6 • Changements d’états
des alliages métalliques
167
6.2 Les transformations à l’état solide
en conditions industrielles
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
■ Formation d’un précipité
Dans des conditions industrielles, la formation d’un précipité intervient
lorsque l’élément d’alliage qui va le constituer est soluble à haute température et que, par ailleurs, sa solubilité diminue sensiblement avec la température. La solution solide, formée d’une seule phase, doit alors se
désaturer : l’élément d’alliage en sursaturation précipite donc sous forme
d’une autre phase qui peut être :
– l’élément d’alliage à l’état pur;
– une solution solide du métal de base dans l’élément d’alliage;
– un composé défini formé par le métal de base et l’élément d’alliage.
Ce processus passe normalement par une étape de germination suivie
d’une étape de croissance (voir § 4.2.4). Mais, suivant les conditions de
refroidissement, les germes peuvent avoir des difficultés à atteindre la
taille critique du fait qu’ils doivent le faire à des températures trop basses. Ainsi plus le refroidissement est rapide, plus la précipitation est
retardée et gênée; à l’extrême, le refroidissement peut s’achever sans que
la précipitation ait pu se faire ce qui conduit à un état sursaturé hors
équilibre.
Si, à haute température, les précipités n’étaient pas totalement dissous,
l’élément en sursaturation peut précipiter sur les grains existants; le
stade de germination est absent. Mais, de ce fait, la taille des grains est
grande. La précipitation est alors pilotée par la diffusion qui doit apporter l’élément en sursaturation.
■ Changement de structure cristalline du métal de base
On a vu que, lorsqu’un métal M constitutif d’un alliage subit une transformation allotropique (voir § 5.3.2, « Changement de structure cristalline d’un métal formant l’alliage ») lors des variations de température, le
changement correspondant d’état cristallin se fait au sein de ceux des
cristaux de l’alliage qui sont constitués par la solution solide de l’élément
d’alliage A dans le métal M. Il apparaît une nouvelle phase qui est une
solution solide de A dans le métal M′ cristallisé selon sa nouvelle structure. Si la solubilité de A dans cette nouvelle phase est suffisante la transformation peut se poursuivre. Si elle est insuffisante, une phase riche en A
des alliages métalliques
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6.2 Les transformations à l’état solide
en conditions industrielles
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
■ Formation d’un précipité
Dans des conditions industrielles, la formation d’un précipité intervient
lorsque l’élément d’alliage qui va le constituer est soluble à haute température et que, par ailleurs, sa solubilité diminue sensiblement avec la température. La solution solide, formée d’une seule phase, doit alors se
désaturer : l’élément d’alliage en sursaturation précipite donc sous forme
d’une autre phase qui peut être :
– l’élément d’alliage à l’état pur;
– une solution solide du métal de base dans l’élément d’alliage;
– un composé défini formé par le métal de base et l’élément d’alliage.
Ce processus passe normalement par une étape de germination suivie
d’une étape de croissance (voir § 4.2.4). Mais, suivant les conditions de
refroidissement, les germes peuvent avoir des difficultés à atteindre la
taille critique du fait qu’ils doivent le faire à des températures trop basses. Ainsi plus le refroidissement est rapide, plus la précipitation est
retardée et gênée; à l’extrême, le refroidissement peut s’achever sans que
la précipitation ait pu se faire ce qui conduit à un état sursaturé hors
équilibre.
Si, à haute température, les précipités n’étaient pas totalement dissous,
l’élément en sursaturation peut précipiter sur les grains existants; le
stade de germination est absent. Mais, de ce fait, la taille des grains est
grande. La précipitation est alors pilotée par la diffusion qui doit apporter l’élément en sursaturation.
■ Changement de structure cristalline du métal de base
On a vu que, lorsqu’un métal M constitutif d’un alliage subit une transformation allotropique (voir § 5.3.2, « Changement de structure cristalline d’un métal formant l’alliage ») lors des variations de température, le
changement correspondant d’état cristallin se fait au sein de ceux des
cristaux de l’alliage qui sont constitués par la solution solide de l’élément
d’alliage A dans le métal M. Il apparaît une nouvelle phase qui est une
solution solide de A dans le métal M′ cristallisé selon sa nouvelle structure. Si la solubilité de A dans cette nouvelle phase est suffisante la transformation peut se poursuivre. Si elle est insuffisante, une phase riche en A