Chapitres 6-7-8

6- Les transformations à l’état solide.

7- Cinétique des transformations.

8- Notions de base sur les traitements thermiques.

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Mr Jean Yves Dauphin

Mme Mouna Souissi

6- Les transformations à l’état solide

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Les deux types de transformations hétérogènes.

1-/ Les transformations par GERMINATION ET CROISSANCE. Transformation allotropiques, eutectiques, péritectiques, cristallisation, croissance de revêtement, etc..

2-/ Les transformations POLYMORPHIQUES. Basculement brutal entre deux états solides proches : alliages à mémoire de forme, transformations massives, transformations martensitiques

• Le diagramme temps-température-transformation, ou diagramme TTT, est utilisé pour étudier les transitions de phases ou d'état, spécialement pendant les traitements

thermiques dit de revenu.

• Ce type de diagramme s'obtient par des expériences de

trempe suivies d'un maintien à une température donnée. On mesure alors le taux de transformation.

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7- Cinétique des transformations Campus centre

7- Cinétique des transformations

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Cinétique expérimentale des transformations par G + C.

•Le diagramme cinétique TTT de condition isotherme. Fraction f

Température Temps

Fin

demi

Début

T1

T2

T3

T3 T1

T2

Le diagramme cinétique TTT de refroidissement continu. f 1

Chemin de refroidissement R2

Chemin de refroidissement R1

Temps t Température T

R1

R2

0.65

65%

100%

Chemin de refroidissement critique

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7- Cinétique des transformations Campus centre

7- Cinétique des transformations

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T

Ms

Mf

Temps t

Déroulement de la transformation entre Ms et Mf

Cinétique expérimentale des transformations polymorphiques.

Détermination des températures caractéristiques Ms et Mf.

)](exp[1 TMkf SM

Cinétique expérimentale des transformations polymorphiques.

Déroulement de la transformation entre Ms et Mf.

1 f T

Ms

Mf

Loi « faussement » cinétique :

kM est une constante dépendant de la composition

Trempe

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7- Cinétique des transformations Campus centre

8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

Austénite g

Ferrite a

Cémentite

Carbure de fer Fe3C

6.67% C

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Phases et constituants stables ou métastables des aciers

Type de refroidissement

Nature de la transformation

Phases formées Constituants formés

Performances

Lent d’équilibre (par G + C)

Ferrite a + Fe3C

selon tableau 1 état adouci plastique

Moyen bainitique (par G + C)

Ferrite sursaturée + carbures

Bainite supérieure ou inférieure

résistance élevée ténacité moyenne à bonne

Rapide martensitique (athermique)

martensite a’ martensite a’ très dure fragile

Les deux transformations métastables de l’austénite.

A

B

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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A - La transformation BAINITIQUE des aciers.

Lors de trempes isothermes vers 500-400°C, ou lors de refroidissements pas très rapides (100°C/minute),

l’austénite g agrégat très fin de a sursaturée et de carbures.

La Bainite est

-Très résistante

-Tenace

-Peu déformable

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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B - La transformation MARTENSITIQUE des aciers.

Parenté cristallographique g / a’

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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B - La transformation MARTENSITIQUE des aciers.

Ms

M50

Mf

T

temps

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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Les trois scénarii de la transformation de l’austénite au refroidissement. Le cas de la trempe isotherme.

log t

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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Combien de temps faut il pour obtenir 100% de perlite, à 550°? Combien de temps faut il pour

obtenir 100% de perlite, à 350° ?

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Les trois scénarii de la transformation de l’austénite au refroidissement. Le cas du refroidissement continu.

A3

A1

log t

Ms

M50

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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La Martensite « brute de trempe » est :

-extrêmement dure!

-extrêmement fragile!

-pas déformable

Son utilisation nécessite un second traitement thermique dit de REVENU.

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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Le REVENU de la Martensite But : décomposer progressivement la martensite brute de trempe et former une structure fine homogène Ferrite + Carbures. Entre 300 et 700°C . Dépend du temps.

Ténacité

Ductilité

Résistance

Dureté

Température de Revenu

à temps égal

Les revenus « haute température »

favorisent la ténacité : pièces subissant des chocs ou des pressions élevées.

Les revenus « basse température »

favorisent la résistance :

pièces coupantes, résistant à l’usure, ressorts.

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8.Les traitements thermiques.

Les aciers spéciaux pour traitement thermique.

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