1-aciers

METALLURGIE

DESCRIPTIVEISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -

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CramiquesPolymresMtalliquesLes diffrentes familles de matriauxLes alliages ferreux reprsentent encore une trs grande proportion dans lutilisation des alliages mtalliques (50% des mtaux dans une automobile).ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Chapitre I - Les aciers


Sommaire Introduction et dfinitions

Les diffrentes familles daciers

Les traitements thermiques des aciers dans la masse

Les traitements de surface des aciers

Influence des lments daddition

Les aciers outils

Les aciers inoxydablesISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Introduction et dfinitionsISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Diagramme Fer-CarboneTrois types dalliages : le fer pur les aciers et les fontes.ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Diagramme Fer-Carbone : gnralitsLes principales phases de ce systme sont :


Diagramme Fer-Carbone : varits allotropiques du fer Les diffrentes varits allotropiques du fer

- La ferrite d (fer d) : de 1401 1528C structure CC (a = 293 pm) forme peu importante au niveau industriel



Diagramme Fer-Carbone : aciersDfinition :

Les aciers sont des alliages dont la teneur en carbone reste infrieure 2% (en masse).

En pratique, on ne trouvequexceptionnellement des aciers plus de 1,2% C

Aciers% en masse de C < 2%ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Diagramme Fer-Carbone : constituants des aciers Constituants des aciers recuits

La ferrite T ambiante cest du fer presque pur, dont les proprits sont: Faible limite d'lasticit (Re = 150 MPa) Faible rsistance mcanique (Rm = 280 MPa environ et duret HV = 80) Grande ductilit (A = 35 %) Densit = 7,86 g.cm-3

La cmentite Fe3C ( 6,67 % C) est un carbure de fer ductilit quasi nulle (comportement fragile), les proprits sont: Limite dlasticit suprieure 2 000 MPa (duret voisine de HV = 700) Densit = 7,82 g.cm-3

La perlite est un mlange biphas de ferrite (88,3 % m) et de cmentite (11,7 % m) Microstructure sous forme de lamelles fines alternes (perlite lamellaire) Proprits mcaniques intressantes: - ductilit issue de la ferrite et

- limite dlasticit issue de la cmentite Rsistance mcanique (Rm (MPa) = 180 + 3800 1/2, avec distance interlamellaire en nm) Ductilit (A = 10 %) Plus stable la corrosion



Diagramme Fer-Carbone : fontes

Fontes(2% < %m C < 6,67%)Dfinitions :

Les fontes sont des alliages dont la teneur en carbone est suprieure 2% en masse

Les fontes subissent toujours la transformation eutectique (vers 1130C)Fontes blanches :Le carbone se retrouve toujours sous forme de cmentite

Fontes grises :Le carbone se retrouve sous forme de graphite libre (carbone pur) et de cmentiteISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Diagramme Fer-Carbone : aciersAlliage particulier :

Il correspondau point eutectode du diagramme Fe-C (- autres lments).teneur en carbone ~ 0,8% (teneur variable selon la prsence dautres lments dalliages). Alliage eutectode.

Aciers% en masse de C < 0,2%

point eutectode ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Diagramme Fer-Carbone : aciers

Acierspoint eutectode ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Diagramme Fer-Carbone : acier Constitution et rpartition des constituants

Lacier eutectode (0,8% en masse de C) Hautes tempratures, lalliage ne contient que la phase daustnite Lors du refroidissement, aucun changement avant datteindre la T eutectode (~ 727C) En dessous de cette T la totalit de laustnite est prcipite en perlite



Les Diffrentes familles dacierISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Aciers outils allis Aciers maraging ou (martensite-aging) Aciers inoxydables Aciers rfractaires Aciers au manganse

Aciers ordinaires Aciers au carbone non allis

Les aciers : les diffrentes famillesLes diffrentes familles :

Les aciers dusage gnral

Les aciers faiblement allis

Les aciers allis



Les aciers dusage gnral : aciers ordinairesComposition :

Teneur maximale de 0,25 % en masse de C Prsence de diffrents lments dadditions (faible quantit)

Proprits :

Bonne soudabilit Insensibles aux traitements thermiques Amlioration des proprits par crouissage Limites dlasticit intressantes

Utilisation :

Aciers de construction dusage gnral Aciers de dcolletage bas carbone ...

