- Les éléments chimiques (Fer, Carbone…) sont désignés par leur symbole (Fe, C…), également pour les gaz.
- Les autres symboles (Θep, ELS…) sont résumés dans la fiche des symboles.
- “ANfA” signifie Aciers Non ou Faiblement Alliés ; “AFA” signifie Aciers Fortement Alliés ; Inox A/F/M/AF = Acier inoxydable Austénitique/Ferritique/Martensitique/Austéno-Ferritique
- MB = Matériau de base ; MA = Métal d’apport ; Ceq = Carbone équivalent ; EE = Electrode enrobée ; TT = Traitement thermique ; TTAS = Traitement thermique après soudage ; ZF = Zone de fusion ; ZAT = Zone affectée thermiquement ; ZL = Zone de liaison (entre la ZF et la ZAT) ; BF = Bain de fusion
Facteurs et prévention
Matériaux sensibles
Aciers CC surtout, avec courbe de transition ductile-fragile marquée
- inox F, inox M, ANfA,
- AFA selon système cristallin
Zone de risque
ZF, MB
Facteurs
- Présence d’azote N > 0.01% : dans l’acier, dans le gaz de protection, dans l’air (protection insuffisante)…
- Une structure sensible (CC) : ferritique
- Un peu d’écrouissage : par cintrage, pliage, roulage, redressage… pas besoin de beaucoup pour le favoriser.
- Traitement thermique dans la plage 250-500°c : pour les ANfA, accélère le phénomène de vieillissement
- Du temps : translation de la courbe de température de transtion ductile-fragile du matériau.
ATTENTION : Le vieillissement peut apparaître à n’importe quel endroit de la pièce, indépendamment du cordon de soudure, si le MB est mal choisi.
En pratique, il y a migration interstitielle vers le cœur des dislocations.
Prévention
- Vérifier les matériels, notamment le circuit de gaz et d’éventuelles fuites laissant pénétrer de l’air.
A noter que l’azote est γ-gène. Il peut être utile d’en mettre un peu dans le gaz de protection pour diminuer le taux de ferrite par rapport à l’austénite avec les inox AF.
Manifestation de ce risque
Il existe un phénomène d’évolution de propriétés à basse température en relation avec la diffusion d’atomes interstitiels mobiles de carbone et d’azote sous certaines conditions.
En pratique, l’azote décale la courbe de transition ductile fragile vers la droite (ainsi une température “ductile” devient “fragile” pour la même température) : les CM se dégradent par rapport à ce qui a été mesuré au début. On parle de “vieillissement” car ce déplacement de la courbe de transition se fait dans le temps.
- Matériaux CFC : courbe quasi plate, donc aucun impact de l’azote
- Matériaux CC : courbe en chicane, donc impact de l’azote
Un faible taux d’écrouissage suffit également à favoriser le vieillissement (par l’état de livraison ou simplement par formage, tel qu’un cintrage, pliage ou redressage post-soudage, en atelier).
Une structure ferritique est nécessaire pour être exposé (donc ANfA, Inox F, Inox M).
Cependant, lors d’un traitement de revenu sur des matériaux non à faiblement alliés, le vieillissement est quasi certain pour un traitement thermique opéré dans une plage de température de 300°-500°c (voire à partir de 250°c selon les sources). On cherchera donc à effectuer ce revenu dans une plage de température allant de 530°c à A1-50°c. Cela signifie aussi qu’un acier ne doit pas être à température de service supérieure à 300°c, à moins d’avoir été produit spécifiquement dans ce but (c’est même la norme qui l’impose). On le comprend, si on peut passer par cette température lors d’un cycle thermique, il est interdit d’y rester trop longtemps.
L’aluminium permet de lutter contre le vieillissement en s’associant avec l’azote et évite donc la formation de nitrures de fer. Il doit pour cela être en proportion double de l’azote (deux unités d’Al pour chaque unité de N). Ainsi les matériaux modernes sont, intrinsèquement, assez résistants au vieillissement.
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