12 • Le fer et ses alliages
293
12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
que les refroidissements considérés vont de refroidissements relativement
lents (qui peuvent être réalisés en four), revenant à 20 °C en un jour environ, à des refroidissements très rapides (trempe à l’eau de petites pièces).
Un tel diagramme décrit les domaines de températures dans lesquels se
produisent les transformations structurales, domaines qui se situent tous
au-dessous de Ac 3 ou Ac m et à des températures d’autant plus basses que
le refroidissement est plus rapide. On distingue sur ce diagramme :
– un domaine, en haut et à gauche et repéré « A » (pour austénite) ou « A
+ C » (pour austénite + carbures si tout le carbone n’est pas dissous),
dans lequel l’austénite formée à haute température (ici 850 °C) n’est
pas encore transformée;
– seulement pour un acier hypoeutectoïde, un domaine repéré « A + F »
(pour austénite + ferrite) dans lequel l’austénite se transforme partiellement en ferrite (pro-eutectoïde) pendant que le reste de l’austénite
s’enrichit en carbone;
– un domaine repéré « A + F + C » (pour austénite + ferrite + carbures)
ou « A + P » (pour austénite + perlite) au-dessus de 500 °C dans lequel
l’austénite enrichie en carbone au cours de la traversée du domaine précédent se transforme en perlite;
– un domaine repéré « A + F + C » ou « A + B » au-dessous de 550/500 °C
environ dans lequel l’austénite se transforme en « bainite » qui est un
mélange de petits grains de ferrite et de petits grains de cémentite intergranulaires (d’où les symboles A + F + C pour austénite + ferrite + cémentite ou A + B pour austénite + bainite). On distingue généralement :
• la bainite supérieure formée à relativement haute température (400/
500 °C); agrégat assez grossier de ferrite et de cémentite en bâtonnets
ou plaquettes,
• la bainite inférieure formée à relativement basse température (300/
400 °C) ; agrégat de ferrite plus ou moins aciculaire et de cémentite
très finement précipitée.
Ces bainites comportent les mêmes constituants élémentaires (ferrite et
cémentite) que la structure d’équilibre et dans les mêmes proportions
mais elles se forment dans des conditions très différentes (germination et
croissance de grains de ferrite avec précipitation de cémentite à l’interface α/γ) de celles de la transformation à l’équilibre ce qui leur donne
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
que les refroidissements considérés vont de refroidissements relativement
lents (qui peuvent être réalisés en four), revenant à 20 °C en un jour environ, à des refroidissements très rapides (trempe à l’eau de petites pièces).
Un tel diagramme décrit les domaines de températures dans lesquels se
produisent les transformations structurales, domaines qui se situent tous
au-dessous de Ac 3 ou Ac m et à des températures d’autant plus basses que
le refroidissement est plus rapide. On distingue sur ce diagramme :
– un domaine, en haut et à gauche et repéré « A » (pour austénite) ou « A
+ C » (pour austénite + carbures si tout le carbone n’est pas dissous),
dans lequel l’austénite formée à haute température (ici 850 °C) n’est
pas encore transformée;
– seulement pour un acier hypoeutectoïde, un domaine repéré « A + F »
(pour austénite + ferrite) dans lequel l’austénite se transforme partiellement en ferrite (pro-eutectoïde) pendant que le reste de l’austénite
s’enrichit en carbone;
– un domaine repéré « A + F + C » (pour austénite + ferrite + carbures)
ou « A + P » (pour austénite + perlite) au-dessus de 500 °C dans lequel
l’austénite enrichie en carbone au cours de la traversée du domaine précédent se transforme en perlite;
– un domaine repéré « A + F + C » ou « A + B » au-dessous de 550/500 °C
environ dans lequel l’austénite se transforme en « bainite » qui est un
mélange de petits grains de ferrite et de petits grains de cémentite intergranulaires (d’où les symboles A + F + C pour austénite + ferrite + cémentite ou A + B pour austénite + bainite). On distingue généralement :
• la bainite supérieure formée à relativement haute température (400/
500 °C); agrégat assez grossier de ferrite et de cémentite en bâtonnets
ou plaquettes,
• la bainite inférieure formée à relativement basse température (300/
400 °C) ; agrégat de ferrite plus ou moins aciculaire et de cémentite
très finement précipitée.
Ces bainites comportent les mêmes constituants élémentaires (ferrite et
cémentite) que la structure d’équilibre et dans les mêmes proportions
mais elles se forment dans des conditions très différentes (germination et
croissance de grains de ferrite avec précipitation de cémentite à l’interface α/γ) de celles de la transformation à l’équilibre ce qui leur donne