Exemple : EN S235 : acier de construction Re = 235 MPa EN E335 : acier de construction mcanique Re = 335 MPa ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers dusage gnral : aciers au carbone non allisAciers pour cmentation : (< 0,2 % C) traitements superficiels denrichissement en carbone, do une couche trempable et durcissanteExemple :

EN C25E (ancien XC25) : acier non alli ayant 0,25% de C avec une indication supplmentaire dfinie dans le fascicule FDR 10260 (info traitement thermique)Aciers trs haute rsistance trs bas carbone valeurs leves de Re et de Rm, une bonne ductilit (A > 13 %) et une rsilience leveAciers pour traitements thermiques de trempe et de revenu pour des teneurs en carbone moyennes de 0,25 0,6 %Aciers teneurs leves en carbone ils sont rservs pour des usages exigeant des hautes rsistances, grande duret, tenue lusure Aciers microallis haute limite d'lasticit teneurs moyennes en carbone, faibles additions (moins de 0,1 %) et des traitements trs contrlsISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers faiblement allis Dans cette famille, la rgle est quaucun lment natteigne 5 %Exemple : EN 36CrNiMo16 : acier alli 0,36% en masse de C, 4% de chrome et contenant du nickel et du molybdne. Lapport des lments dalliage va permettre daugmenter la rsistance mcanique et daugmenter la profondeur de trempe Selon le choix des lments dalliage, on favorise : La limite dlasticit (Si pour les ressorts) La rsistance lusure (Mn et Si) La rsistance aux chocs (Ni-Cr, Ni-Cr-Mo)

Relativement accessibles par leur prix

Matriaux de choix pour la construction mcanique



Les aciers faiblement allis Influence des lments dadditions sur les proprits ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers allis Les teneurs en lments dalliage peuvent dpasser 5 %Exemple :

EN 2 Ni18Co8Mo5TiAl :acier alli 0,02% en masse de C, 4,5% en masse de Nickel,2% en masse de Cobalt,0,5% en masse de Molybdne et contenant du titane et de laluminium. Les performances et les prix sont plus levs On distingue les groupes suivants : Aciers outils allis Aciers maraging ou (martensite-aging) Aciers inoxydables Aciers rfractaires Aciers au manganse


ElmentsMultiplicateurCr, Co, Mn, Ni, Si,W

Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr

N, P, S

B4

10

100

1000


Les aciers allis : aciers outils allisLes aciers outils allis :

Pour le travail froid

Pour le travail chaud

Les aciers rapides (pour usinage, formage, filage froid) :

Duret lambiante suprieure 60 HRc

Maintien dune duret et dune tnacit leves chaud addition importante dlments carburignes (W, Mo, V) associs au chrome (qui amliore la trempabilit) et au cobalt

laboration et traitements thermomcaniques complexes

Rsistance au frottement, lusure, et la fatigue est amliore par des traitements superficiels



Les aciers allis : aciers maraging Les aciers maraging

Ils profitent du fort hystrsis de la transformation austnite-ferrite des alliages fer-nickel

Composition :

- ~ 18% de Ni- Quelques % de Co et de Mo - Trs peu de C (0,02%) - Un peu de Ti et Al

Aprs traitement thermique:

- Limite d'lasticit et ductilit moyennes- Usinage facile- du durcissement par un traitement de revenu (durcit la martensite par prcipitation de composs intermtalliques de type Ni3Mo, Ni3Ti ou NiAl )- Tnacit reste bonne

Un soin tout particulier est port au traitement de revenu afin dobtenir un durcissement structural maximalISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers allis : aciers inoxydablesLes aciers inoxydables

rsistance la corrosion aux tempratures basses et moyennes dans les milieux plus ou moins agressifs. Ils reprsentent une production annuelle denviron 1,2 millions de tonnes en France, soit un doublement en 15 ans. Llment dalliage pilote est le chrome, dont la teneur doit toujours tre > 12 %

formation dun film de passivation en surface Les aciers inoxydables se classent en divers sous-groupes selon la microstructure :- Inox ferritiques - Inox martensitiques - Inox austnitiques - Inox austnoferritique ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers allis : aciers inoxydables Les aciers inoxydables se classent en divers sous-groupes selon la microstructure :Inox ferritiques : - Avec trs peu de carbone - Un peu de Mn (viter la formation de martensite par trempe) - Structure cubique centre faible durcissement par crouissage Inox martensitiques : - Trempabilit excellente lair - Excellente rsistance au revenu jusqu 350C - T > 350C : durcissement secondaire (d au chrome) perte de tnacit et de ductilit jusqu 550C - T > 550C : temprature de dbut du survieillissementInox austnitiques : - Traitement de trempe svre austnite mtastable T ambiante - EcrouissableInox austnoferritique : - Moins de fragilit que les ferritiques - Limite d'lasticit plus leve que les austnitiques - Susceptibles de durcissement structuralISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les aciers allis : aciers rfractaires et aciers au manganseLes aciers rfractaires

- Aciers inoxydables rsistant loxydation chaud (T 800 1000C)- Rsistance au fluage acceptable ces temprature - lment daddition principal est le chromeLes aciers au manganse

Le prototype est lacier Hadfield, avec 12 % Mn, 1 % C et 0,5 % Si - Structure austnitique mtastable- Durcissement superficiel exceptionnel par choc (transformation de laustnite en martensite comme pour les aciers inox austnitiques) - Tnacit remarquable - Difficult dusinage est contourne par des procds de moulage, pour obtenir des pices rsistant lusureISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les Traitements thermiquesISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciersObjectif : amliorer les performances des aciersTrois types de traitements thermiques :Moyen : traitements thermiques intressant si les paramtres des traitements sont parfaitement matriser Ide : les proprits des aciers sont lies leurs microstructures. Les traitements thermiques est de faire voluer la microstructure en fonction des besoins dutilisation de lacier.

