52
vitesse de refroidissement critique
vitesse de refroidissement (3.48) correspondant à l’intervalle de refroidissement critique (3.51)
3.53
diamètre critique de trempe
diamètre (d) d’un cylindre de longueur ≥ 3d présentant en son centre une structure avec 50 % de
martensite (3.137) après une trempe (3.167) réalisée dans des conditions définies
3.54
décarburation
appauvrissement en carbone de la couche superficielle d’une pièce
Note 1 à l'article: Cet appauvrissement peut être soit partiel (décarburation partielle) soit quasi total
(décarburation totale). L’ensemble des deux types de décarburation (partielle et totale) est désigné par
décarburation globale. Voir l’ISO 3887.
3.55
traitement de décarburation
traitement thermochimique (3.207) ayant pour objet d’obtenir une décarburation (3.54) d’une pièce
3.56
décomposition de l’austénite
décomposition sous forme de ferrite (3.85) et perlite (3.155) ou ferrite et cémentite (3.39) avec la baisse
de la température
3.57
fer δ
état stable de fer pur entre 1 392 °C et son point de fusion
Note 1 à l'article: La structure cristalline d’un fer δ est cubique centrée, identique à celle du fer α (3.5).
Note 2 à l'article: Le fer δ est paramagnétique.
3.58
profondeur de cémentation
distance entre la surface d’une pièce et une limite spécifiée caractérisant l’épaisseur de la couche
enrichie en carbone, ce qui signifie la profondeur effective de cémentation
3.59
profondeur décarburée
distance entre la surface d’une pièce et une limite spécifiée caractérisant l’épaisseur de la couche
appauvrie en carbone
Note 1 à l'article: Cette limite varie selon le type de décarburation (3.54) et peut être définie en référence à un
état structural, un niveau de dureté ou la teneur de carbone du métal de base non altéré (voir l’ISO 3887), ou tout
autre teneur de carbone spécifiée.
3.60
profondeur de durcissement par trempe
distance entre la surface d’une pièce et une limite caractérisant la pénétration du durcissement par
trempe (3.167)
Note 1 à l'article: Cette limite peut être définie à partir d’un état structural ou d’un niveau de dureté.
3.61
profondeur de nitruration
distance entre la surface d’une pièce et une limite spécifiée caractérisant l’épaisseur de la couche
enrichie en azote
3.62
déstabilisation de l’austénite résiduelle
phénomène mis en jeu au cours d’un revenu et qui permet a l’austénite résiduelle (3.175) de subir la
transformation martensitique dans un domaine de températures ou, précédemment, elle ne s’était pas
transformée spontanément
3.63
diffusion
mouvement d’atomes ou de molécules vers de nouvelles positions dans un matériau ferreux
3.64
recuit de diffusion
traitement thermique (3.108)/recuit (3.8) de produit ferreux ou de pièce pour réduire les ségrégations
(3.179) ou favoriser l’homogénéité par diffusion (3.63)
Note 1 à l'article: Pour réduire la ségrégation des éléments métalliques lors de la fabrication de l’acier et des
barres, il est nécessaire d’utiliser un procédé avec des températures comprises entre 1 000 et 1 300 °C.
Note 2 à l'article: La réduction des ségrégations dans les éléments d’alliage non-métalliques (tels que le carbone
ou le soufre) dans les pièces s’effectue habituellement à une température inférieure à 1 000 °C.
3.65
traitement thermique de diffusion
traitement thermique (3.108) ayant pour objet de réduire de très fortes concentrations en couche
superficielle d’éléments tels que le carbone ou l’azote après cémentation (3.36) ou nitruration (3.143)
Note 1 à l'article: Voir aussi recuit de malléabilisation (3.133) qui est également un traitement de diffusion.
3.66
zone de diffusion
couche superficielle formée pendant un traitement thermochimique (3.207) caractérisée par
l’enrichissement en éléments tels que le carbone ou l’azote
Note 1 à l'article: Les éléments d’enrichissement tels que le carbone ou l’azote sont en solution solide et/ou en
précipités sous forme de carbures ou nitrures.
Note 2 à l'article: La teneur en éléments d’enrichissement décroit de façon continue lorsqu’on se rapproche du
cœur de la pièce.
