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RÉSUMÉ
Cet article porte sur les alliages fer-carbone, tels que les aciers et les fontes, et leur importance dans le domaine de la métallurgie. Le diagramme fer-carbone est présenté comme un outil essentiel pour comprendre les différentes transformations de phases des alliages en fonction de la température et de la teneur en carbone. Les aciers sont des alliages ferreux aptes au façonnage à chaud, tandis que les fontes se caractérisent par une solidification eutectique. Les phases constitutives des aciers, telles que la ferrite, la cémentite et la perlite, sont discutées en détail, ainsi que leur impact sur les propriétés mécaniques des aciers. La taille du grain ferritique est également abordée, avec des facteurs influençant sa formation. Enfin, le phénomène du vieillissement des aciers est expliqué, mettant en évidence les différences entre le vieillissement naturel et artificiel, ainsi que les mesures préventives à prendre.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les alliages fer-carbone, notamment les aciers et les fontes, jouent un rôle central dans le domaine de la métallurgie. Comprendre les propriétés et les transformations de ces alliages est essentiel pour de nombreux aspects de l’ingénierie des matériaux. Dans cet article, nous explorerons les principaux concepts liés aux alliages fer-carbone, en mettant l’accent sur les aciers. Nous commencerons par examiner le diagramme fer-carbone, qui offre une vision d’ensemble des transformations de phases des alliages en fonction de la température et de la teneur en carbone. Ensuite, nous nous pencherons sur les différentes phases constitutives des aciers et leurs implications sur les propriétés mécaniques. Enfin, nous aborderons le phénomène du vieillissement des aciers et les mesures préventives à prendre pour contrer ce processus.
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Constitution des alliages « fer-carbone »
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6. Glossaire
Aciers ; steels
Alliages ferreux généralement aptes au façonnage à chaud avec une teneur en carbone égale ou inférieure à 2 %.
Alliage fer-carbone ; iron-carbon alloy
Un mélange de fer et de carbone, qui forme la base des aciers et des fontes.
Alliages ferreux ; ferrous alloys
Alliages métalliques dont la teneur moyenne en fer est supérieure à celle de tout autre élément d’alliage.
Cémentite ; cementite
Carbure de fer formé par la combinaison d’un atome de carbone et de trois atomes de fer. Elle est très dure et confère à l’acier une grande résistance à l’usure, mais rend le matériau fragile.
Défauts cristallins ; crystal defects
Imperfections dans la structure cristalline d’un matériau, comme les lacunes, dislocations, ou atomes en insertion ou substitution, qui influencent les propriétés du matériau.
Diagramme fer-carbone ; iron-carbon diagram
Un graphique qui illustre les différentes transformations de phases des alliages fer-carbone en fonction de la température et de la teneur en carbone.
Ductilité ; ductility
Capacité d’un matériau à se déformer sans se rompre lorsqu’il est soumis à des contraintes de traction. Un matériau ductile peut subir une déformation significative avant de se rompre.
Dureté ; hardness
Résistance d’un matériau à la pénétration d’un indenteur. La dureté peut être mesurée selon différentes échelles, telles que l’échelle Brinell (HB) ou l’échelle Vickers (HV).
Ferrite ; ferrite
Constituant de l’acier contenant une petite quantité de carbone en solution solide, caractérisé par une faible dureté, une faible résistance à la traction et une grande ductilité.
Fontes ; cast iron
Alliages de fer avec une teneur en carbone supérieure à 2 %, caractérisés par une solidification eutectique.
Grain austénitique ; austenitic grain
La structure cristalline constituée de grains d’austénite dans un matériau.
Grain ferritique ; ferritic grain
La structure cristalline constituée de grains de ferrite dans un matériau.
Maille élémentaire ;...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - - ASM Handbook, volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys. ASM International (1990).
-
(2) - VAN VLACK (L.H.) - Elements of Materials Science and Engineering. - Addison-Wesley Publishing Company (1989).
-
(3) - DIETER (G.E.) - Mechanical Metallurgy. - McGraw-Hill Education (2013).
NORMES
-
Produits laminés à chaud en aciers de construction – Partie 2 : conditions techniques de livraison des aciers de construction non alliés. - NF EN 10025-2 - 2005
-
Aciers pour trempe et revenu – Partie 2 : conditions techniques de livraison des aciers de construction alliés. - NF EN 10083-2 - 2006
-
Produits laminés à chaud d’acier à haute limite élastique pour la construction métallique – Partie 1 : aciers non alliés. - NF A 35-501 - 1997
-
Produits laminés à chaud d’acier de construction – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-205 - 2003
-
Essais de traction des matériaux métalliques – Partie 1 : méthode d’essai à température ambiante. - NF EN ISO 6892-1 - 2016
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