Traitements dans la masse : - trempes

- revenus

Traitements de surface = trempes superficielles

Recuits (adoucissement et rgnration)



Les traitements thermiques des aciers dans la masseAustnitisation

Laustnitisation a pour objet de mettre en solution le carbone et, ventuellement, les lments dalliage prcipits sous forme de carbures. Pour ce faire, il est ncessaire de se placer dans les conditions o le carbone est soluble dans le fer cest--dire de provoquer, par chauffage, la transformation du fer a en fer g Laustnitisation comporte deux tapes :- Un chauffage jusqu la temprature dite temprature daustnitisation ;- Un maintien cette temprature

La T daustnitisation est suprieure denviron 50C T limite daustnisation homogne Chauffage lent en particulier pour les grosses pices

Limiter le gradient thermique entre la peau et le cur Limiter les contraintesISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masseTrempe

Les transformations se font hors quilibre diagramme dquilibre non respect ici

Objectif : empcher la prcipitation du carbone au cours du retour depuis la temprature daustnitisation jusqu la T ambiante, et cela dans la plus grande partie possible de la section de la pice. Pour un acier donn, les deux facteurs qui vont conditionner le rsultat de la trempe sont :- La trempabilit de lacier dans les conditions daustnitisation adoptes - Les conditions de refroidissement de laustnite Pour obtenir la transformation : Austnite Martensite vitesse de refroidissement rapide Vitesse pas assez rapide : Austnite Perlite ou BainiteISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeTrempabilit

DfinitionLa trempabilit de lacier caractrise les possibilits de ralisation de la structure martensitique, sans prcipitation de carbone, par rapport aux conditions technologiques dans lesquelles peut tre ralise la trempe La trempabilit est caractrise laide des diagrammes de transformation en refroidissement continu (diagramme TRC) et indirectement, laide des courbes Duret (HV) = f (conditions de refroidissement) et, plus pratiquement, laide des courbes Jominy Plus la trempabilit dun acier est grande :

Plus est grande la section des pices dans lesquelles, pour des conditions de refroidissement donnes, on peut provoquer la transformation martensitique cur

Moins il est ncessaire de refroidir rapidement une pice de dimensions donnes pour engendrer la transformation martensitique curISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeEssai de Jominy : essai normalis permettant la mesure de la trempabilit

Mthode fixe tous les paramtres qui influent sur la profondeur de la trempe (conditions de refroidissement, taille et gomtrie de lchantillon)


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeEssai de Jominy :

Une fois lchantillon temprature ambiante, on meule un plat de 0,4 mm de profondeur afin de raliser des mesures de duretsISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeConditions de refroidissement lors de la trempe

la trempe par immersion de la pice dans un milieu qui extrait la chaleur contenue dans celle-ci, ce milieu peut tre : gazeux : air, gaz (N2, Ar, H2, He, etc.) liquide : eau, huiles et bains de sels fondus (leau et les huiles peuvent contenir des additifs qui modifient leur pouvoir refroidissant) mixte : brouillard (gaz + liquide atomis), lit fluidis (gaz + solide pulvrulent)Le refroidissement en chaque point dun volume dacier dpend : des proprits thermiques du mtal de la gomtrie de la pice (forme, dimensions, etc.) de la position du point considr dans la section de la pice des proprits thermiques du milieu de trempe et de certaines de ses proprits physiques (viscosit notamment) de la temprature du milieu de trempe des conditions dans lesquelles se droule lchange thermique entre pice et milieu de trempe (volume et agitation du milieu de trempe, tat de surface de la pice, etc.) le praticien va devoir tenir compte dun trs grand nombre de paramtresISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeTrempe leau

Milieu de refroidissement le moins cher et refroidissement le plus nergiques

Donc, lexcution dune bonne trempe leau exige le contrle permanent :- De la temprature de leau - De lagitation des pices - De la circulation de leau et de son renouvellement ventuel Vitesse de refroidissement nest pas constante, v maximale lorsque T de surface ~ 300C responsable de la formation de tapures En fonction de la gomtrie de la pice, des bulles de vapeur la surface

ralentissent local du refroidissement du mtal naissance de points douxBonne circulation de leau / prcautions de mise en placeModification volontairement du pouvoir refroidissant de leau en incorporant divers produits :- sa svrit de trempe en mettant en solution des sels - sa svrit de trempe en lui ajoutant des polymres organiques ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeTrempe lhuile

