Carole DESSOLIN Étude multi-expérimentale des évolutions ...

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Tableau 27 : propriétés mécaniques de résilience mesurées en rupture par choc (géométrie mini-Charpy) : comparaison de l’APX4 S et de l’APX4 O ........................................................... 225 Tableau 28 : composition chimique de la martensite et de l’austénite, analysée par EDS au MET, sur lame mince (APX4O) ................................................................................................... 228 Tableau 29 : détermination du coefficient de joint soudé à différentes températures .............. 230 Tableau 30 : caractéristiques thermiques et mécaniques des traitements de laboratoire qui permettent d’accéder aux caractéristiques fixées par le cahier des charges .............................. 236 Tableau 31 : comparaison des propriétés mécaniques de l’état industriel avec les états traités en laboratoire définis précédemment d’après l’étude fondamentale .............................................. 236 Tableau 32 : résilience et limite d’élasticité de la soudure, comparées { celles de l’APX4 O et des états traités en laboratoire ........................................................................................................... 237 Tableau 33 : valeurs expérimentales de Cp pour l’APX4 .............................................................. 239 Tableau 34 : caractéristiques thermiques du X5CrNi18.10 .......................................................... 239 Tableau 35 : calcul des vitesses de refroidissement des points appartenant à la fois aux axes et aux pièces finales. .........................................................................................................................240 Tableau 36 : simulation VC, VR, Tmax ............................................................................................ 242 Tableau 37 : composition chimique des nuances étudiées dans le chapitre bibliographique, correspondant à la nuance X4CrNiMo16.5.1 (% massique) ......................................................... 253 Tableau 38 : composition chimique des nuances étudiées dans le chapitre bibliographique, voisine de la nuance X4CrNiMo16.5.1 (% massique) ................................................................... 253 Tableau 39 : fraction de phase en fonction de la température, calcul { l’équilibre thermodynamique, sous ThermoCalc.......................................................................................... 255 Tableau 40 : données microstructurales tirées des travaux antérieurs concernant le X4CrNiMo16.5.1 { l’état trempé .................................................................................................... 256 Tableau 41 : données microstructurales tirées des travaux antérieurs pour les nuances proches du X4CrNiMo16.5.1 { l’état trempé ............................................................................................... 257 Tableau 42 : quantité d’austénite résiduelle dans le X4CrNiMo16.5.1 { l’état trempé-revenu, d’après les travaux antérieurs ....................................................................................................... 258 Tableau 43 : quantité d’austénite résiduelle dans les nuances voisines du X4CrNiMo16.5.1 { l’état trempé-revenu, d’après les travaux antérieurs ................................................................... 259 Tableau 44 : propriétés mécaniques usuelles du X4CrNiMo16.5.1 { l’état trempé-revenu, d’après les travaux antérieurs .................................................................................................................. 260 Tableau 45 : dimensions des éprouvettes normalisées pour essais de rupture par choc .......... 265 Tableau 46 : caractéristiques du diffractomètre 3T2 ................................................................... 274 Tableau 47 : caractéristiques de la ligne MARS ........................................................................... 275 10
Liste des figures Figure 1 : variétés allotropiques du fer pur .................................................................................... 23 Figure 2 : représentation schématique du déplacement des atomes lors de la transformation martensitique, d’après Bletton [LAC90c] ...................................................................................... 24 Figure 3 : schéma de principe des évolutions métallurgiques engendrées par les traitements thermiques d’austénitisation, trempe et revenu ...........................................................................28 Figure 4 : schéma de principe de la dureté Vickers.......................................................................29 Figure 5 : courbe contrainte – déformation typique d’un matériau ductile .................................29 Figure 6 : enregistrement de la force en fonction du temps lors d’un essai Charpy et définitions des divers paramètres normalisés [FRA07] ................................................................................... 30 Figure 7 : intervalles des teneurs en éléments d’addition principaux des nuances étudiées ...... 33 Figure 8 : teneurs des éléments majoritaires des nuances étudiées (composition chimique complète en annexe A). .................................................................................................................. 34 Figure 9 : système Fe-Cr-C, section isoplète à 14 % de chrome [DUR03] .................................... 37 Figure 10 : système Fe-C-Cr-Ni, influence de la teneur en Ni sur le domaine austénitique (d’après [BRE83] cité par Bletton [LAC90c]) ................................................................................. 38 Figure 11 : évolution des phases en fonction de la température { l’équilibre thermodynamique, d’après ThermoCalc (base de données « TCFE6 ») ....................................................................... 39 Figure 12 : diagramme de Schaeffler [DEL60] ............................................................................... 40 Figure 13 : diagramme TRC de l’alliage Z06 CND17-04-02 pour une température d’austénitisation Ta = 1100°C [GHE85] ........................................................................................... 41 Figure 14 : évolution de la quantité de ferrite δ en fonction de la température d’austénitisation, Ta [A&D07] ...................................................................................................................................... 42 Figure 15 : quantité d’austénite résiduelle dans l’état trempé, γrés 1, en fonction de la vitesse de refroidissement, VR, après ta = 30 min d’austénitisation { Ta = 1050°C [A&D07] ......................... 43 Figure 16 : schéma de principe de la réversion M γ par processus diffusionnels ..................... 45 Figure 17 : effets du traitement de revenu selon la plage de température .................................... 47 Figure 18 : quantité d’austénite résiduelle { 20°C dans l’état trempé-revenu, γrés 2, en fonction de la température (X4CrNiMo16.5.1 : losanges verts ; aciers de la même famille : croix noires)..... 49 Figure 19 : représentation schématique de l’état trempé-revenu ................................................. 50 Figure 20 : limite d’élasticité { 20°C du X4CrNiMo16.5.1 (losanges verts) et des nuances proches (croix noires) en fonction de la température de traitement thermique ....................................... 51 Figure 21 : résistance à la rupture à 20°C du X4CrNiMo16.5.1 (losanges verts) et des nuances proches (croix noires) en fonction de la température de traitement thermique ......................... 52 Figure 22 : Rm et Rp0,2 en fonction de la dureté .............................................................................. 53 Figure 23 : dureté de l’APX4 (losanges verts : HV) et des nuances proches (croix vertes : HV ou HB et croix rouges : HRC) en fonction de la température de traitement thermique (données tabulées en annexe D) .................................................................................................................... 54 Figure 24 : énergie de rupture par choc à 20°C en fonction de la température de revenu (X4CrNiMo16.5.1 : losanges verts et jaunes et nuances proches : croix noires) ........................... 56 Figure 25 : relation empirique entre la striction et l’énergie de palier ductile* obtenue sur une grande variété d’aciers martensitiques 9 - 12 Cr avant et après traitement thermique à 400 – 600°C pendant 10 000 à 20 000 heures [BRA02] ........................................................................... 57 11
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