Caracteristiques et choix des materiaux - TS - MediaMef

Le diagramme d’équilibre présente deux domaines, fer α + fer γ et fer γ + cémentite qui
ont en commun un point correspondant à 727°C et 0,77% de C (en poids); un tel alliage subit à
727°C une transformation eutectoïde
Fe γ Fe α + Fe3C
Les grains de ferrite et cémentite qui se forment sont petits et étroitement liés; ils constituent
un agrégat eutectoïde appelé perlite .
Les conditions dans lesquelles l’austénite se transforme en ferrite sont très importantes pour
l’obtention des caractéristiques mécaniques des alliages.
A 727 °C, si la teneur de l’alliage FE/C est inférieure à 0,77%, l’austénite qui reste se
transforme en perlite. A 20°C, l’alliage est constitué de ferrite et de perlite.
Ses propriétés sont intermédiaires entre
- la faible résistance due aux gros grains de ferrite
- la résistance plus élevée de la perlite
Si la teneur est supérieure à 0,77% de C, l’alliage à température ambiante est constitué de
ferrite et de cémentite et éventuellement de perlite et de graphite: ses propriétés sont celles de la
perlite fragilisée par les carbures.
Lors du refroidissement dans des conditions industrielles, qui sont hors équilibre car le
refroidissement est trop rapide, le déroulement de ces transformations est perturbé et peut même
être impossible.
On utilise alors un diagramme de refroidissement ou de transformation en continu
(diagrammes dits TRC) qui décrit les transformations effectuées dans ces conditions.
L’austénite peut se transformer en un mélange de petits grains de ferrite et de cémentite, la
bainite .
Il existe un domaine, au dessus de 310°C pour l’acier, dans lequel l’austénite se transforme
en fer α dont la structure est déformée par les atomes de carbone n’ayant pas eu le temps de
précipiter sous forme de carbures: c’est la martensite .
Elle donne à l’alliage sa dureté mais peut, si C>0,1%, provoquer une fragilisation de
l’acier. Un revenu redonne une certaine ductilité en faisant précipiter le carbone.
Les éléments d’alliage modifient les conditions d’équilibre et les états d’équilibre.
- ils peuvent modifier la température d’apparition de la perlite et l’on distingue
- les éléments gammagènes qui abaissent cette température (Ni, Mg)
- les éléments alphagènes qui l’élèvent (Cr, Si, W, Ti, Mo)
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