Une grande varit dhuiles de trempe existe, on les distingue par :- Lhuile de base (minrale ou synthtique) - Les additifs contenus viter la prsence deau dans un bain dhuile : eau qui v de refroidissement haute T mais v basse T apparition de tapures Vitesse de refroidissement nest pas constante, v maxi. lorsque T de surface ~ 400-600C

viscosit de lhuile diminue quand sa T du pouvoir refroidissantcontrle permanent de la T du bain Utilisation de la trempe lhuile la mise en uvre de moyens de prvention et de lutte contre les incendies Aprs trempe lhuile, ncessit de dgraisser les picesISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeTrempe au gaz

Les conditions de refroidissement dpendent ici :- De la nature du gaz (et essentiellement de sa capacit thermique) - De la temprature du gaz - De la pression du gaz - De la vitesse relative du gaz par rapport la surface de la pice Connat un grand dveloppement dans le cadre de lutilisation des fours vide. Il permet, avec lutilisation de gaz performant (azote, hlium, hydrogne) sous pression et le recours une circulation intense, desprer la ralisation de conditions de refroidissement similaire celles obtenues avec la trempe lhuile avec lavantage dune circulation plus matrisable du fluide de trempe

Lorsque le gaz utilis doit tre recycl de prvoir un moyen de refroidissement (changeur) qui permette den extraire la chaleur avant de le renvoyer au contact de la pice Lutilisation dun gaz neutre vite toute altration chimique de la surface de la pice.ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeTrempe au brouillard

Ralise en projetant la surface de la pice un fort courant dair dans lequel de fines gouttelettes deau sont mises en suspension Le pouvoir refroidissant dun tel brouillard peut tre de 4 5 fois plus que celui de lair utilis v de refroidissement obtenues sont grandes lorsque la T de la surface de la pice est peu leve

Le refroidissement est d fois au pouvoir refroidissant de lair en circulation et la vaporisation des gouttelettes deau lorsquelles entrent en contact avec la surface de la piceTrempe en bain fluidis

Un bain fluidis pour la trempe est constitu par de fines particules (gnralement dalumine) en suspension dans un courant gazeux Trempe en bain de sels fondus

Aprs trempe, les pices doivent subir un lavage intense et tre protges contre la rouilleISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : trempeDformations et contraintes rsiduelles aprs trempe

Au cours de la trempe dun acier, des changements de volume se produisent dus :- au retrait : contraction proportionnelle lie au coefficient de dilatation du mtal - aux transformations allotropiques : gonflement dpendant des conditions dans lesquelles se droule la transformation g a Pendant la trempe, la temprature nest pas uniforme dans toute la pice, do :

- la dilatation de lacier nest pas la mme en tous points - la transformation g a se produit des instants diffrents dans la pice considr dilatation anormale ne se manifeste donc pas au mme moment en tous points Cette absence de synchronisme des changements de volume va engendrer :- des dformations plastiques ( haute temprature)- des dformations d'lasticits et donc de contraintes (T

Les traitements thermiques des aciers dans la masse : revenuLe revenu

Objectif : Appliqu aux aciers au carbone allis ou non allis, aprs une trempe, le revenu a pour objet de provoquer une prcipitation du carbone sous une forme et dans des conditions contrles afin de parvenir au durcissement optimal. Cette opration engendre une volution structurale depuis ltat mtastable obtenu aprs trempe vers un tat plus proche de lquilibre physico-chimique Les paramtres qui dfinissent les conditions dexcution dun revenu sont :

- la temprature de revenu (T maximale laquelle est port lacier)- la dure du maintien de T maximale - la loi de refroidissement laquelle la pice est soumise la fin du revenu Diffrents type de revenu (aprs trempe) existe : le revenu de dtente le revenu habituel (ou banal) le revenu de durcissement secondaire



Les traitements thermiques des aciers dans la masse : revenuLe revenu de dtente

Ralis une temprature comprise entre 180 et 220C Appliqu uniquement une structure totalement martensitique

- Provoque une prcipitation souvent incomplte (fonction T) du C sous forme de Carbone e Permet une diminution des contraintes interne

Ne provoquant pas de transformation de laustnite rsiduelle (si ce nest sa stabilisation), il peut tre prcd dun traitement par le froid si lon veut disposer du durcissement maximal Ralis lorsque les conditions demploi exigent : conservation des caractristiques de rsistance leur niveau le plus lev sans imposer de contrainte en ce qui concerne la ductilit

volution des proprits

Faible de la rsistance la traction et de la duret trs sensiblement la limite dlasticit amliore un peu le niveau des caractristiques de ductilit



Les traitements thermiques des aciers dans la masse : revenuLe revenu usuel

Ralis une temprature comprise entre 500 et 575C

Provoque la prcipitation complte du carbone sous forme de cmentite Fe3C

Suivant la temprature de revenu, dans le domaine considr, on provoque une baisse plus ou moins forte des caractristiques de rsistance mais aussi un relvement trs sensible des caractristiques de ductilit Suivant la temprature de revenu, ces carbures sont plus ou moins fins, disperss et durcissants ou globuliss, coalescs et peu durcissants

