12 • Le fer et ses alliages
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
dans l’austénite voisine; cet appauvrissement permet la formation de
grains de ferrite à la périphérie du grain de cémentite ce qui stoppe sa
croissance.
Ainsi donc les grains des deux phases qui se forment (ferrite et cémentite)
seront petits (leur croissance est interrompue) et intimement mélangés;
ils constituent ce que l’on appelle un agrégat eutectoïde qui, ici, prend le
nom de « perlite ».
Si la teneur en carbone de l’alliage fer/carbone est inférieure à 0,77 %, la
transformation débute dans le domaine fer α + fer γ (figure 12.2) en donnant des grains de ferrite pauvres en carbone (l’évolution de la teneur
moyenne est donnée par la courbe IH) cet élément se concentrant dans
l’austénite non encore transformée qui s’enrichit (selon les teneurs définies, à chaque température, par la courbe DE). Arrivée à 727 °C l’austénite
non encore transformée se trouve saturée en carbone et se transforme
alors en perlite comme indiqué ci-dessus. On est convenu d’appeler ici
Ae 3
1 (et plus pratiquement Ac 3 ) la température à laquelle commence la
transformation, et Ae 1 (et plus pratiquement Ac 1 ) la température (ici
727 °C) à laquelle elle s’achève. Après retour à la température ambiante
l’alliage est constitué de ferrite et de cémentite mais nous préférons dire
qu’il est formé :
– de ferrite pro-eutectoïde (ou pro-perlitique),
– d’agrégat eutectoïde (ou perlite);
car ses propriétés mécaniques évolueront entre :
– la faible résistance des grains relativement gros de ferrite pro-perlitique;
– et la résistance plus élevée des plages de perlite formées de petits grains
de ferrite (durcissement par effet de taille de grain) soutenus par de grains
de cémentite dure (de l’ordre de 800 à 1 000 HV).
Si la teneur de l’alliage fer/carbone est supérieure à 0,77 % de carbone, le
refroidissement engendre tout d’abord une sursaturation de l’austénite qui
déclenche une précipitation de cémentite (ou de graphite dans certaines
fontes) qui appauvrit l’austénite (selon les teneurs définies, à chaque
1. e pour température d’équilibre, c pour température mesurée au chauffage à 150-300 °C/h.
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
dans l’austénite voisine; cet appauvrissement permet la formation de
grains de ferrite à la périphérie du grain de cémentite ce qui stoppe sa
croissance.
Ainsi donc les grains des deux phases qui se forment (ferrite et cémentite)
seront petits (leur croissance est interrompue) et intimement mélangés;
ils constituent ce que l’on appelle un agrégat eutectoïde qui, ici, prend le
nom de « perlite ».
Si la teneur en carbone de l’alliage fer/carbone est inférieure à 0,77 %, la
transformation débute dans le domaine fer α + fer γ (figure 12.2) en donnant des grains de ferrite pauvres en carbone (l’évolution de la teneur
moyenne est donnée par la courbe IH) cet élément se concentrant dans
l’austénite non encore transformée qui s’enrichit (selon les teneurs définies, à chaque température, par la courbe DE). Arrivée à 727 °C l’austénite
non encore transformée se trouve saturée en carbone et se transforme
alors en perlite comme indiqué ci-dessus. On est convenu d’appeler ici
Ae 3
1 (et plus pratiquement Ac 3 ) la température à laquelle commence la
transformation, et Ae 1 (et plus pratiquement Ac 1 ) la température (ici
727 °C) à laquelle elle s’achève. Après retour à la température ambiante
l’alliage est constitué de ferrite et de cémentite mais nous préférons dire
qu’il est formé :
– de ferrite pro-eutectoïde (ou pro-perlitique),
– d’agrégat eutectoïde (ou perlite);
car ses propriétés mécaniques évolueront entre :
– la faible résistance des grains relativement gros de ferrite pro-perlitique;
– et la résistance plus élevée des plages de perlite formées de petits grains
de ferrite (durcissement par effet de taille de grain) soutenus par de grains
de cémentite dure (de l’ordre de 800 à 1 000 HV).
Si la teneur de l’alliage fer/carbone est supérieure à 0,77 % de carbone, le
refroidissement engendre tout d’abord une sursaturation de l’austénite qui
déclenche une précipitation de cémentite (ou de graphite dans certaines
fontes) qui appauvrit l’austénite (selon les teneurs définies, à chaque
1. e pour température d’équilibre, c pour température mesurée au chauffage à 150-300 °C/h.