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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Conclusion5. Relations inclusions-propriétés
Les inclusions font partie intégrante de la structure des aciers et, en tant que telles, subissent les transformations successives mécanothermiques de l’acier et participent à ses propriétés d’usage.
5.1 Propriétés de transformation
Pendant le corroyage, les cycles de traitements mécaniques et thermiques modifient le comportement des inclusions (figure B, p. 32).
HAUT DE PAGE5.1.1 Malléabilité des inclusions
Comme pour tout matériau, la déformabilité des inclusions varie avec leurs natures chimique et physique, avec la température et la vitesse de déformation et avec l’état des contraintes (donc avec la déformabilité du métal). Pour chaque nature d’inclusion le paramètre température est le plus important (figure 27) [12] : on y remarque en particulier que l’acier, les silicates et les sulfures de manganèse ont des malléabilités très voisines vers 1 000 oC. La plasticité de l’acier varie avec la vitesse de déformation et avec son élargissement [20].
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Si l’on désire que le sulfure de manganèse s’allonge peu ou s’aplatisse peu, la totalité du corroyage doit être faite à température élevée de laminage, mais alors le calmage devrait être fait par l’aluminium ou le couple aluminium-calcium et non le silicium seul : toutes les inclusions seront alors peu allongées 5.2.1.
De même, les sulfures MnS deviennent peu déformables :
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lorsqu’ils contiennent naturellement de l’oxygène (Fe, Mn) (O, S) (aciers non calmés) ;
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par addition d’éléments...
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Relations inclusions-propriétés
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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
-
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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