Le revenu de durcissement secondaire

Ralis une temprature comprise entre 600 et 675C

Provoque prcipitation complte du C sous forme de carbures spciaux (Cr7C3, Cr23C6, Mo2C, )

Provoquer un durcissement important accompagn dune des caractristiques de ductilit

Particulirement effectu sur les pices devant travailler haute T



Les traitements thermiques des aciers dans la masse : revenuChoix des conditions de revenu aprs trempe

Le choix des conditions de revenu commence par la dfinition du type de revenu qui est ralis (fonction des proprits recherches) : Tenir compte que la priphrie dune pice subit toujours un maintien la temprature de revenu plus long que celui auquel est soumis le cur. Cette diffrence est dautant plus grande que le chauffage est plus rapide et la section de la pice plus importante

chauffage lent et contrl. - Duret maximale et conditions de service nimposent pas une certaine ductilit revenu de dtente la T 180-220C, compatible avec les exigences de duret - Compromis bien dtermin entre le niveau de la rsistance et un niveau de ductilit revenu banal - Pour les acier contenant des lments carburignes revenu de durcissement secondaire ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : recuitPrincipe : ralis un cycle thermique Chauffage une temprature de recuit Maintien isotherme cette temprature Refroidissement lent dans lair ou le fourLe recuit

Objectif : limin toute lhistoire thermique de lacier en ramenant le mtal lquilibre physico-chimique et mcaniqueDans la pratique, on distingue diffrents recuits en fonction des buts atteindre :- Le recuit dhomognisation- Le recuit de rgnration- Le recuit complet- Le recuit de dtenteProprit recherche : Ductilit maximale Duret minimale Bonnes proprits mcaniquesISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : recuit Pour rduire ces htrognits, on fait intervenir la diffusion en portant lacier haute temprature (T > 1100C) et en le maintenant cette temprature pendant le temps ncessaire pour obtenir le rsultat souhaitLe recuit dhomognisation

Objectif : rduire les htrognits de composition chimique engendres par le procd de solidification Le maintien est suivi dun refroidissement assez rapide, provoquant gnralement un fort grossissement des grains, ncessit daffiner ultrieurement (ralisation dun recuit de rgnration Laffinement des grains de lacier est possible grce la transformation a g et au processus de germination et de croissance de laustnite Le recuit de rgnration

Objectif : affiner le grain de lacier aprs que celui-ci ait subi un grossissement excessif la suite dune surchauffe accidentelle ou dun recuit dhomognisation par exemple Le maintien T maximale du cycle assurer la mise T uniforme de la pice A T ambiante la structure de lacier est constitue de ferrite (ou de cmentite) et de perliteISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


Les traitements thermiques des aciers dans la masse : recuit Il se dfinit essentiellement par son cycle thermique qui comporte :- une austnitisation (conditions identique que celle qui prcde la trempe)- un refroidissement lair libreLe recuit complet

Objectif : homogniser la structure dun acier non alli ou faiblement alli ; il permet aussi daffiner le grain de cet acier Un des intrts de ce recuit est dobtenir un matriau dont lusinage et la dformation froid est facilitLe recuit de dtente

Objectif : diminuer les contraintes rsiduelles pralablement gnres par des cycles thermiques ayant cr, des gradients thermiques et donc des dformations htrognes ( loccasion dopration de formage, de soudage ou de traitements thermiques) Un traitement de relaxation comporte :- un chauffage relativement lent (limiter les contraintes lies au gradients thermiques) la temprature choisie - un maintien la temprature choisie - un refroidissement relativement lent (limiter les nouvelles contraintes lies au gradients thermiques)ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] -


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les Traitements de surface


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers Les traitements thermiques dans la masse amliorent les proprits mcaniques des aciers mais ils diminuent la tnacit du matriau

Les traitements de surface sont gnralement appliqu sur des aciers ordinaires ou des aciers peu charg en lments daddition puisque la bonne aptitude la trempabilit du matriau nest alors plus une exigence (contrairement aux traitements dans la masse vu prcdemment)Deux types de traitements de surface peuvent tre identifis :

- les trempes superficielles modifie la structure de la peau des pices

- les traitements thermochimiques modifient la composition de la peau des pices Suivant lutilisation de la pice labore, ce sont surtout les proprits de surface qui prdomine (ex : rsistance lusure). Pour ces cas, le traitement de surface est prfr afin que le cur de la pice conserve une bonne tnacit et que la peau soit plus rsistante


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesLes trempes superficielles

Consistent austnitiser rapidement la peau de la pice suivie dune trempe

Le chauffage peut se raliser partir de cinq mthodes :

- la flamme (au chalumeau)

- par induction en moyenne ou haute frquence

- par faisceau laser

- par faisceau dlectrons

- par torche plasma Les aciers moyenne teneur en C se prtent bien ce traitement

Un revenu est bien souvent ralis la suite de cette trempe

Ce traitement porte sur quelques millimtres dpaisseur de la pice


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesTrempe la flamme (au chalumeau)

