12 • Le fer et ses alliages
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
température, par la courbe DE). Arrivée à 727 °C l’austénite dont la
teneur en carbone est de 0,77 % se transforme en perlite comme indiqué
ci-dessus. On est convenu d’appeler ici Ae m (et plus pratiquement Ac m )
la température à laquelle commence la précipitation de cémentite (ou de
graphite dans certaines fontes) et Ae 1 (et plus pratiquement Ac 1 ) la température (ici 727 °C) à laquelle s’achève la transformation de l’austénite.
Après retour à la température ambiante l’alliage est constitué de ferrite et
de cémentite (et/ou de graphite) mais nous préférons dire qu’il est formé :
– de cémentite (et/ou de graphite) pro-eutectoïde (ou pro-perlitique),
– d’agrégat eutectoïde (ou perlite);
car ses propriétés mécaniques sont celles de la perlite à la fois durcie et
fragilisée par les carbures pro-perlitiques relativement grossiers.
Pour ce qui concerne les aciers, on tient compte, en fonction de la teneur
en carbone, des différences d’états d’équilibre (et de propriétés mécaniques) en distinguant :
– d’une part les aciers hypoeutectoïdes dont la structure d’équilibre à 20 °C
contient de la ferrite pro-eutectoïde (en absence d’éléments d’alliage la
teneur en carbone de ces aciers est comprise entre 0 et 0,77 %);
– d’autre part les aciers hypereutectoïdes dont la structure d’équilibre à
20 °C ne contient pas de ferrite pro-eutectoïde (en absence d’éléments
d’alliage la teneur en carbone de ces aciers est comprise entre 0,77 et
2,11 %).
En conditions industrielles, c’est-à-dire en conditions hors équilibre (car
le refroidissement industriel le plus lent est encore beaucoup trop rapide par
rapport aux équilibres), le déroulement de ces transformations est perturbé;
elles prennent du retard (car le refroidissement continu ne permet pas
un séjour suffisamment long à chaque température pour que l’évolution
se fasse à l’équilibre) ce qui les rejette vers des températures plus basses (voir
« Changements de structure cristalline du métal de base » au § 6.2.1).
Plus le refroidissement est rapide, plus le décalage est important; la température de l’alliage s’abaisse alors de manière telle que les transformations peuvent devenir très difficiles, il peut même leur être impossible
de se développer selon le schéma présenté plus haut. Pour décrire ce qui se
passe alors on trace le diagramme de transformations en refroidissement
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
température, par la courbe DE). Arrivée à 727 °C l’austénite dont la
teneur en carbone est de 0,77 % se transforme en perlite comme indiqué
ci-dessus. On est convenu d’appeler ici Ae m (et plus pratiquement Ac m )
la température à laquelle commence la précipitation de cémentite (ou de
graphite dans certaines fontes) et Ae 1 (et plus pratiquement Ac 1 ) la température (ici 727 °C) à laquelle s’achève la transformation de l’austénite.
Après retour à la température ambiante l’alliage est constitué de ferrite et
de cémentite (et/ou de graphite) mais nous préférons dire qu’il est formé :
– de cémentite (et/ou de graphite) pro-eutectoïde (ou pro-perlitique),
– d’agrégat eutectoïde (ou perlite);
car ses propriétés mécaniques sont celles de la perlite à la fois durcie et
fragilisée par les carbures pro-perlitiques relativement grossiers.
Pour ce qui concerne les aciers, on tient compte, en fonction de la teneur
en carbone, des différences d’états d’équilibre (et de propriétés mécaniques) en distinguant :
– d’une part les aciers hypoeutectoïdes dont la structure d’équilibre à 20 °C
contient de la ferrite pro-eutectoïde (en absence d’éléments d’alliage la
teneur en carbone de ces aciers est comprise entre 0 et 0,77 %);
– d’autre part les aciers hypereutectoïdes dont la structure d’équilibre à
20 °C ne contient pas de ferrite pro-eutectoïde (en absence d’éléments
d’alliage la teneur en carbone de ces aciers est comprise entre 0,77 et
2,11 %).
En conditions industrielles, c’est-à-dire en conditions hors équilibre (car
le refroidissement industriel le plus lent est encore beaucoup trop rapide par
rapport aux équilibres), le déroulement de ces transformations est perturbé;
elles prennent du retard (car le refroidissement continu ne permet pas
un séjour suffisamment long à chaque température pour que l’évolution
se fasse à l’équilibre) ce qui les rejette vers des températures plus basses (voir
« Changements de structure cristalline du métal de base » au § 6.2.1).
Plus le refroidissement est rapide, plus le décalage est important; la température de l’alliage s’abaisse alors de manière telle que les transformations peuvent devenir très difficiles, il peut même leur être impossible
de se développer selon le schéma présenté plus haut. Pour décrire ce qui se
passe alors on trace le diagramme de transformations en refroidissement