Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Annick POKORNY : Assistante à l’Université de Metz
-
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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Présentation
Genèse des inclusions1. Nature des inclusions
AOD argon oxygen degassing
DH Dormund Hörde
EBR electron beam remelting
EDDQ extra deep drawing quality
ESR electro slag remelting
HIC hydrogen induced cracking
HIP hot isostatic pressing (filage à chaud)
IF interstitial free
LD Linz-Donawitz
MIDAS Mannesmann inclusion detection by analysing surfboards (crêpes)
ODS oxide dispersed strengthened
PFC planar flow casting
PFZ precipitation free zones
PS plasma spray
PVD physical vapor deposition
RHOD Ruhrstahl Heraeus oxygen degassing
SULC supra ultra low carbon
TM thermomécanique
ULC ultra low carbon
UHP ultra high power (arc melting)
UHTS ultra high tensile strength
VAR vacuum arc remelting
VD vacuum degassing
VIM vacuum induction melting
VOD vacuum oxygen degassing
ZAT zone affectée thermiquement (par le soudage)
1.1 Définitions
Bien que très connu, ce terme d’inclusions est difficile à définir. Historiquement, pour la plupart, il contient une notion péjorative de composé étranger au métal, donc une impureté, donc nocive et évitable. On a admis peu à peu que les inclusions sont inévitables puisque les appareils d’observation ont permis d’observer des « matières étrangères » de plus en plus fines, de quelques millimètres à quelques nanomètres. Le qualificatif habituel non métallique, qui sera précisé ci-après, permet de donner une définition plus précise quoique non rigoureuse de ces composés chimiques métal + métalloïde.
Rappelons ici la définition proposée par René Castro [1], fondée sur un ensemble de caractères des inclusions : « Les inclusions sont des éléments de structure constitués par des combinaisons plus ou moins complexes entre un ou plusieurs métaux et un ou plusieurs métalloïdes, le plus souvent l’oxygène et le soufre, mais également l’azote, le phosphore, etc., et ayant dans le métal une solubilité nulle ou très faible à l’état solide. Elles sont le plus généralement colorées, visibles sans attaque sur une coupe micrographique, sous forme d’éléments isolés ou en association, de dimensions dépassant rarement une fraction de millimètre, et la densité de répartition est plus ou moins irrégulière...
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Nature des inclusions
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
-
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
-
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
-
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
-
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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