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Article

1 - CONSTITUANTS MICROSTRUCTURAUX DES ACIERS

2 - LIMITE D’ÉLASTICITÉ DES PRINCIPALES NUANCES MICROSTRUCTURALES

3 - EXEMPLES DE DURCISSEMENT DES ACIERS DANS DIVERS DOMAINES D’EMPLOI

4 - CONCLUSION

| Réf : M4341 v1

Conclusion
Durcissement des aciers - Rôle de la microstructure

Auteur(s) : Barry THOMAS, Jean-Hubert SCHMITT

Date de publication : 10 juin 2002

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Auteur(s)

  • Barry THOMAS : Ancien Chef du département Métallurgie structurale - IRSID - Centre de recherche Usinor

  • Jean-Hubert SCHMITT : Ingénieur civil des Mines - Docteur ès sciences - Directeur du centre de recherches d’Isbergues - Usinor - Recherche et développement

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INTRODUCTION

Dans un premier article sur le durcissement des aciers Durcissement des aciers- Mécanismes dans le présent traité, nous avons présenté les principaux mécanismes de durcissement qui s’appliquent à tous les alliages métalliques. La maîtrise s’en est développée au fur et à mesure que nos connaissances se sont affinées. Les applications sont très nombreuses et ont permis le développement de nouvelles familles d’alliages métalliques ayant des caractéristiques adaptées aux conditions de service de plus en plus sévères. Dans le domaine des métaux non ferreux, on connaît en particulier les remarquables propriétés des alliages légers, ainsi que l’amélioration sensible des caractéristiques à chaud des alliages réfractaires à base de nickel.

Le cas des aciers est assez remarquable en ce sens que l’existence de deux variétés allotropiques du fer — l’austénite et la ferrite — permet d’obtenir dans la microstructure divers constituants (ferrite, perlite, bainite, martensite...) qui possèdent des propriétés mécaniques intrinsèques très différentes. En agissant sur la composition et sur les conditions de transformation thermomécanique au cours de la fabrication des pièces en acier, le métallurgiste peut faire varier, dans une large mesure, les proportions relatives des différents constituants majeurs de la microstructure ainsi que leurs morphologies respectives. En outre, à l’aide de certains éléments d’addition, on peut provoquer la précipitation, à l’intérieur des constituants majeurs, de particules de deuxième phase qui contribuent au durcissement global de l’acier.

Dans l’article qui suit, nous examinerons tout d’abord les caractéristiques intrinsèques des principales nuances microstructurales des aciers en ce qui concerne leur limite d’élasticité à des températures voisines de l’ambiante. On donnera ensuite quelques exemples de l’application pratique des différentes méthodes de durcissement en fonction du domaine d’emploi des aciers.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m4341


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4. Conclusion

Le tableau 3 résume les durcissements réalisés dans les différentes classes d’aciers cités dans les paragraphes précédents. Ces exemples montrent la richesse des possibilités qu’offre l’acier d’être adapté à une grande variété de conditions d’emploi grâce à un choix approprié de la composition associé à l’exploitation de tous les mécanismes de durcissement seuls ou en combinaison. Cependant, l’obtention des microstructures appropriées nécessite souvent l’emploi de traitements thermiques ou thermomécaniques complexes et par conséquent coûteux, à différents stades de la fabrication des pièces finales. La recherche constante d’une connaissance plus approfondie du comportement mécanique des aciers contribuera à répondre, au moindre coût, aux exigences de la technologie moderne qui impose des conditions d’emploi de plus en plus pointues.

Les auteurs souhaitent exprimer leurs remerciements à M. Daniel Bouleau de l’IRSID pour sa collaboration à la préparation des figures de ce texte.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MASAMURA (R.A.), HAZZLEDINE (P.M.), PANDE (C.S.) -   Acta. metall. mater.  -  vol 43, no 9, p. 3349-3360 (1998).

  • (2) - THOMAS (B.) dans Lacombe (P.), Baroux (B.) et Beranger (G.) -   Les aciers inoxydables.  -  Les Éditions de Physique, chap. 1.3, 1016 p. (1990).

  • (3) - SLEESWYK (A.) dans Champier (G.) et Saada (G.) -   Déformation plastique des métaux et alliages.  -  Masson, Paris, chap. 9, 317 p. (1968).

  • (4) - SAADA (G.) dans Champier (G.) et Saada (G.) -   Déformation plastique des métaux et alliages.  -  Masson, Paris, chap. 2, 317 p. (1968).

  • (5) - PICKERING (F.B.) -   Constitution and properties of steels (Structures et propriétés des aciers).  -  Materials Science and Technology. vol 7, 824 p. (chapitre 3).

  • (6) - ESTRIN (Y.) -   Unified Constitutive Laws of Plastic Deformation,  -  ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

ANNEXES

    Références de l’article M 4 341

    NARITA (K.) - * - Trans. Iron Steel Inst. Japan 15, p. 140 (1975).

    PICKERING (F.B.) - Constitution and properties of Steels (Structures et propriétés des aciers). - Materials Science and Technology. Vol. 7, chap. 3.

    SHEWMON (P.G.) - Transformations in metals (Transformations dans les métaux). - 394 p. McGraw-Hill, New York (chapitre 6).

    ASHBY (M.F.) - JONES (D.R.H.) - Matériaux. - Tome 2 Dunod, chap. 11, 365 p. (1991).

    CONSTANT (A.) - HENRY (G.) - CHARBONNIER (J.C.) - Les principes de base des traitements thermiques, thermomécanique et thermochimiques des aciers. - PYC Édition, chap. 4, 325 p. (1992).

    BAIRD (J.D.) - The effects of strain-ageing due to interstitiels solutes on the mechanical properties of metals (Les effets de vieillissement dus aux solutés d’insertion sur les propriétés mécaniques des métaux). - Metall. Rev. 16, p. 1-18 (1971).

    DAVIES (R.G.) - Influence of martensite composition and content on the properties of dual-phase steels (Influence de la composition de la martensite et de sa teneur sur les propriétés des aciers dual-phase). - Metall. Trans. 9A, p. 671-679 (1978).

    Ouvrages généraux

    Dislocations et déformation plastique

    FRIEDEL (J.) - Dislocations (Les dislocations). - Pergammon Press, Oxford, 491 p. (1964).

    HIRTH (J.P.) - LOTHE (J.) - Theory of dislocations (La théorie des dislocations). - McGraw-Hill, New York, 780 p. (1968).

    CHAMPIER G. - SAADA G - Déformation plastique des métaux et alliages. - Masson, Paris, 317 p. (1968).

    PINEAU (A.) - FRANÇOIS (D.) - ZAOUI (A.) - Comportement mécanique des matériaux. - Éditions Hermes Paris, 2 tomes, 504 + 494 p. (1996).

    Durcissement des métaux

    KELLY (A.) - NICHOLSON (R.B.) - Strengthening methods in cristals (Méthodes de durcissement des cristaux). - Applied Science Publishing, Grande-Bretagne, 627 p. (1971).

    KELLY...

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