Présentation
En anglais
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.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Amongst the formulae and data models used to calculate the mechanical properties of general purpose steel, purely phenomenological data models, micrometric or nanometric models based on metal physics are distinguished. These call upon dislocation dynamics or Monte Carlo methods. This article summarises the numerical values of the conventional data models based on the effect of grain size (Hall-Petch effect) and other hardening parameters. They can calculate the yield and resistance of ferritic steels and ferrite perlite. Several formulae are given for interstitial-free steels, ferrite-bainite and ferrite-martensite mixes (dual phase). Considering the advantages of these data models in improving manufacturing regularity, they are used in real time. To this effect grain-size prediction, phase changes and potential precipitation modules are established.
Auteur(s)
-
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.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Étude et propriétés des métaux
(201 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Modèles en ligne
En anglais
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 ) :
( 2 )
qui lie la limite d'élasticité Re et la taille de grain d. σ0 et k étant des constantes.
La constante k varie peu avec les facteurs analytiques (présence de perlite) et ne dépend que de la température.
σ0 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
et le plus souvent la valeur de 20 convient en conformité avec les précisions sur les autres coefficients.
Remarque : l'effet de la taille de grain sur les propriétés est assez général pour les métaux, qu'ils soient à structure cfc ou cc, mais il est beaucoup plus net pour les aciers ferritiques en raison des mécanismes de déformation qui leur sont propres (interaction dislocations – interstitiels – joints de grains).
Les tableaux 2 et donnent les...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Étude et propriétés des métaux
(201 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Données numériques
ANNEXES
###
HAUT DE PAGE
À lire également dans nos bases (articles TI)
GRUMBACH (M.) - Aciers d'usage général. Classification et métallurgie - M 4 515 (2005).
GRUMBACH (M.) - Aciers d'usage général. Propriétés et produits - M 4 516 (2006).
GRUMBACH (M.) - Aciers microalliés - M 4 525 (2000).
GRUMBACH (M.) - Bake hardening – Durcissement après cuisson - M 4 320 (2002).
DUBOST (B.) - SAINFORT (P.) - Durcissement par précipitation des alliages d'aluminium - M 240 (1991).
GRUMBACH (M.) - Vieillissement des aciers - M 235 (1993).
THOMAS (B.) - HENRY (G.) - Durcissement des aciers - M 245 (1990).
HAUT DE PAGE
Sources bibliographiques
Livre de l'acier - Editeur Lavoisier (1994).
Constitution and properties of steels - Volume editor F.B Pickering (notamment chapitres 2, 5, 6, 8, 9) Materials and Technology volume 7, VCH Editor (1992).
FRIEDEL (J.) - Sur l'emploi de modèles en métallurgie - Rev. de métallurgie, n° 11, pages 893-90 (nov. 2004).
LEDERMANN (L.) et al - Les matériaux du nucléaire : vers une modélisation multiéchelle des propriétés d'usage - Revue de Métallurgie, n° 11, pages 917-931 (nov. 2004).
BOUAZIZ (O.) - EMBURY...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Étude et propriétés des métaux
(201 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