Procd:

la surface de la pice est porte en quelques secondes au-del de 900C laide dun chalumeau ou dun jeu de brleurs judicieusement rpartis, puis trempe plus ou moins violemment selon lpaisseur relative chauffe et la trempabilit de lacier La profondeur durcie peut varier entre un millimtre et la pleine section de la pice (typiquement jusqu 75 mm) selon la dure dinteraction de la flamme et lefficacit du refroidissement vis--vis de la trempabilit de lacier

Les diffrents procds de trempe la flamme sont soit :


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesTrempe avec chauffage par induction en moyenne ou haute frquence

lapplication dominante de linduction MF demeure le durcissement superficiel localis

utilis pour raliser des revenus sommaires (qq minutes T < 300C) ou des recuits (chauffage vers 900C/ refroidissement naturel) sur des parties de pice dfragiliser

durcissements martensitiques sur des paisseurs superficielles

(~ 0,5 5 mm) et des structures intermdiaires assurant la transition entre la duret de la martensite et celle du substrat Le refroidissement naturel pas suffisant une trempe sous douche deau, celle-ci se substituant linducteur (procd statique) ou oprant juste derrire linducteur (procd au dfil).


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesDurcissements en phase solide par faisceau laser, faisceau dlectrons, ou torche plasma

chauffer la pice par interaction directe de la peau avec les photons dun faisceau laser, les lectrons dun faisceau lectronique, ou le plasma dune torche

zone traite : quelques diximes de millimtre

Procd:

Pour raliser des durcissements localiss par transformation allotropique, on peut soit :- balayer la surface avec un faisceau relativement focalis- dplacer avec ou sans recouvrement de petites fentres irradies Il est nanmoins difficile de matriser de trs fortes densits de puissance compte tenu des instabilits dinteraction et des risques de dbut de fusion en extrme surface

Aprs passage du faisceau, le refroidissent rapidement par conduction vers le cur de pice rest froid, conduit une auto-trempe martensitique


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesPar faisceau laser

Utilisation dune source continue laser gazeux CO2 , ou un laser solide Nd-YAG.

Avantages par rapport linduction:

- zones affectes thermiquement rduites

- dautoriser une duret plus forte lie une structure plus fine En revanche, les surfaces relativement tendues ne peuvent tre traites que par recouvrement de pistes durcies relativement troites (~ 40 mm pour une source CO2 de 25 kW et 7 mm pour 1,5 kW)

zones adoucies par revenu (prsence des contraintes rsiduelles)


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesPar faisceau faisceau dlectrons

Le durcissement par faisceau dlectrons (ou bombardement lectronique) est comparable au durcissement par laser, mais avec un meilleur rendement dinteraction (jusqu 90%)

Les faisceaux dlectrons peuvent tre facilement mis en forme et dflchis HF (balayage ponctuel, linaire ou surfacique) par voie lectromagntique pilote par calculateur

meilleur distribution des fortes densits dnergie.

Mise en jeux des puissances leves (plusieurs centaines de kW), ce qui autorise le traitement de larges surfaces en un seul balayage

La ncessit doprer sous vide (< 0,1 Pa) peut exiger des surfaces particulirement propres, mais, en contrepartie, la qualit des surfaces traites permet dviter des oprations de finition


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : trempes superficiellesPar torche plasma

Les torches plasma arc transfr (PTA) permettent des durcissements de surface de pices sans atteindre la fusion car il est possible de moduler la densit de puissance distribue par la colonne plasma en jouant sur la distance frontale de la pice

La pice traiter est porte un potentiel positif par rapport la cathode de la torche : le jet de plasma est alors entirement parcouru par le courant torche-pice constituant ainsi une rsistance de transfert faible et modulable de lnergie lectrique

La trs forte densit dnergie de la colonne plasma autorise, en fonction des paramtres courant et tension, de contrler la profondeur traite entre 0,5 et 10 mm

Pour les chauffages relativement plus profonds et grossiers des torches plasma arc souffl o le jet de plasma sortant de la tuyre lche directement la pice (rglage de la distance frontale plus critique)

Le faible cot des torches PTA et les larges facilits dautomatisation et de robotisation de leur dplacement intressant pour des moyennes sries de pices exigeant moins de prcision de traitement que celles intresses par le laser ou le faisceau dlectrons


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : traitements thermochimiquesLes traitements thermochimiques

Consistent modifier la microstructure de la peau de la pice en ralisant un gradient de composition chimique

Les traitements les plus connus sont des traitements de cmentation(consiste faire pntrer superficiellement du carbone ou de lazote (ou les 2) dans un acier afin de le transformer en surface en un acier fortement carbur susceptible d'tre tremp :

Carburation (diffusion du carbone)

Nitruration (diffusion de lazote)

Carbonitruration (diffusion des deux)

Les profondeurs atteintes ~ 1 ou 2 mm.