3.67
traitement de durcissement par trempe directe
durcissement par trempe (3.167) de pièces cémentées immédiatement après cémentation (3.36) ou
carbonitruration (3.35)
Note 1 à l'article: Le traitement de durcissement par trempe directe doit débuter après cémentation ou à une
température inférieure, ajustée à la teneur de carbone en surface.
Note 2 à l'article: la trempe directe à partir de forgeage à chaud ou laminage à chaud remplace les opérations
d’austénitisation (3.14) et de trempe (3.168) séparées.
Note 3 à l'article: Voir la Figure 1 a).
3.68
trempe directe
trempe (3.168) réalisée immédiatement soit après laminage à chaud, formage à chaud ou après un
traitement thermochimique (3.207) ou traitement thermique de remise en solution (3.188) des aciers
inoxydables
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3.69
dislocation
défaut cristallin ou irrégularité, au sein d’une structure cristalline
EXEMPLE Il existe deux principaux types: dislocations coins et dislocations vis.
Note 1 à l'article: Le laminage à froid augmente le nombre de dislocations et a pour conséquence une dureté
supérieure.
3.70
déformation de traitement thermique
toute modification dans la forme ou les dimensions originales d’un produit ferreux survenant lors d’un
traitement thermique (3.108)
Note 1 à l'article: Les causes sont multiples, incluant, non seulement le processus de traitement thermique, mais
aussi la géométrie de la pièce, l’inhomogénéité de l’acier et les conditions de production.
3.71
traitement de durcissement par double trempe
traitement thermique (3.108) comprenant deux traitements successifs de durcissement par trempe
effectués à des températures généralement différentes
Note 1 à l'article: Dans le cas des produits cémentés, le premier durcissement par trempe (3.167) peut être fait
immédiatement après cémentation (3.36) de la température de cémentation. Le deuxième durcissement par
trempe peut être réalisé à une température plus basse adaptée à la teneur en carbone du cœur.
Note 2 à l'article: Le durcissement par double trempe est également utilisé pour l’affinage des grains.
Note 3 à l'article: Voir Figure 1 d).
3.72
profondeur conventionnelle de cémentation
distance perpendiculaire entre la surface d’une pièce cémentée et la position où la dureté atteint la
valeur limite de dureté
Note 1 à l'article: La limite doit être spécifiée. Par exemple, pour la profondeur totale de cémentation, la limite
correspond à la teneur en carbone du produit de base non altéré.
Note 2 à l'article: Le terme profondeur de cémentation est utilisé en relation avec tous les procédés de
durcissement par cémentation ou durcissement de surface.
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.1, modifié.]
3.73
profondeur conventionnelle de nitruration
distance perpendiculaire entre la surface d’une pièce nitrurée ou nitrocarburée et la position où la
dureté atteint la valeur limite de dureté
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.4, modifié.]
3.74
profondeur conventionnelle de durcissement par trempe après chauffage superficiel
distance perpendiculaire entre la surface et la position où la dureté Vickers (HV) est égale à 80 % de la
valeur minimum de dureté superficielle requise pour la pièce considérée
[SOURCE: ISO 18203:2016, 3.5, modifié.]
3.75
durcissement par faisceau d’électrons
austénitisation (3.14) de la couche superficielle d’une pièce par chauffage (3.109) avec un faisceau
d’électrons
Note 1 à l'article: Le durcissement peut être faite par la trempe (3.168) avec un milieu de trempe (3.170) externe,
ou elle peut être faite par l’auto-refroidissement.
3.76
fragilisation
sévère perte de résistance du matériau
Note 1 à l'article: L’acier peut être affecté par différent types de fragilisation, comme la fragilisation au bleu, la
fragilité de revenu (3.202), la fragilisation par vieillissement de trempe, la fragilisation de la phase sigma, la
fragilisation tensothermique, la fragilisation par la température et la fragilisation par les basses températures
ou fragilisation par le froid.
3.77
(endogas)
mélange de gaz produit par combustion incomplète d’hydrocarbures
Note 1 à l'article: L’endogas a une composition conventionnelle de 20 % à 24 % en volume de monoxyde de
carbone, 31 % en volume à 40 % en volume d’hydrogène et d’azote résiduel.
