5 • Les alliages métalliques
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5.3 Les alliages binaires
(à chaque instant la diffusion assure son homogénéisation complète –
ceci correspond à la définition des conditions d’équilibre). À cette température T la règle des segments inverses permet d’écrire :
• proportion de liquide = MD/CD,
• proportion de phase solide = CM/CD;
– quand T = T s les dernières fractions de liquide se solidifient; elles ont
la composition C f c’est-à-dire qu’elles sont plus pauvres en A que l’alliage
initial. Par contre, la composition finale de la phase solide (homogénéisée
par la diffusion qui est supposée totale) devient celle de l’alliage initial.
La courbe qui décrit l’évolution de T l avec la composition est dite « liquidus »; elle limite vers le haut le domaine d’existence de la phase solide.
La courbe qui décrit l’évolution de T s avec la composition est dite « solidus »; elle limite vers le bas le domaine d’existence de la phase liquide.
Il faut rappeler que le processus de solidification procède par germination
des grains suivie de la croissance de ceux-ci. Ici il apparaît une phase
solide unique dont les germes sont de très petits cristaux formés selon le
système cristallin d’équilibre du métal à la température du liquidus. La
croissance de tels petits cristaux se fait selon des directions préférentielles
qui correspondent aux axes du système cristallin; ainsi un cristal cubique
pourra croître selon les trois directions de ses arêtes et un cristal hexagonal selon les quatre directions associées à ses quatre axes. La croissance
débute généralement selon la direction la plus voisine de celle dans laquelle
s’écoule la chaleur mais, par la suite un cristal ainsi formé peut croître
selon ses deux (structures cubiques) ou trois (structure hexagonale) autres
directions préférentielles. Le cristal se ramifie ainsi et prend la forme de
ces cristaux particuliers que l’on nomme « dendrites » (figure 5.3). La croissance de ces cristaux s’arrête quand ils arrivent au contact des autres cristaux en cours, eux aussi, de croissance.
Après achèvement de la solidification, un phénomène particulier peut
apparaître avec certains systèmes binaires dans lesquels, aux températures auxquelles la solidification s’achève, l’élément A est totalement soluble dans le métal M alors qu’à des températures plus basses les solubilités
réciproques de A dans M et de M dans A cessent d’être totales. Ces solubilités diminuent et deux courbes traduisant les nouvelles limites de
solubilité apparaissent (figure 5.4). Ces deux courbes se rejoignent à la
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5.3 Les alliages binaires
(à chaque instant la diffusion assure son homogénéisation complète –
ceci correspond à la définition des conditions d’équilibre). À cette température T la règle des segments inverses permet d’écrire :
• proportion de liquide = MD/CD,
• proportion de phase solide = CM/CD;
– quand T = T s les dernières fractions de liquide se solidifient; elles ont
la composition C f c’est-à-dire qu’elles sont plus pauvres en A que l’alliage
initial. Par contre, la composition finale de la phase solide (homogénéisée
par la diffusion qui est supposée totale) devient celle de l’alliage initial.
La courbe qui décrit l’évolution de T l avec la composition est dite « liquidus »; elle limite vers le haut le domaine d’existence de la phase solide.
La courbe qui décrit l’évolution de T s avec la composition est dite « solidus »; elle limite vers le bas le domaine d’existence de la phase liquide.
Il faut rappeler que le processus de solidification procède par germination
des grains suivie de la croissance de ceux-ci. Ici il apparaît une phase
solide unique dont les germes sont de très petits cristaux formés selon le
système cristallin d’équilibre du métal à la température du liquidus. La
croissance de tels petits cristaux se fait selon des directions préférentielles
qui correspondent aux axes du système cristallin; ainsi un cristal cubique
pourra croître selon les trois directions de ses arêtes et un cristal hexagonal selon les quatre directions associées à ses quatre axes. La croissance
débute généralement selon la direction la plus voisine de celle dans laquelle
s’écoule la chaleur mais, par la suite un cristal ainsi formé peut croître
selon ses deux (structures cubiques) ou trois (structure hexagonale) autres
directions préférentielles. Le cristal se ramifie ainsi et prend la forme de
ces cristaux particuliers que l’on nomme « dendrites » (figure 5.3). La croissance de ces cristaux s’arrête quand ils arrivent au contact des autres cristaux en cours, eux aussi, de croissance.
Après achèvement de la solidification, un phénomène particulier peut
apparaître avec certains systèmes binaires dans lesquels, aux températures auxquelles la solidification s’achève, l’élément A est totalement soluble dans le métal M alors qu’à des températures plus basses les solubilités
réciproques de A dans M et de M dans A cessent d’être totales. Ces solubilités diminuent et deux courbes traduisant les nouvelles limites de
solubilité apparaissent (figure 5.4). Ces deux courbes se rejoignent à la