Bien souvent, ce gradient de composition seffectue par diffusion dun mtallode (C, N, ou les deux)


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : traitements thermochimiquesLa carburation

Consiste enrichir en carbone la peau de la pice

Permet dobtenir des surfaces dures et rsistantes lusure partir daciers faibles teneurs en carbone (0,1 et 0,3% de C).


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : traitements thermochimiquesLa carburation

La cmentation en caisse:

la pice est place dans un mlange de charbon et de fer. Cette technique est de moins en moins utilise pour des raisons de cot et denvironnement Les bains de cyanures fondus:

le milieu liquide est un bain de sels en fusion riche en produits carburants dans lequel on immerge les pices. Ce procd fortement dvelopp jusquaux annes 70 a beaucoup dcru depuis la dernire dcennie. Les raisons essentielles sont lies lenvironnement et aux conditions de travail et principalement la nature cyanure de ces bains. Des formulations sans cyanure ont t dveloppes pour saffranchir de cet aspect mais lefficacit relative de ces formules et les contraintes des bains de sels mme exempts de cyanures nont pas permis de maintenir la place de cette technique par rapport aux procds gazeux. Les mlanges gazeux :

le traitement est ralis dans un four tanche dans lequel on maintient une atmosphre contrle constitue dun gaz support auquel on ajoute si ncessaire, pour atteindre le potentiel carbone souhait, un gaz denrichissement en carbone


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : traitements thermochimiquesLa nitruration

Solubilit de lazote dans le fer est de 0,4% 590C

Sa mise en solution est ralise entre 500 et 550C

Les agents de nitruration le plus couramment utilis sont lammoniac sous forme gazeuse et les bains de cyanures fondus

Avant de saturer le fer lazote tend former des nitrures finement disperss. Pour minimiser la diffusion cur et la coalescence de ces nitrures, T basse est conseille. La prsence de ces nitrures a pour consquence de limiter le durcissement du mtal

Les durets superficielles obtenues aprs nitruration sont suprieures celles obtenues par carburation.

La zone traite est de faible paisseur: 0,2 mm pour un traitement de 10h 525C et 0,6 mm pour 60h 525C. Ces faibles paisseurs sont lies la temprature du traitement

Comme la nitruration sopre sur du fer sous la forme a et que le durcissement nest d qu la formation de nitrure aucun traitement thermique ultrieur nest ncessaire


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les traitements de surface des aciers : traitements thermochimiquesLa carbonitruration

Diffusion simultanment de carbone et dazote en surface

Traitement trs proche de la carburation seffectue sur du fer sous la forme g

Les milieux de carbonitruration sont des bains de cyanures ou des mlanges gazeux

Les proprits de la couche trait sont intermdiaires aux proprits des traitements de carburation et de nitruration


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ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Influence des lments dadditionInfluence des lments dadditions

Malgr les diffrents traitements possibles sur les aciers, les proprits physiques demeurent insuffisantes pour certaines utilisations

Limites des proprits physiques

Rsistance mcanique : limit 700 MPa

introduire des lments daddition en faible quantit(Cr, Ni, Mn, Mo, V, W ) dobtenir de nouveaux alliages aux proprits amliors Trempabilit : trs faible pour les aciers au C (trempe cur impossible si > 15 mm

Tenue chaud : proprits mcanique seffondre si T > 400C

Rsistance lusure : variable suivant la structure de la matrice

Rsistance la corrosion : bonne uniquement pour des aciers inoxydables


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Influence des lments dadditionAction gnrale des lments dadditions

Laction des lments daddition sur les caractristiques des aciers dpend essentiellement des deux facteurs suivants :

Type de modification apporte au domaine de stabilit de laustnite.

lment augmentant le domaine de stabilit de laustnite tel que lalliage reste sous la forme CFC quelle que soit T. Un tel lment est dit gammagne ; la liste des lments gammagnes est assez limite puisquelle ne comporte que Ni, Mn et Cu Tendance des lments se substituer en partie aux atomes de fer de la cmentite ou former des carbures.

lments augmentant le domaine de stabilit de la cmentite tel que lalliage reste CC toutes T Un tel lment est dit alphagne. La liste des lments alphagnes comprend presque tous les lments dalliage habituels tels que Si, Al, Cr, Mo, Ti, W


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Influence des lments dadditionAction spcifique des lments dadditions

Linfluence des principaux lments daddition sur les caractristiques des aciers est report dans le tableau


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ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Les aciers outils

Les aciers outils sont utiliss, dans tous les problmes de mise en forme des matriaux au sens le plus large : Usinage (tournage, perage, fraisage...) Mise en forme froid et chaud (travail des mtaux en feuilles sous presse par dcoupage et emboutissage, forgeage et matriage chaud, laminage froid ou chaud) Moulage (coule par gravit ou sous pression dalliages dAl, de Cu, de Zn et de Mg, emballages verriers, industrie du caoutchouc, plasturgie) Filage et dextrusion (aciers et alliages lgers, plastiques, pte de cellulose...).

