EP0013654A1 - Procédé de traitement thermique de l'acier et de contrôle dudit traitement; acier ainsi obtenu - Google Patents
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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.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Selon encore une autre caractéristique de l'invention l'oxyde de carbone provient de la décomposition à chaud du méthanol selon la réaction
- 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.
- 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.
- On obtient ainsi des pièces ayant une carbonitruration homogène et sans dépôts de suies quelle que soit la configuration des pièces traitées.
- La valeur du pourcentage en NH3 est choisie en fonction de l'acier traité et du degré de nitruration désiré.
- 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) :
- 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.
- 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.
- 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.
- L'invention vise également les aciers obtenus par le procédé de traitement sus-mentionné.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 :
- 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.
- 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 :
- 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 %.
- 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.
- Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :
- 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.
- 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.
- Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :
- 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.
- 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.
- Les compositions des atmosphères d'entrée et de sortie du four étaient les suivantes :
- 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)
- 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 :
- 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.
- L'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits ci-dessus qui n'ont été donnés qu'à titre illustratif mais non limitatif.
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.
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.
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.
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-
ledit méthanol étant introduit dans le mélange précité.
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.
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.
7. - Acier obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0027649A1 (fr) * | 1979-10-23 | 1981-04-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Procédé de recuit ou de recuit de sphéroidisation de métaux ferreux en atmosphère protectrice |
| EP0040094A1 (fr) * | 1980-05-12 | 1981-11-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Procédé de carburation par des atmosphères produites à partir d'un mélange azote-éthanol |
| FR2639252A1 (fr) * | 1988-11-24 | 1990-05-25 | Air Liquide | |
| FR2777910A1 (fr) * | 1998-04-27 | 1999-10-29 | Air Liquide | Procede de regulation du potentiel carbone d'une atmosphere de traitement thermique et procede de traitement thermique mettant en oeuvre une telle regulation |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4436696A (en) | 1981-05-20 | 1984-03-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for providing a uniform carbon distribution in ferrous compacts at high temperatures |
| US4415379A (en) * | 1981-09-15 | 1983-11-15 | The Boc Group, Inc. | Heat treatment processes |
| FR2524006B1 (fr) * | 1982-03-23 | 1985-10-11 | Air Liquide | Procede de durcissement superficiel de pieces metalliques |
| FR2527641A1 (fr) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de pieces metalliques par carburation |
| US4597807A (en) * | 1984-11-13 | 1986-07-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Accelerated carburizing method with discrete atmospheres |
| US5168200A (en) * | 1989-12-18 | 1992-12-01 | Payne Kenneth R | Automatic powered flowmeter valves and control thereof |
| JPH10503551A (ja) * | 1994-04-25 | 1998-03-31 | スターム ラガー アンド カンパニー インコーポレイテッド | チタン部品の処理方法 |
| US6074493A (en) * | 1994-06-15 | 2000-06-13 | Kawasaki Steel Corporation | Method of continuously carburizing metal strip |
| WO1997014820A1 (fr) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sturm, Ruger & Company, Inc. | Procede de traitement de pieces en titane |
| JP3960697B2 (ja) * | 1998-12-10 | 2007-08-15 | 株式会社日本テクノ | 浸炭および浸炭窒化処理方法 |
| DE10003526A1 (de) * | 2000-01-27 | 2001-08-09 | Messer Griesheim Gmbh Frankfur | Verfahren zum Karbonitrieren von kohlenstoffreichen und hochlegierten Stählen |
| FR2821362B1 (fr) * | 2001-02-23 | 2003-06-13 | Etudes Const Mecaniques | Procede de cementation basse pression |
| DE10221605A1 (de) * | 2002-05-15 | 2003-12-04 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke |
