12 • Le fer et ses alliages
305
12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
des particules de cémentite. Les plaquettes commencent par se globuliser (voir « Coalescence d’un précipité au § 6.3.1) puis, quand la température s’élève, leur volume augmente tandis que leur nombre
diminue (c’est la « coalescence »). Au cours de cette évolution, les caractéristiques de résistance continuent à s’abaisser et celles de ductilité à
augmenter, toutefois l’importance relative de ces variations tend à décroître aux plus hautes températures.
Pour les aciers alliés contenant des éléments carburigènes tels que Cr,
Mo, V, W, Nb, Ti mis en solution lors de l’austénitisation, les trois premiers stades du revenu sont sensiblement identiques à ceux décrits pour
les aciers non alliés (seules peuvent varier légèrement les limites des
domaines de température dans lesquels se développent les différents
phénomènes et la composition de la cémentite qui peut inclure en substitution une petite proportion d’élément d’alliage carburigène) mais il apparaît une nouvelle évolution à des températures supérieures à 450/500 °C,
évolution dont la manifestation la plus sensible est le durcissement secondaire. En effet, à ces températures, la diffusion des atomes des éléments
carburigènes devient possible et l’affinité de ces derniers pour le carbone
peut se manifester; on assiste alors à un échange du carbone entre la
cémentite et les éléments carburigènes. Ainsi la cémentite disparaît et de
nouveaux carbures précipitent. Cette réaction d’échange se développe dans
un domaine de température compris généralement entre 450 °C et 600 °C :
c’est le quatrième stade du revenu des martensites alliées. Aux plus basses températures de cet intervalle, elle provoque l’apparition de très fins
précipités parfois cohérents invisibles au microscope optique et dont
l’effet durcissant peut alors être très important. Au-delà de 600 °C et
jusqu’à Ac 1 , on assiste à la coalescence de ces précipités. Ce remplacement
de la cémentite déjà coalescée par des précipités fins et cohérents de carbures alliés tels Mo 2 C, V 4 C 3 , W 2 C, TiC engendre un relèvement des
caractéristiques de résistance d’autant plus important que l’acier est plus
riche en carbone et en éléments carburigènes. Simultanément on voit se
détériorer les caractéristiques de ductilité. Le maximum de durcissement
(et de fragilisation) est généralement atteint vers 600 °C. Au-delà de cette
température, la coalescence des précipités provoque un adoucissement
accompagné d’une amélioration des caractéristiques de ductilité.
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12.6 Les changements d’états
des alliages de fer
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
des particules de cémentite. Les plaquettes commencent par se globuliser (voir « Coalescence d’un précipité au § 6.3.1) puis, quand la température s’élève, leur volume augmente tandis que leur nombre
diminue (c’est la « coalescence »). Au cours de cette évolution, les caractéristiques de résistance continuent à s’abaisser et celles de ductilité à
augmenter, toutefois l’importance relative de ces variations tend à décroître aux plus hautes températures.
Pour les aciers alliés contenant des éléments carburigènes tels que Cr,
Mo, V, W, Nb, Ti mis en solution lors de l’austénitisation, les trois premiers stades du revenu sont sensiblement identiques à ceux décrits pour
les aciers non alliés (seules peuvent varier légèrement les limites des
domaines de température dans lesquels se développent les différents
phénomènes et la composition de la cémentite qui peut inclure en substitution une petite proportion d’élément d’alliage carburigène) mais il apparaît une nouvelle évolution à des températures supérieures à 450/500 °C,
évolution dont la manifestation la plus sensible est le durcissement secondaire. En effet, à ces températures, la diffusion des atomes des éléments
carburigènes devient possible et l’affinité de ces derniers pour le carbone
peut se manifester; on assiste alors à un échange du carbone entre la
cémentite et les éléments carburigènes. Ainsi la cémentite disparaît et de
nouveaux carbures précipitent. Cette réaction d’échange se développe dans
un domaine de température compris généralement entre 450 °C et 600 °C :
c’est le quatrième stade du revenu des martensites alliées. Aux plus basses températures de cet intervalle, elle provoque l’apparition de très fins
précipités parfois cohérents invisibles au microscope optique et dont
l’effet durcissant peut alors être très important. Au-delà de 600 °C et
jusqu’à Ac 1 , on assiste à la coalescence de ces précipités. Ce remplacement
de la cémentite déjà coalescée par des précipités fins et cohérents de carbures alliés tels Mo 2 C, V 4 C 3 , W 2 C, TiC engendre un relèvement des
caractéristiques de résistance d’autant plus important que l’acier est plus
riche en carbone et en éléments carburigènes. Simultanément on voit se
détériorer les caractéristiques de ductilité. Le maximum de durcissement
(et de fragilisation) est généralement atteint vers 600 °C. Au-delà de cette
température, la coalescence des précipités provoque un adoucissement
accompagné d’une amélioration des caractéristiques de ductilité.