Le recuit
Les pièces coulées, forgées, présentent de nombreux défauts dus à une série d'opérations exécutées à des températures plus ou moins basses et à des inégalités de température existant dans le cœur du métal. Les pièces façonnées par déformation à froid subissent un écrouissage qui entraîne l'altération de leurs propriétés d'allongement. de résilience et de malléabilité. Le recuit permet de détruire l'effet de ces irrégularités. Il consiste, en général à chauffer une pièce, et à la laisser refroidir à une vitesse relativement lente. La température de recuit, ainsi que les conditions de chauffage et de refroidissement, dépendent du type d'acier, de la dimension des pièces et de l'objet du traitement. On obtient ainsi, en éliminant les variations de structure et les tensions internes, un état d'équilibre et une amélioration des caractéristiques: homogénéité du métal, allongement et malléabilité, propriétés requises pour un usinage ultérieur ou pour une utilisation immédiate de pièces finies.
Il existe plusieurs types de recuits qui, pratiquement, sont comparables sur le plan technique, mais qui sont effectués dans des buts différents.
Le recuit d'adoucissement
Ce procédé est utilisé sur les pièces trempées pour atténuer les effets de la trempe et détruire les constituants durs formant obstacle à un usinage ultérieur. On chauffe le métal entre 850° et 900°C environ. Le refroidissement doit être très lent pour les aciers au carbone et les aciers faiblement alliés, et rapide pour les aciers austénitiques.
Une méthode particulière d'adoucissement consiste à utiliser un cycle thermique permettant de « sphéro ïdiser» ou « globulariser » la perlite, en chauffant l'acier et en le laissant refroidir tout juste au-dessous et autour duquel on fait intervenir de faibles variations de température pour faciliter la formation de petites sphérules de carbure de fer, dans une matrice perlitique. Ce procédé applicable aux aciers au carbone et aux aciers alliés - mais non aux aciers austénitiques - est parfois utilisé avant une opération d'usinage ou avant des travaux difficiles de déformation à froid.
Le recuit de régénération
Il est appliqué à un acier qui a été surchauffé, au cours du forgeage ou du laminage par exemple. Un acier surchauffé est caractérisé par un grain grossier, cristallisé, et présente une malléabilité médiocre. Ce procédé a pour but d'affiner le grain et rendre l'acier plus apte à l'usinage. Il comporte égalemefnt le chauffage et le maintien de l'acier, pendant un temps très court, à une température. Les grains se multiplient lors de la transformation de la perlite en austénite. Le refroidissement à l'air doit être suffisamment lent pour éviter une granulation ferritique de dimension trop importante. Le recuit de régénération est donc très voisin du recuit d'adoucissement, ils ne diffèrent que par le but à atteindre; l'acier conservant cependant, dans le premier cas, une plus grande résistance à la traction que dans le second cas.
La granulation est un élément très important qui dépend de la température et du temps de maintien à cette température. La présence d'éléments d'addition: chrome, vanadium, tungstène, etc... forme un obstacle au grossissement du grain.
Le recuit de stabilisation
Le procédé est utilisé pour éliminer les effets d'un travail mécanique à chaud trop intense, (forgeage) et terminé à une température trop basse. Pour détruire ces effets qui ont provoqué une rupture de l'équilibre moléculaire des constituants, il est nécessaire de chauffer l'acier à une température bien supérieure. Dans ces conditions, le métal rendu plus malléable peut ainsi se détendre et reprendre une certaine régularité de texture. Les tensions internes disparaissent et par conséquent les causes de déformations lors d'une trempe ultérieure. Mais ce chauffage à température élevée provoque une cristallisation grossière qui diminue la résilience du métal. Un deuxième recuit, qui permettra d'obtenir une cristallisation plus fine, est donc souvent nécessaire.
Le recuit de recristallisation
C'est un recuit de régénération destiné à faire recristalliser un acier pour obtenir un grain plus fin, après un recuit de stabilisation. On l'utilise également pour régulariser les effets des contraintes provoquées par la déformation à froid à une température inférieure : (emboutissage par exemple), les parties extérieures des pièces ainsi façonnées étant plus écrouies qu'à cœur. Dans ce cas, la structure cristalline du métal a été d'autant plus modifiée que les contraintes de déformation ont été plus importantes. Ce traitement est absolument nécessaire entre chaque opération de déformation importante.