Note 2 à l'article: Un gaz avec la composition donnée ci-dessus en Note 1 à l’article peut également être synthétisé
à partir d’un mélange de méthanol sous forme de gaz et d’azote.
3.78
atmosphère endothermique
atmosphère de four produite endothermiquement et avec un potentiel en carbone susceptible d’être
ajusté à la teneur en carbone du produit ferreux en cours de traitement thermique (3.108), de façon à
réduire, augmenter ou maintenir le potentiel carbone (3.33) à la surface du produit ferreux
Note 1 à l'article: Endothermique signifie transfert d’énergie calorique à l’atmosphère.
3.79
carbure ε
carbure de fer dont la formule chimique approximative est Fe C
2-4
3.80
égalisation
deuxième étape du chauffage (3.109) d’une pièce par laquelle la température requise a la surface est
atteinte dans toute sa section
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
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Légende
1 en surface 3 égalisation
2 à cœur 4 maintien
Figure 2 — Représentation schématique du chauffage lors d’un traitement d’austénitisation
3.81
diagramme d’équilibre
représentation graphique de la température et des limites de composition des aires des phases dans un
système allié
3.82
diamètre équivalent
diamètre (d) d’un cylindre de même acier (de longueur ≥ 3d) dans lequel la vitesse de refroidissement
(3.48) en son centre est identique à la vitesse de refroidissement la plus lente relevée dans la pièce
considérée pour le même mode de refroidissement (3.46)
Note 1 à l'article: Le diamètre équivalent est aussi appelé section caractéristique. La méthode de détermination
du diamètre équivalent est décrite dans l’ISO 683-1 et l’ISO 683-2.
3.83
transformation eutectoïde
transformation réversible de l’austénite (3.12) en perlite (3.155) (ferrite + cémentite) se produisant à
température constante
Note 1 à l'article: La température de transformation eutectoïde d’un fer pur est de 723 °C. Les éléments d’alliage
et la vitesse de refroidissement influencent la température.
3.84
atmosphère exothermique
atmosphère de four produite exothermiquement et contrôlée de telle sorte qu’elle n’oxyde pas le
produit ferreux
Note 1 à l'article: Exothermique signifie transfert d’énergie calorique depuis l’atmosphère.
3.85
ferrite
structure en réseau cubique centré de fonte ou d’acier
Note 1 à l'article: Voir le Tableau 1.
3.86
acier ferritique
acier où la structure est constituée de ferrite (3.85) à température ambiante
3.87
(flame hardening)
traitement de durcissement de la surface dont la source de chaleur est une flamme
3.88
lit fluidisé
milieu de traitement thermique fait avec de la poudre de céramique fluidisée par un gaz dans un four
qui sera chauffé à partir de l’extérieur
Note 1 à l'article: Le gaz de fluidisation peut être inerte pour protéger la surface des pièces traitées ou un gaz
réactif pour des traitements thermochimiques (3.207) comme la cémentation (3.36).
3.89
recuit complet
traitement thermique (3.108) pour obtenir une structure «spherodite» (voir 3.190), qui inclut une
austénitisation (3.14) partielle ou complète suivi d’un refroidissement (3.45) lent
Note 1 à l'article: L’austénitisation des aciers hypoeuctectoïde (3.118) (C < 0,77 %) s’effectue au-dessus de
la température critique A (la structure est alors complètement austénitique), cependant, pour les aciers
hypereuctétoïdes (3.117) (C > 0,77 %) entre les températures A et A , (la structure est alors partiellement
1 m
austénitique).
Note 2 à l'article: Le recuit complet est aussi appelé recuit critique.
3.90
atmosphère de four
gaz contenus dans un four utilisés pour un traitement thermique (3.108)
Note 1 à l'article: Les gaz contenus dans un four sont constitués soit par un gaz pur soit par un mélange.
L’atmosphère est inerte ou réactive, et est utilisée à la pression atmosphérique ou au-dessous de celle-ci.
Note 2 à l'article: L’objectif de l’atmosphère du four est de prévenir l’oxydation (3.150) ou la décarburation (3.54)
ou d’être l’agent ou un gaz réactif dans un traitement thermochimique (3.207).
3.91
fer γ
fer pur avec une structure cristalline cubique à faces centrées
Note 1 à l'article: Le fer γ est paramagnétique.
