Carole DESSOLIN Étude multi-expérimentale des évolutions ...

Partie I. Bibliographie
Tableau 2 : évolution des aciers à haute résistance chez Aubert & Duval [RAV85]
C Cr Ni Mo Nb
Ta
Z15 CN 17-03 0,16 17 2
Z12 CND 16-04 0,15 16 4 3 0,1 0,1 0,1
Z8 CND 16-04
~ APX4
Z6 CNU 17-04
17-4 PH
EZ6 CNU 15-05
15-5 PH
0,07 16 4 1
0,05 17 4
0,05 15 5
EZ2 CNDAT 12-09 0,02 12 9 2
0,4
0,3
Ti N2 Cu Al
0,3
4
3
0,7
Rm
(MPa)
Rp0,2
(MPa)
1000 750 KCU : 50
1400 1100 KCU : 50
1300 1000 KCU : 30
1600 1200 KCU : 20
Résilience
(KCU en J/cm² ou KV en J)
long travers
1000 750 KCU : 200 KCU : 120
1200 900 KCU : 150 KCU : 100
1100 1020 KV : 80 KV : 20
1400 1250 KV : 10 KV : 5
1100 1000 KV : 120 KV : 100
1250 1150 KV : 60 KV : 40
1250 1200 KV : 150 KV : 120
1450 1350 KV : 40 KV : 20
Les premiers aciers inoxydables à haute résistance en traction présentaient en contrepartie des
caractéristiques de ductilité limitées (Z15 CN 17-03 et Z12 CND 16-04). En effet, l’augmentation
de la teneur en carbone destinée à élever la résistance de la martensite a pour effet secondaire
la formation de carbures de chrome qui conduit à une fragilité en rupture par choc et à un
mauvais comportement vis-à-vis de la corrosion.
Pour combiner inoxydabilité, soudabilité, haute résistance et ductilité, il a donc fallu diminuer
la teneur en carbone. Mais cet élément avait également pour rôle de favoriser la formation
d’austénite { haute température (pour pouvoir obtenir une structure majoritairement
martensitique au refroidissement). Pour compenser sa diminution, il a donc fallu ajouter un
élément jouant le même rôle : par exemple, le nickel (cas du Z8 CND 16-04, du Z6 CNU 17-04,
du EZ6 CNU 15-05 et du EZ2 CNDAT 12-09). Cet élément présente l’avantage de limiter la
quantité de ferrite δ (qui amoindrit la résistance mécanique) lors des traitements thermiques à
haute température. D’autre part, en jouant sur sa concentration, on peut ajuster la température
de transformation martensitique et donc la quantité d’austénite résiduelle retenue {
température ambiante.
Une autre solution consiste { introduire des éléments d’addition qui vont provoquer une
précipitation durcissante, comme le cuivre dans le cas du 17.4 PH et du 15.5 PH.
Parmi les aciers présentés dans le Tableau 2, le Z8 CND 16-04, correspondant à l’APX4 actuel
(objet de l’étude), ne présente pas le Rm le plus élevé mais il présente les meilleures propriétés
de résilience. De plus, l’addition de molybdène favorise la résistance à la corrosion. Il est donc
le plus approprié { l’application que nous avons définie.
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