Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Calculer les caractéristiques mécaniques d'aciers peut servir à contrôler les nouvelles productions, estimer les propriétés des produits finis, ou concevoir de nouvelles nuances. Pour les aciers d'usage général, plusieurs modèles permettent d'évaluer ces caractéristiques : les modèles phénoménologiques, micrométriques ou nanométriques. L'article rappelle les valeurs numériques des modèles classiques basés sur l'effet de la taille de grain et les autres paramètres durcissants. Quelques formules sont données pour les aciers sans interstitiels, les mélanges ferrite-bainite et ferrite-martensite.
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Marc GRUMBACH : Ingénieur civil des Mines
INTRODUCTION
Au fur et à mesure de l’accumulation des connaissances sur les caractéristiques métallurgiques dont dépendent les propriétés des aciers, on a disposé de données numériques nombreuses permettant théoriquement de chiffrer le rôle de beaucoup de facteurs tant analytiques que liés à la fabrication.
La diversité des produits et l’enchevêtrement des transformations métallurgiques au cours de la fabrication ne permettent pas l’établissement de formules de calcul des propriétés générales applicables dans le plus grand nombre de cas.
La présentation ci-après a pour but de déterminer quelques règles permettant de construire des formules ou des modèles en allant au-delà du traitement statistique de lots industriels à variations de caractéristiques limitées ou du dépouillement d’expériences de laboratoires, toujours restreintes à une partie des phénomènes.
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3. Données numériques
On considérera, en ce qui concerne les caractéristiques de traction, les catégories suivantes :
-
les nuances ferritiques ou ferrite-perlite (à dominante ferrite) ;
-
les nuances perlitiques ou ferrite perlite (à dominante perlite) ;
-
les aciers sans interstitiels ;
-
les aciers double-phase (ferrite-martensite) ;
-
les nuances ferrite-bainite.
3.1 Aciers ferritiques
Les aciers ferritiques et ferrito-perlitiques représentent une très grande proportion des aciers d'usage général.
La loi physique bien admise pour ces aciers est la loi de Hall-Petch ( et ) :
qui lie la limite d'élasticité Re et la taille de grain d. σ 0 et k étant des constantes.
La constante k varie peu avec les facteurs analytiques (présence de perlite) et ne dépend que de la température.
σ 0 est la somme de tous les durcissements en solution solide et par les précipités (cémentite, perlite et dispersoïdes sous forme de carbures, nitrures ou carbonitrures de Nb, Ti, V…).
Le tableau 1 rappelle les différents termes de cette équation en donnant une version qui s'applique également à la résistance mécanique avec des coefficients k' et σ'0 différents. Pour les raisons signalées dans les règles, les valeurs de k les plus pertinentes vont de 18 à
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Données numériques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GRUMBACH (M.) - Aciers d'usage général. Classification et métallurgie - M 4 515 (2005).
-
(2) - GRUMBACH (M.) - Aciers d'usage général. Propriétés et produits - M 4 516 (2006).
-
(3) - GRUMBACH (M.) - Aciers microalliés - M 4 525 (2000).
-
(4) - GRUMBACH (M.) - Bake hardening – Durcissement après cuisson - M 4 320 (2002).
-
(5) - DUBOST (B.), SAINFORT (P.) - Durcissement par précipitation des alliages d'aluminium - M 240 (1991).
-
(6) - GRUMBACH (M.) - Vieillissement des aciers - M 235 (1993).
-
(7)...
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