3.92
fer γ avec présence d’austénite
fer avec une structure cristalline cubique à faces centrées avec des éléments d’alliage en interstitiel ou
solution solide de substitution
Note 1 à l'article: Le nom scientifique du matériau pour le fer γ avec présence d’austénite est austénite (3.12).
Note 2 à l'article: Le fer γ avec présence d’austénite est paramagnétique.
3.93
trempe par gaz
refroidissement (3.45) avec un flux de gaz, ce qui est plus rapide que dans l’air ambiant
Note 1 à l'article: Le gaz de refroidissement peut être un gaz pur ou un mélange de gaz, c’est-à-dire, l’air, l’air avec
de l’eau pulvérisée, un gaz inerte ou un gaz noble.
3.94
grain
cristal élémentaire formée d’atomes avec des espaces interstitiels réguliers
Note 1 à l'article: La forme d’un grain ferritique peut être cubique à faces centrées.
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3.95
joint du grain
interface séparant deux grains dont l’orientation des plans du réseau cristallin diffère
3.96
recuit de grossissement du grain
recuit (3.8) effectué à une température nettement supérieure à A avec un maintien de durée suffisante
pour provoquer un grossissement du grain (3.97)
3.97
grossissement de grain
grossissement de la taille de grain (3.99) de la microstructure résultant au chauffage (3.109) à haute
température et/ou à un long maintien à température
3.98
affinement de grain
voir affinage à cœur (3.50) et traitement de normalisation (3.146)
3.99
taille de grain
dimension caractéristique des grains (3.94) mise en évidence sur une coupe métallographique
Note 1 à l'article: II convient de préciser la nature du grain, par exemple austénitique, ferritique, etc.
Note 2 à l'article: Voir l’ISO 643.
3.100
acier graphitique
acier présentant une structure dans laquelle une plus ou moins grande proportion du carbone est
précipitée intentionnellement à l’état de graphite
3.101
graphitisation
précipitation du carbone sous forme de graphite
3.102
traitement de graphitisation
traitement thermique (3.108) appliqué à des fontes (3.38) ou à des aciers hypereutectoïdes (3.117), ayant
pour objet de provoquer la graphitisation (3.101)
3.103
trempabilité
aptitude d’un acier à donner lieu aux transformations martensitique (3.137) et/ou bainitique (3.17)
Note 1 à l'article: La trempabilité est souvent caractérisée, dans des conditions expérimentales définies, par
l’évolution de la dureté en fonction de la distance à une surface trempée, par exemple, courbe Jominy (voir
l’ISO 642). La trempabilité peut être déterminée par calcul.
3.104
température de durcissement
température de début de trempe (3.168) de pièces austénitisées, carburées ou carbonitruré pour les
durcir par trempe
Note 1 à l'article: La température de durcissement peut être identique à la température d’austénitisation (3.15).
3.105
conduction thermique
flux de chaleur spontané entre un corps à une température élevée et un corps à une température
plus basse
Note 1 à l'article: En l’absence de facteurs extérieurs, la différence de température se réduit au cours du temps, et
les corps approchent un état d’équilibre thermique.
Note 2 à l'article: Voir Référence [12].
3.106
convection thermique
convection
transfert de chaleur d’un endroit à un autre par le mouvement de fluides
Note 1 à l'article: La convection est habituellement la forme de transfert de chaleur dominante dans les liquides
et dans les gaz, voir Référence [12].
Note 2 à l'article: La convection au cours d’une trempe (3.168) peut être à phase unique [comme dans la trempe
par gaz (3.93)] ou à double phase (comme dans la trempe à l’eau avec l’eau et le film de vapeur en même temps).
Habituellement la convection à phase unique permet un échange de chaleur plus faible que la convection à
double phase.
3.107
radiation thermique
émission électromagnétique de tout matériau qui est à une température plus élevée que le zéro absolu
Note 1 à l'article: La radiation thermique constitue une conversion de l’énergie thermique en énergie
électromagnétique, voir Référence [12].
3.108
traitement thermique
succession d’opérations au cours desquelles un produit ferreux solide est soumis en totalité ou
partiellement à des cycles thermiques pour donner lieu à un changement de ses propriétés et/ou de sa
structure
Note 1 à l'article: Éventuellement, au cours de ces opérations, la composition chimique du produit ferreux peut
être modifiée. Voir traitement thermochimique (3.207).
