12 • Le fer et ses alliages
296
12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
La température M f de fin de la transformation martensitique peut être
estimée comme suit :
M f (°C) = 2 × M s – 650
Ainsi donc la transformation martensitique des aciers dont le point M s est
inférieur à 320/340 °C n’est pas terminée quand le refroidissement est arrêté
à la température ambiante (pour les aciers non alliés M s = 320/340 °C
correspond à une teneur en carbone de l’ordre de 0,5 %); il subsiste de
l’austénite non transformée que l’on dénomme « austénite résiduelle ».
Cette austénite résiduelle peut continuer à se transformer en martensite si
le refroidissement est poursuivi au-dessous de la température ambiante
(c’est le « traitement par le froid »). Elle peut aussi se décomposer (généralement en bainite) à l’occasion d’un réchauffage (voir, ci après, le revenu).
Le diagramme TRC indique, par ailleurs, quelle est la dureté de l’alliage
à la fin de chaque loi de refroidissement, informations qui permettent de
préciser quelle relation existe entre état structural et propriétés mécaniques (vues à travers la dureté).
L’examen des diagrammes de transformations en refroidissement continu
montre que les structures contenant de la perlite (avec de la ferrite ou des
carbures ou du graphite) se forment à l’occasion des refroidissements les
plus lents alors que ce sont les refroidissements les plus rapides qui conduisent à la formation de martensite. Les refroidissements intermédiaires
engendrent des transformations successives qui conduisent à des mélanges
plus ou moins complexes (ferrite + perlite + bainite, ferrite + bainite,
ferrite + bainite + martensite, bainite + martensite par exemple). Les
éléments d’alliages ajoutés aux aciers et aux fontes modifient les conditions de refroidissement dans lesquelles les différents constituants se
forment; ils déplacent les domaines de transformation vers des lois de
refroidissement plus lentes de telle sorte que, notamment, le domaine
de refroidissement dans lequel apparaît la martensite s’agrandit, n’obligeant plus à réaliser des refroidissements aussi rapides pour la former.
Les figures 12.6 et 12.7 donnent des exemples de ce fait pour des aciers
(figure 12.6) et pour des fontes (figure 12.7). Il est habituel de dire que,
plus la martensite se forme à l’occasion de refroidissements lents, plus
l’alliage est « trempant » et de ce fait plus sa « trempabilité » est grande.
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
La température M f de fin de la transformation martensitique peut être
estimée comme suit :
M f (°C) = 2 × M s – 650
Ainsi donc la transformation martensitique des aciers dont le point M s est
inférieur à 320/340 °C n’est pas terminée quand le refroidissement est arrêté
à la température ambiante (pour les aciers non alliés M s = 320/340 °C
correspond à une teneur en carbone de l’ordre de 0,5 %); il subsiste de
l’austénite non transformée que l’on dénomme « austénite résiduelle ».
Cette austénite résiduelle peut continuer à se transformer en martensite si
le refroidissement est poursuivi au-dessous de la température ambiante
(c’est le « traitement par le froid »). Elle peut aussi se décomposer (généralement en bainite) à l’occasion d’un réchauffage (voir, ci après, le revenu).
Le diagramme TRC indique, par ailleurs, quelle est la dureté de l’alliage
à la fin de chaque loi de refroidissement, informations qui permettent de
préciser quelle relation existe entre état structural et propriétés mécaniques (vues à travers la dureté).
L’examen des diagrammes de transformations en refroidissement continu
montre que les structures contenant de la perlite (avec de la ferrite ou des
carbures ou du graphite) se forment à l’occasion des refroidissements les
plus lents alors que ce sont les refroidissements les plus rapides qui conduisent à la formation de martensite. Les refroidissements intermédiaires
engendrent des transformations successives qui conduisent à des mélanges
plus ou moins complexes (ferrite + perlite + bainite, ferrite + bainite,
ferrite + bainite + martensite, bainite + martensite par exemple). Les
éléments d’alliages ajoutés aux aciers et aux fontes modifient les conditions de refroidissement dans lesquelles les différents constituants se
forment; ils déplacent les domaines de transformation vers des lois de
refroidissement plus lentes de telle sorte que, notamment, le domaine
de refroidissement dans lequel apparaît la martensite s’agrandit, n’obligeant plus à réaliser des refroidissements aussi rapides pour la former.
Les figures 12.6 et 12.7 donnent des exemples de ce fait pour des aciers
(figure 12.6) et pour des fontes (figure 12.7). Il est habituel de dire que,
plus la martensite se forme à l’occasion de refroidissements lents, plus
l’alliage est « trempant » et de ce fait plus sa « trempabilité » est grande.