Commencer la métallurgie

1) Les bases en métallurgie

Ce qu’on appelle l’état d’équilibre en métallurgie signifie l’état initial, ou l’état recuit qui lui aussi correspond aussi à un retour à l’état initial après traitement thermique (montée et descente lente et prolongée en température afin de permettre la relaxation de contraintes mécaniques ou thermiques. Lors du recuit, les grains de matière se reforment et retrouvent l’état d’équilibre.

Les grains d’un acier. Ils sont délimités par des joints apparaissant en sombre:

Grain de ferrite
Grain de ferrite

Une phase en métallurgie est le motif « répétitif » qui créé le constituant:

Phase ferrite dans acier à 0.4%C
Phase dans acier à 0.4%C

A partir de là on peut parler d’aciers hypoeutectoïdes, eutectoïdes et hypereutectoïdes.

Les aciers hypoeutectoïdes sont des aciers dont le pourcentage de carbone est compris entre 0 et 0,85% de Carbone.
Les aciers eutectoïdes sont des aciers dont le pourcentage de carbone est égal à 0,85% de Carbone.
Les aciers hypereutectoïdes sont des aciers dont le pourcentage de carbone est compris entre 0,85 et 1,7% de Carbone. (ou 2,1% selon d’autres auteurs)

Sur les diagrammes (diagramme fer/carbone, fer/cémentite, fer/carbure de fer) on place le point eutectoïde à 0,85% de C et 723°C.

Les aciers hypoeutectoïdes sont constitués de ferrite (appelée α dans les diagrammes) et de perlite (appelée α + Fe3C(cémentite) dans les diagrammes). La perlite se présente sous forme d’îlots aux joints des grains.

Les aciers hypereutectoïdes sont constitués de cémentite (Fe3C) et de perlite (appelée α + Fe3C(cémentite) dans les diagrammes). La perlite se présente sous forme d’îlots aux joints des grains. J’insiste pour la compréhension.

Les aciers eutectoïdes sont constitués de perlite (appelée α + Fe3C(cémentite) dans les diagrammes). La perlite se présente sous forme d’îlots aux joints des grains. J’insiste vraiment vraiment pour la compréhension.

Si on reprends ces quelques termes:

2) La ferrite

– La ferrite (appelée aussi Fer α) qui peut se présenter sous 2 formes:
une structure ayant l’apparence d’une cellule ou celle d’aiguilles. Ce type de structure est obtenu lorsque le refroidissement des pièces chauffées (par soudage par exemple) est très lent.
La ferrite est malléable (peut se forger facilement) et ductile (peut s’étirer sans se rompre). Dureté de 80 à 100HB. La ferrite est magnétique jusqu’à 770°C (C’est le point de Curie. Température à laquelle un matériau ferromagnétique perd son magnétisme)

La ferrite
La ferrite

3) L’austénite

– L’austénite (appelée aussi Fer ɣ) est un constituant qui n’existe pas à température ambiante. L’austénite n’existe qu’a haute température sauf si des éléments tels que le Nickel, le Manganèse sont ajoutés. L’austénite est très ductile. Dureté de 250 à 300HB.

4) La cémentite

– La cémentite (Carbure de Fer ou Fe3C) est un composé contenant du Fer et 6,7% de Carbone. Elle est très fragile et sa dureté est de 700HB.

5) La perlite

– La perlite est un agrégat (association) de ferrite(Fer α) et de cémentite(Fe3C) qui apparaît lors du refroidissement. Elle est ductile et sa dureté est de 200 à 250 HB. Elle apparait souvent sous forme lamellaire(1er schéma ci-dessous) et dans certains conditions précises sous forme globulaire.(2ème schéma )

Perlite 2
La perlite

6) La martensite

– La martensite est un constituant issu de trempe. L’aspect du constituant se présente sous forme d’aiguilles. C’est une ferrite sursaturée en carbone. Elle est très dure et en fonction de la teneur en carbone on aura des duretés allant de 500 à 650HB.

7) La troostite

– La troostite est aussi un agrégat lamellaire semblable à la perlite mais dont les dimensions sont ultra-microscopiques et dont la dureté est plus élevée (400HB)

8) La bainite

– La bainite est un constituant dont l’aspect ressemble à celui de la martensite. On a une dureté de 400HB environ. Cette structure est obtenue par trempe d’aciers faiblement alliés.

9) La sorbite

– La sorbite est un constituant qui se forme au cours du réchauffage (revenu) d’un acier martensitique trempé. Son aspect est semblable à celui de la ferrite avec de fins carbures de fer (cémentite Fe3C). Très bonne résilience et dureté de 250 à 400HB.

 

vous pouvez aussi consulter:

L’ensemble des cours de métallurgie et de soudage

Le diagramme fer carbone

Les fissures à chaud

Une autre approche de la métallurgie par Michel IWS

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