Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Annick POKORNY : Assistante à l’Université de Metz
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Jean POKORNY : Ingénieur de l’École Centrale des Arts et Manufactures, Docteur-Ingénieur
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Lire l’articleINTRODUCTION
La qualité d’un alliage métallique, c’est-à-dire son aptitude à satisfaire un certain nombre de propriétés, de transformation et d’usage, dépend de plusieurs facteurs, dont sa structure physico-chimique. Celle-ci comprend la macrostructure (structure primaire corroyée ou non), héritée des phénomènes de solidification et de transformation et la microstructure (structure secondaire, modifiable par traitements thermiques, mécaniques, chimiques, etc.), qui confère au métal sa dureté ou ténacité finale.
La macrostructure constitue une hétérogénéité chimique d’éléments en solution (ségrégations) ou d’éléments hors solution. Ces derniers forment des phases séparées, insolubles dans la matrice métallique dès avant la solidification. Ces phases sont des composés chimiques des métaux composants et de certains métalloïdes, en général oxygène, soufre, azote, pour les alliages ferreux. Elles restent insolubles dans l’acier solide et constituent une hérédité tout au long de la vie de la pièce mécanique.
La microstructure peut aussi comporter ces mêmes phases séparées (précipités), mais plus fines et plus dispersées, solubles par certains traitements thermiques au même titre que grains et phases classiques des aciers.
Les oxydes et les sulfures sont depuis fort longtemps considérés comme des substances étrangères et nocives ; ce sentiment est certainement fondé pour les inclusions de grande taille, visibles à l’œil nu (jusqu’à un diamètre de 0,1 mm), mais comme tous les aciers contiennent des inclusions de toutes tailles, jusqu’à quelques nanomètres, et que certaines sont utiles, on doit admettre leur présence, étudier leur nature et leurs comportements, contrôler au mieux leurs paramètres physico-chimiques, géométriques et topographiques.
Étant donné que la connaissance de la teneur en oxygène, soufre et autres éléments est insuffisante pour prévoir les propriétés des aciers, on examinera successivement la nature des inclusions, leur origine, leur répartition, nature et morphologie, leur distribution, leur comportement pendant la transformation de l’acier et pendant leur utilisation.
Comme il est d’usage dans la profession, les teneurs en éléments sont des teneurs massiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1985 par Annick POKORNY, Jean POKORNY
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Identification et comptage3. Distribution
Les inclusions naissent sous des dimensions, formes, états, et en des sites variables avec de nombreux paramètres. Leur migration au sein du liquide en fait un tri en nature et en dimension ; celles qui restent piégées dans le métal solide ont des dimensions de quelques nanomètres à quelques millimètres.
Les inclusions exogènes et mixtes nées de l’entraînement de composés étrangers sont les plus grosses et l’on convient de fixer leurs limites inférieures à 100 µm.
Les inclusions très fines, inférieures à 0,1 µm peuvent être appelées précipités et leur localisation est particulière. La finesse de ces particules est due à leur basse température de formation dans l’acier solide. Elles se situent alors aux joints de grains δ, γ ou α qui existent à cette température. Leur finesse est de plus fonction directe de celle du grain [20].
3.1 Granulométrie
Distribution en nombre d’inclusions : une même masse d’inclusions peut être concentrée en une seule unité, ou répartie dans mille inclusions de diamètre dix fois moindre : une inclusion de 20 µm équivaut alors à 1 000 inclusions de 0,2 µm, dont la nocivité est pratiquement nulle.
Distribution en masse : la masse de petites inclusions < 0,1 mm est très faible (quelques %) par rapport à la masse des inclusions beaucoup plus grosses.
Distribution statistique : la répartition gaussienne est complexe ; le plus souvent, il existe une répartition bimodale, parfois trimodale, les maximas étant centrés sur, par exemple, 200 µm et 20 µm, éventuellement sur 0,1 µm ; ce qui classe les inclusions en macro-inclusions (exogènes), micro-inclusions (endogènes) et inclusions submicroscopiques. Ce classement est alors dû à des mécanismes ou conditions de formation différents ; de toute manière, il dépend encore du volume exploré, ne serait-ce que par la localisation particulière dans le produit coulé 3.3.
HAUT DE PAGE3.2 Morphologie
Les inclusions naissent liquides ou solides dans le métal liquide, avant ou pendant...
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Distribution
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CASTRO (R.) - Les inclusions non métalliques dans l’acier. - Cours du CESSID Metz 1969.
-
(2) - ALMAND (E.) - Influence de faibles additions de sélénium sur les caractéristiques transversales des aciers de construction. - Rev. Met. (F) 1969 p. 749-62.
-
(3) - PLÖCKINGER (E.), WAHLSTER (M.) - Untersuchungen über die Bildung und Ab-scheidung von Desoxydationsprodukten. - Stahl u. Eisen (D) 80 1960 p. 659-69.
-
(4) - OLETTE (M.), HENRY (J.), GATELLIER (C.), BIENVENU (Y.), FRITSCH (J.) - Désoxydation et désulfuration de l’acier par les éléments alcalino-terreux Ca et Ba. - CIT du CDS (F) 1978 p. 1183-237.
-
(5) - CARNEY (D.J.), RUDOLPHY (E.C.) - Inclusions in Steel from Pouring Refractories. - Trans. AIME J. of Metals (USA) 1954 p. 1391-96.
-
(6) - POKORNY (A.), POKORNY (J.) - Album...
NORMES
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Produits sidérurgiques. Méthodes de détermination de la teneur en inclusions non métalliques des aciers corroyés. Partie I. Méthodes macroscopiques. - NF A 04-105 - 10-86
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Produits sidérurgiques. Méthodes de détermination de la teneur en inclusions non métalliques des aciers corroyés. Partie II. Méthode micrographique à l’aide d’images types. - NF A 04-106 - 9-84
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Produits sidérurgiques. Méthode micrographique de détermination de la teneur en inclusions non métalliques du fil machine en acier non allié. - NF A 04-107 - 05-80
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Produits sidérurgiques. Caractérisation de la forme des sulfures des aciers à usinabilité améliorée, à l’aide d’images-types. Méthode micrographique. - NF A 04-108 - 06-86
-
Produits sidérurgiques. Caractérisation de la forme des sulfures des aciers de décolletage à l’aide d’images-types. Méthode micrographique. - NF A 04-115 - 07-87
-
Produits en acier. Examen macrographique par impression aux sels d’argent et à l’acide sulfurique. Méthode...
ANNEXES
PIOT (D.) - Prévision de la distribution des durées de vie en fatigue de roulement à partir des caractéristiques mécaniques et inclusionnaires de l’acier. - 2000. INSA Lyon.
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