Recuit

Le recuit blanc des aciers nécessite des conditions réductrices pour les oxydes d'acier. Traditionnellement, le diagramme d'Ellingham est utilisé pour prévoir les conditions qui correspondent à l'oxydation des métaux purs ou à la réduction de leurs oxydes. Cette méthode permet de prévoir les conditions qui doivent être réductrices pour les oxydes de fer et les oxydes des éléments d'alliage ajoutés aux aciers, comme le chrome dans le cas des aciers inoxydables. Cette démarche classique n'est pas précise car elle se base uniquement sur les données thermodynamiques des métaux purs et de leurs oxydes, sans tenir compte du fait que le fer et les éléments d'alliage forment une solution solide. En outre, il n'est possible de déterminer qu'une valeur approximative du rapport de pression partielle à l'équilibre entre l'hydrogène et la vapeur d'eau pour l'oxydation d'un métal donné à une température donnée.

Vous pouvez également employer des diagrammes plus précis et plus pratiques pour les aciers et autres alliages, qui sont créés à l'aide de bases de données et de programmes informatiques modernes, tels que FactSage™ (logiciel thermochimique et progiciel de base de données conçu conjointement par Thermfact/CRCT et GTT-Technologies) ou le logiciel Thermo-Calc. À partir des courbes d'oxydation-réduction, présentées sous forme de point de rosée des atmosphères d'hydrogène pur ou d'azote-hydrogène en fonction de la température, vous pouvez sélectionner rapidement l'atmosphère qui permet de recuire les aciers sans former d'oxydes. Le diagramme de la figure 1 a été calculé à l'aide de FactSage. Ce diagramme montre que les courbes d'oxydoréduction des systèmes Fe-18Cr et Fe-18Cr-8Ni représentant les aciers inoxydables sont supérieures aux courbes Cr/Cr₂O₃ correspondantes. Pour les alliages (par exemple, les aciers), vous pouvez réaliser des calculs plus précis en utilisant des données thermodynamiques provenant à la fois de bases de données portant sur des substances pures (c.-à-d. métaux purs et oxydes) et sur de solutions. Ce type de diagrammes peut être réalisé en fonction des aciers concernés et de diverses compositions atmosphériques.

Ces méthodes permettent de résoudre certains problèmes liés à l'opération de recuit et d'optimiser le processus en établissant un équilibre entre la consommation d'hydrogène et la qualité du produit.

Courbes d'oxydoréduction pour le chrome pur, Fe-18Cr et Fe-18Cr-8Ni pour la pression totale de 1 atm avec une pression partielle d'hydrogène de 0,05 atm, pour la courbe N₂-5H₂ correspondante. (Ce diagramme a été réalisé à l'aide des données thermodynamiques de solutions, en plus des données relatives aux éléments purs et à leurs oxydes.)

Figure 1 :