12 • Le fer et ses alliages
288
12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
À l’examen du diagramme d’équilibre Fe/Fe 3 C (voir figure 12.2) on constate que les transformations structurales au cours desquelles, à l’état
solide, le fer γ passe à l’état α peuvent se développer, à l’équilibre, dans
deux domaines :
– le domaine IEH repéré fer α + fer γ;
– le domaine EDGF repéré fer γ + cémentite.
Ces deux domaines ont en commun le point E correspondant à une température de 727 °C et à une teneur en carbone de 0,77 % (en poids); un
alliage ayant cette composition subit à 727 °C une transformation eutectoïde qui s’écrit :
Fer γ à 0,77 % de C → Fer α à 0,02 % de C + Fe 3 C
et qui, par application de la règle des segments inverses, met en jeu les
proportions suivantes :
• 100 % de fer γ à 0,77 % de C;
• 88,8 % de fer α à 0,02 % de C;
• 11,2 % de cémentite à 6,69 % de C.
Après retour à la température ambiante les proportions des phases restantes deviennent (par suite de la baisse de la solubilité du carbone dans
le fer α de 0,02 % à pratiquement 0 %) :
• 88,5 % de fer α à 0 % de C;
• 11,5 % de cémentite à 6,69 % de C.
Cette transformation se fait au refroidissement (à température constante –
application de la règle des phases avec deux constituants indépendants et
trois phases en présence simultanément) dans les conditions suivantes :
– la formation d’un grain de ferrite (fer α à 0,02 % de C) dans la phase
austénitique (fer γ à 0,77 % de C) tend à rejeter tout le carbone présent
dans l’austénite voisine; mais celle-ci est déjà saturée (voir la limite de
solubilité du carbone dans le fer γ définie par la courbe DE; à 727 °C
cette limite est de 0,77 %), il se produit donc une précipitation de cémentite Fe 3 C à la périphérie du grain de ferrite ce qui stoppe sa croissance;
– la formation d’un grain de cémentite (carbure de fer à 6,69 % C) dans
la phase austénitique (fer γ à 0,77 % de C) absorbe le carbone présent
288
12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
À l’examen du diagramme d’équilibre Fe/Fe 3 C (voir figure 12.2) on constate que les transformations structurales au cours desquelles, à l’état
solide, le fer γ passe à l’état α peuvent se développer, à l’équilibre, dans
deux domaines :
– le domaine IEH repéré fer α + fer γ;
– le domaine EDGF repéré fer γ + cémentite.
Ces deux domaines ont en commun le point E correspondant à une température de 727 °C et à une teneur en carbone de 0,77 % (en poids); un
alliage ayant cette composition subit à 727 °C une transformation eutectoïde qui s’écrit :
Fer γ à 0,77 % de C → Fer α à 0,02 % de C + Fe 3 C
et qui, par application de la règle des segments inverses, met en jeu les
proportions suivantes :
• 100 % de fer γ à 0,77 % de C;
• 88,8 % de fer α à 0,02 % de C;
• 11,2 % de cémentite à 6,69 % de C.
Après retour à la température ambiante les proportions des phases restantes deviennent (par suite de la baisse de la solubilité du carbone dans
le fer α de 0,02 % à pratiquement 0 %) :
• 88,5 % de fer α à 0 % de C;
• 11,5 % de cémentite à 6,69 % de C.
Cette transformation se fait au refroidissement (à température constante –
application de la règle des phases avec deux constituants indépendants et
trois phases en présence simultanément) dans les conditions suivantes :
– la formation d’un grain de ferrite (fer α à 0,02 % de C) dans la phase
austénitique (fer γ à 0,77 % de C) tend à rejeter tout le carbone présent
dans l’austénite voisine; mais celle-ci est déjà saturée (voir la limite de
solubilité du carbone dans le fer γ définie par la courbe DE; à 727 °C
cette limite est de 0,77 %), il se produit donc une précipitation de cémentite Fe 3 C à la périphérie du grain de ferrite ce qui stoppe sa croissance;
– la formation d’un grain de cémentite (carbure de fer à 6,69 % C) dans
la phase austénitique (fer γ à 0,77 % de C) absorbe le carbone présent