Chap. 4.2 : les alliages à base de fer Flashcards
Où se trouvent les atomes de carbone dans les alliages au carbone ?
Carbone = atome assez petit
–> se place dans les sites interstitels
Quels sont les différents éléments que l’on peut retrouver dans un diagramme ?
- solutions solides ou liquide
- composés définis
- structures biphasé
Différence entre le point eutectique et le point eutectoïde ?
- eutectique : équilibre entre phase liquide et deux phases solides
- eutectoïde : équilibre entre 1 phase solide et deux phases solides
Dans le diagramme d’un acier au carbone, quelles sont les solutions solides qu’on observe ?
- α : la ferrite (CC)
- γ : l’austénite (CFC)
Dans le diagramme d’un acier au carbone, quel est le composé défini que l’on retrouve ?
La cémentite, à 6.7% de carbone
Dans le diagramme d’un acier au carbone, quelles sont les structures biphasées que l’on observe ?
- Perlite : α + cémentite sous forme de lamelles
- Lédéburite : γ + cémentite
Lien entre structure de α et γ et contraction ?
CFC (8 atomes /maille) + compact que CC (4 atomes/maille)
Quand on passe de la phase γ à la phase α, contraction : perte de volume car les atomes de carbone en trop s’en vont et donc on a une perte de volume
Que se passe-t-il quand le refroidissement est lent ?
Le processus de diffusion a le temps de se dérouler : le carbone présent en saturation dans la ferrite α, migre pour forme la cémentite, ce qui forme la perlite biphasée
Que se passe-t-il quand le refroidissement est rapide ?
La diffusion n’a pas le temps de se produire : il apparaît une nouvelle structure : la martensite (quadratique centrée).
Pourquoi est-ce que refroidissement implique contraction ?
- passage d’une structure CFC à CC
- moins d’agitation thermique –> les distances interatomiques diminuent = perte de volume, contraction globale
Quelle phase est nécessaire pour faire une trempe ?
la phase austénitique
Qu’est-ce qu’un mouvement coopératif ?
Chaque atome se déplace grâce au déplacement de ses voisins.
Comment se fait la transformation de l’austénite en martensite ?
Par cisaillement du réseau (vitesse du son) : les atomes se déplacent de façon coopérative jusqu’à leur nouvelle position.
MAIS : le volume occupé par la martensite est supérieur à celui de l’austénite (+4%) –> création de contraintes internes qui empêchent la réaction de se produire totalement. Donc il y a un mélange de martensite et d’austénite résiduelle.
Caractéristique de la martensite ?
Très dure (mais donc très fragile)
De quoi dépend la quantité de martensite formée ?
Indépendante du temps.
Débute à une température Ms qui varie en fonction du % de C (Ms diminue quand le % de C augmente)
Lien entre la structure de la martensite et le % de carbone ?
+ %C augmente, + le paramètre de la structure quadratique augmente.
Si le %C < 0.1% la maille de martensite ne se déforme pas en quadratique : reste en cubique
Chauffage par induction ?
Chauffage à la surface uniquement.
Permet de faire une trempe localisée, sans changer la structure du cœur.
Aciers inoxydables ?
Aciers avec en élément d’addition du chrome (au moins 12-13% pour protéger un acier).
Comment un acier inoxydable est-il protégé ?
Couche continue de Cr2O3 : continue
Acier inoxydable ferritique ?
%Cr > 12% : structure CC de la T ambiante jusqu’à Tf.
Ne peuvent pas être trempés.
Ductiles
Acier inoxydable martensitique ?
On augmente le carbone, ce qui augmente la phase austénitique –> on peut donc tremper et augmenter la dureté.
–> Durs
Aciers inoxydables austénitiques ?
Avec du Nickel.
Stabilise l’austénite à température ambiante (même si non stable à cette T° : la diffusion est trop lente pour avoir le temps de former de la ferrite)
Bonne ductilité et ténacité
Avantages des fontes par rapport aux aciers ?
Avec plus de carbone, on abaisse la Tf du fer –> on peut donc fondre dans des fours moins puissants, et pour moins chers.
Mais sont fragiles, et résistent mal aux contraintes de traction et aux chocs
Quelles sont les deux formes sous lesquelles peut se présenter le carbone contenu dans les fontes ?
- graphite –> fonte grise
- cémentite –> fonte blanche
Qu’est-ce qui distingue la fonte grise de la fonte blanche ?
Contient du silicium (entre 1 et 4%) qui favorise la formation de graphite plutôt que celle de cémentite.
Qu’est-ce qui distingue la fonte blanche de la fonte grise ?
Contient du manganèse –> favorise la formation de cémentite.
Propriétés de la fonte grise ?
Dépend de la morpho du graphite.
Mais le graphite confère à la fonte une excellente résistance à l’usure.
Ténacité faible, car lamelles de graphites sont fragiles.
Comment améliorer la résistance aux chocs de la fonte grise ?
Avec du graphite sous forme sphéroïdale, en ajoutant du Mg
