Carole DESSOLIN Étude multi-expérimentale des évolutions ...

16 % Cr
5 % Ni
Partie I. Bibliographie
Figure 10 : système Fe-C-Cr-Ni, influence de la teneur en Ni sur le domaine
austénitique (d’après [BRE83] cité par Bletton [LAC90c])
D’après la Figure 10, l’addition de 5 % de nickel { un système Fe - 16Cr - 0,05C abaisserait la
température inférieure du domaine de stabilité de l’austénite { 730°C environ (au lieu de 870°C
pour le système Fe - 14Cr - 0,06C).
Cependant, compte tenu de la complexité de la composition chimique du X4CrNiMo16.5.1, la
simple lecture des diagrammes de phases d’équilibre binaires voire ternaires ne permet pas
d’appréhender facilement les évolutions métallurgiques en température de cette nuance. Or,
depuis les années 1980 [SUN85], des scientifiques ont développé l’approche « CALPHAD » qui
a conduit notamment à la création de bases de données thermodynamiques pour les aciers
multi-alliés et des logiciels de calcul thermodynamique associés. En particulier, le logiciel
ThermoCalc a été développé pour permettre différents types de calculs thermodynamiques et
de diagrammes de phases, basés sur la minimisation de l’énergie de Gibbs. Il gère des
problèmes complexes impliquant l'interaction de nombreux éléments et phases. Il est donc
particulièrement adapté { l’étude des systèmes présentant un comportement éloigné des
systèmes simples (type alliage binaire). Il existe plusieurs bases de données, en fonction de la
famille de matériaux, celle qui concerne les aciers, ici mise en œuvre, s’appelle « TCFE6 ».
Dans le cadre de cette thèse, ont été calculées les évolutions de phase { l’équilibre
thermodynamique de l’APX4, via ThermoCalc, avec pour seule donnée d’entrée sa
composition chimique (composition exacte de la coulée utilisée industriellement). Nous avons
débuté le calcul { 1600°C puis la descente en température se fait pas { pas jusqu’{ 400°C (peu
fiable en dessous). Le logiciel calcule les phases les plus stables et leurs proportions respectives
à chaque température par minimisation de l’énergie de Gibbs. Le diagramme résultant est
représenté Figure 11 et les données numériques sont tabulées en annexe B.
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