3.109
chauffage
élévation de la température d’une pièce
Note 1 à l'article: Cette élévation de température peut être effectuée de façon continue, discontinue ou
graduellement en une ou plusieurs étapes.
3.110
durée de chauffage
intervalle de temps séparant deux températures définies de la loi de chauffage (3.111)
Note 1 à l'article: II est toujours nécessaire de spécifier précisément quelles sont ces températures.
3.111
loi de chauffage
variations de la température d’un point défini d’une pièce ou dans un chargement de four, en fonction
du temps, au cours du chauffage (3.109)
Note 1 à l'article: Cette fonction peut être représentée sous forme d’un graphique ou d’une formule mathématique.
3.112
vitesse de chauffage
variation de la température en fonction du temps au cours du chauffage (3.109)
Note 1 à l'article: Une distinction est faite entre
— une vitesse instantanée correspondant à une température spécifiée, et
— une vitesse moyenne dans un intervalle défini de température.
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3.113
recuit d’homogénéisation
traitement destiné à homogénéiser une distribution hétérogène de la composition chimique d’un
matériau ferreux par un recuit (3.8) prolongé à haute température
3.114
formage à chaud
formage des produits en acier dans une gamme de température située habituellement entre 780 °C et
1 300 °C en fonction de la composition chimique de la pièce
Note 1 à l'article: Le formage à chaud comprend le laminage à chaud, le forgeage à chaud, le cintrage à chaud, etc.
Note 2 à l'article: Le formage entre les températures de formage à chaud et de formage à froid est appelé warm
forming.
3.115
fragilisation par l’hydrogène
fragilisation (3.76) causée par l’accumulation d’atomes d’hydrogène et la recomposition des molécules
d’hydrogène
Note 1 à l'article: La fragilisation par l’hydrogène est caractéristique dans les grosses pièces et les aciers à hautes
résistances.
Note 2 à l'article: Elle est souvent le résultat d’une introduction non intentionnelle d’hydrogène dans l’acier lors
de la fusion du métal, du formage à chaud (3.114), du soudage ou de l’électro-revêtement et accroît les risques de
fissures dans le matériau.
3.116
recuit de deshydrogènation
recuit (3.8) en dessous de la température A , le temps de maintien dépend de la taille de la pièce et de la
teneur en hydrogène
Note 1 à l'article: Pour les aciers «durcis par trempe» ou «cémentés», l’hydrogène peut habituellement être éliminé
à une température de revenu comprise entre 230 °C et 300 °C, avec quelques heures de maintien à température.
3.117
acier hypereutectoïde
acier contenant plus de carbone que l’eutectoïde
3.118
acier hypoeutectoïde
acier contenant moins de carbone que l’eutectoïde
3.119
durcissement par impulsions
durcissement après un chauffage par impulsions (3.120) par auto-trempe de la pièce
Note 1 à l'article: Ce traitement est utilisé pour le durcissement de surface.
3.120
chauffage par impulsions
mode de chauffage (3.109) permettant d’obtenir une élévation locale de température par des apports
brefs et répétés d’énergie
Note 1 à l'article: Différentes sources d’énergie peuvent être utilisées, par exemple décharge de condensateur,
lasers, faisceaux d’électrons, etc.
3.121
durcissement par induction
durcissement de surface dans lequel l’austénitisation (3.14) de la pièce est réalisée par chauffage par
induction
3.122
recuit intercritique
recuit (3.8) d’un acier hyporeutectoïde (3.118) comportant un chauffage (3.109) et un maintien à une
température comprise entre A , et A suivis d’un refroidissement (3.45) adapté aux caractéristiques
1 3
requises
3.123
composé intermétallique
composé de deux ou plusieurs métaux possédant des caractéristiques physiques et une structure
cristallographique différentes de celles des métaux purs et de leurs solutions solides
3.124
oxydation interne
apparition à l’intérieur de pièce traitées thermiquement, par diffusion (3.63) d’oxygène, due à la
précipitation d’oxydes en dessous de la surface
Note 1 à l'article: Les précipités peuvent occuper les joints de grains ou se situer à l’intérieur des grains.
3.125
...
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