12 • Le fer et ses alliages
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12.4 Les différentes classes d’alliages de fer
cours de la solidification. Il est impossible, par chauffage, de mettre tout
le carbone présent en solution, à l’état solide; seule la fusion le permet.
Ce diagramme d’équilibre fer/carbure de fer fait apparaître un péritectique et un eutectique lors de la solidification et un eutectoïde lors des
transformations allotropiques du fer. Les éléments d’alliage introduits dans
les alliages fer/carbone modifient à la fois les conditions d’équilibre et les
états à l’équilibre (leur influence hors état d’équilibre sera décrite plus loin) :
– ils peuvent modifier les conditions de formation de l’agrégat eutectoïde
en modifiant la température à laquelle il apparaît (voir figure 12.3) et l’on
distingue alors :
• les éléments gammagènes qui abaissent cette température (parce qu’ils
augmentent la stabilité du fer γ et de ce fait abaissent les limites du
domaine d’existence de l’austénite); ce sont essentiellement le nickel
et le manganèse auxquels on peut ajouter le cuivre (peu utilisé comme
élément d’alliage),
• les éléments alphagènes qui relèvent cette température (parce qu’ils
augmentent la stabilité du fer α et de ce fait élèvent les limites du
domaine d’existence de la ferrite); ce sont les plus nombreux des
éléments d’alliage tels chrome, silicium, molybdène, vanadium, tungstène, titane;
– ils peuvent modifier la composition de la phase eutectoïde en intervenant dans la formation des carbures :
• soit en se substituant à une partie du fer contenu dans la cémentite
pour former une cémentite substituée M 3 C généralement plus fine;
c’est le cas du manganèse et partiellement celui du chrome et du
molybdène,
• soit en formant leur propre carbure dans lequel des atomes de fer
peuvent partiellement se substituer parfois à eux; ainsi font le chrome,
le molybdène, le tungstène, le vanadium, le titane, le niobium (les trois
derniers ne donnant que leur propre carbure).
12.4 Les différentes classes d’alliages de fer
Ici il est nécessaire de distinguer aciers et fontes.
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12.4 Les différentes classes d’alliages de fer
cours de la solidification. Il est impossible, par chauffage, de mettre tout
le carbone présent en solution, à l’état solide; seule la fusion le permet.
Ce diagramme d’équilibre fer/carbure de fer fait apparaître un péritectique et un eutectique lors de la solidification et un eutectoïde lors des
transformations allotropiques du fer. Les éléments d’alliage introduits dans
les alliages fer/carbone modifient à la fois les conditions d’équilibre et les
états à l’équilibre (leur influence hors état d’équilibre sera décrite plus loin) :
– ils peuvent modifier les conditions de formation de l’agrégat eutectoïde
en modifiant la température à laquelle il apparaît (voir figure 12.3) et l’on
distingue alors :
• les éléments gammagènes qui abaissent cette température (parce qu’ils
augmentent la stabilité du fer γ et de ce fait abaissent les limites du
domaine d’existence de l’austénite); ce sont essentiellement le nickel
et le manganèse auxquels on peut ajouter le cuivre (peu utilisé comme
élément d’alliage),
• les éléments alphagènes qui relèvent cette température (parce qu’ils
augmentent la stabilité du fer α et de ce fait élèvent les limites du
domaine d’existence de la ferrite); ce sont les plus nombreux des
éléments d’alliage tels chrome, silicium, molybdène, vanadium, tungstène, titane;
– ils peuvent modifier la composition de la phase eutectoïde en intervenant dans la formation des carbures :
• soit en se substituant à une partie du fer contenu dans la cémentite
pour former une cémentite substituée M 3 C généralement plus fine;
c’est le cas du manganèse et partiellement celui du chrome et du
molybdène,
• soit en formant leur propre carbure dans lequel des atomes de fer
peuvent partiellement se substituer parfois à eux; ainsi font le chrome,
le molybdène, le tungstène, le vanadium, le titane, le niobium (les trois
derniers ne donnant que leur propre carbure).
12.4 Les différentes classes d’alliages de fer
Ici il est nécessaire de distinguer aciers et fontes.