| EP3168314A1 (fr) * | 2015-11-13 | 2017-05-17 | Air Liquide Deutschland GmbH | Procédé de traitement thermique de pièces métalliques |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1116055A (fr) * | 1954-12-18 | 1956-05-03 | Renault | Procédé de préparation de gaz pour la cémentation de l'acier ou la protection des aciers contre l'oxydation ou la décarburation |
| FR1150079A (fr) * | 1956-04-26 | 1958-01-07 | Renault | Procédé de préparation d'atmosphère pour traitement thermique des métaux |
| FR67920E (fr) * | 1955-06-10 | 1958-03-26 | Renault | Procédé de préparation de gaz pour la cémentation de l'acier ou la protection des aciers contre l'oxydation ou la décarburation |
| FR1578942A (fr) * | 1968-05-09 | 1969-08-22 | ||
| FR2258456A1 (fr) * | 1974-01-18 | 1975-08-18 | Messer Griesheim Gmbh | |
| FR2388896A2 (fr) * | 1977-04-27 | 1978-11-24 | Air Prod & Chem | Procede de traitement thermique de metaux ferreux |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3011873A (en) * | 1959-01-30 | 1961-12-05 | Leeds & Northrup Co | Measurement and control of constituent potentials |
| NL121448C (fr) * | 1961-07-17 | 1900-01-01 | ||
| US3693409A (en) * | 1970-10-12 | 1972-09-26 | Tokyo Gas Co Ltd | Method and apparatus for measuring the carbon potential in gas atmospheres |
| JPS5120171B2 (fr) * | 1971-11-24 | 1976-06-23 | ||
| US4035203A (en) * | 1973-12-21 | 1977-07-12 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for the heat-treatment of steel and for the control of said treatment |
| FR2285461A1 (fr) * | 1974-09-20 | 1976-04-16 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de l'acier en atmosphere reductrice et non decarburante |
| US3946817A (en) * | 1974-12-23 | 1976-03-30 | Hughes Tool Company | Differentially carburized rock bit cutter |
| US4188242A (en) * | 1975-10-16 | 1980-02-12 | Hughes Tool Company | Combination carburizing and boronizing methods |
| US4049472A (en) * | 1975-12-22 | 1977-09-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Atmosphere compositions and methods of using same for surface treating ferrous metals |
| JPS5277836A (en) * | 1975-12-23 | 1977-06-30 | Fujikoshi Kk | Surface treatment of martensitic stainless steel |
| US4145232A (en) * | 1977-06-03 | 1979-03-20 | Union Carbide Corporation | Process for carburizing steel |
| US4175986A (en) * | 1978-10-19 | 1979-11-27 | Trw Inc. | Inert carrier gas heat treating control process |
| US4208224A (en) * | 1978-11-22 | 1980-06-17 | Airco, Inc. | Heat treatment processes utilizing H2 O additions |
-
1979
- 1979-01-15 FR FR7900872A patent/FR2446322A2/fr active Granted
- 1979-12-28 ZA ZA00797062A patent/ZA797062B/xx unknown
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-
1980
- 1980-01-08 AU AU54449/80A patent/AU524217B2/en not_active Ceased
- 1980-01-11 IT IT19164/80A patent/IT1130857B/it active
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- 1980-01-15 AR AR279636A patent/AR221133A1/es active
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321613A patent/JPS63241158A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1116055A (fr) * | 1954-12-18 | 1956-05-03 | Renault | Procédé de préparation de gaz pour la cémentation de l'acier ou la protection des aciers contre l'oxydation ou la décarburation |
| FR67920E (fr) * | 1955-06-10 | 1958-03-26 | Renault | Procédé de préparation de gaz pour la cémentation de l'acier ou la protection des aciers contre l'oxydation ou la décarburation |
| FR1150079A (fr) * | 1956-04-26 | 1958-01-07 | Renault | Procédé de préparation d'atmosphère pour traitement thermique des métaux |
| FR1578942A (fr) * | 1968-05-09 | 1969-08-22 | ||
| FR2258456A1 (fr) * | 1974-01-18 | 1975-08-18 | Messer Griesheim Gmbh | |
| FR2388896A2 (fr) * | 1977-04-27 | 1978-11-24 | Air Prod & Chem | Procede de traitement thermique de metaux ferreux |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0027649A1 (fr) * | 1979-10-23 | 1981-04-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Procédé de recuit ou de recuit de sphéroidisation de métaux ferreux en atmosphère protectrice |
| EP0040094A1 (fr) * | 1980-05-12 | 1981-11-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Procédé de carburation par des atmosphères produites à partir d'un mélange azote-éthanol |
| FR2639252A1 (fr) * | 1988-11-24 | 1990-05-25 | Air Liquide | |
| EP0370872A1 (fr) * | 1988-11-24 | 1990-05-30 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé d'élaboration d'une atmosphère de traitement thermique par séparation d'air par adsorption |
| FR2777910A1 (fr) * | 1998-04-27 | 1999-10-29 | Air Liquide | Procede de regulation du potentiel carbone d'une atmosphere de traitement thermique et procede de traitement thermique mettant en oeuvre une telle regulation |
| WO1999055921A1 (fr) * | 1998-04-27 | 1999-11-04 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de cementation ou carbonitruration de pieces metalliques |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| AU5444980A (en) | 1980-07-24 |
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