Les aciers outils font partie intgrante du domaine des aciers spciaux

Loutil est sollicit au niveau de sa surface et doit supporter les contraintes les plus svres.

ne peuvent pas tre dfinis au moyen de lois de comportement simples

ncessite une connaissance prcise des conditions de sollicitations pour le choix


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Proprits requises

Duret : - pour rsister aux dformations de la surface lors du travail

- duret conserve haute temprature (T~600C) Rsistance lusure : rsistance leffet de rayure et au microgrnement par arrachement de particules lors du frottement contre une autre surface

Rsistance aux chocs thermiques

Tnacit : rsistance des chocs frquents

Tenue chaud : - bonne proprits mcanique

- bonne rsistance au fluage - bonne rsistance loxydation Trempabilit : - proprits homogne

- rsistance convenable la surchauffe et au grossissement du grain e Caractristiques atteintes en ajoutant un certain nombre dlments daddition


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils lments daddition

Les lments daddition jouent des rles similaires que dans les autres aciers

Spcificits :

Les teneurs plus levs

Les lments dont laffinit est trs forte avec le C (Mo,V, W) jouent ici un rle de premier plan en formant des carbures trs stable

Avec des additions massives de ces lments les teneurs en C peuvent dpasser les 2%.

Ces carbures de grande duret vont permettre damliorer la rsistance lusure et au fluage


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Les traitements thermiques

Laddition massive des lments daddition rend difficile lexcution de traitements thermiques sur les aciers outils

La T daustnisation est trs leve (> 1000C) mais il faut la contrler avec prcision en raison de la diminution du domaine daustnisation

La trempe comporte des risques de dformations et de tapures

Chauffage par palier (faible vitesse de chauffe) Les risques de dcarburation et de croissance des grains sont importants

maintient de la pice la T dautnitisation juste le temps ncessaire (T soit homogne) Recours une trempe douce


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Dsignation et classification des aciers outils

Les nuances daciers outils sont classes, selon leur mode de travail, en quatre catgories :

les aciers outils non allis pour travail froid

les aciers outils allis pour travail froid

les aciers outils pour travail chaud

les aciers coupe rapide

Aciers outils non allis pour travail froid

Cette classe daciers comprend six nuances dont la teneur en C est comprise entre 0,45 et 1,20% en masse. Leur dsignation comporte le symbole prfixe C, suivi dun nombre exprimant la teneur moyenne en carbone, en centimes pour cent, puis de la lettre U spcifique de la dsignation daciers outils (Ex : C45U) Aciers outils allis pour travail froid caractriss par :

- des niveaux de duret levs T ambiante (entre 56 et 63 HRc) - des teneurs en C leves (> 0,6 % en masse) - des teneurs en lments fortement carburignes assez basses (maxi. qq %)Ex : X 210Cr12 (composition : 12 % Cr, 2,1 % C)


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Dsignation et classification des aciers outils Aciers outils pour travail chaud caractriss par :

- des niveaux de duret moyens T ambiante (~ 44 55 HRc)- une rsistance ladoucissement relativement forte- des teneurs en C ~ 0,3 et 0,6 %, + additions dlments carburignes (chrome, molybdne, tungstne et vanadium) et, occasionnellement une addition de cobalt. Aciers coupe rapide caractriss par :

- des niveaux de duret levs la T ambiante (~ 60 et 70 HRc)- une rsistance ladoucissement leve - des teneurs C > ou = 0,8 % - des additions importantes dlments carburignes (tungstne, molybdne, vanadium) et un degr moindre de chrome Dsignation abrge dfinie de la manire suivante :

- dbute par le symbole HS (high speed) - les trois (quatre) chiffres donnant les teneurs moyennes en W, Mo, V (et Co) dans cet ordre pour les aciers sans (avec) cobalt - lette C en fin de notation permet de distinguer la variante teneur en C leve Exemples : HS18-0-1 (18 % W, 0 % Mo, 1 % V) HS6-5-2-5 (6 % W, 5 % Mo, 2 % V, 5 % Co)


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers outils Dsignation et classification des aciers outils En rsum :

classification gnrale des aciers outils


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables Les aciers inoxydables

Les aciers inoxydables constituent une vaste famille dalliages mtalliques qui ont tous en commun de contenir du fer et du chrome

Suivant leur teneur en chrome dont le seuil minimal est de 10,5 % et les traitements mtallurgiques quils ont subis, ils prsentent un large ventail de proprits

5 familles daciers inoxydables :

- Aciers inoxydables martensitiques- Aciers inoxydables ferritiques- Aciers inoxydables austnitiques- Aciers inoxydables austnoferritiques- Aciers inoxydables durcissement par prcipit Constitution des aciers inoxydables

Addition de chrome dobtenir dexcellente aptitude rsistance la corrosion

Chrome alphagne

transformation a g qui se produit au chauffage dpend des teneurs en Cr et en C


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables Constitution des aciers inoxydables

Pour dterminer la structure des aciers inoxydables utiliser le diagramme de Schaeffler

En ordonne lquivalent nickel

laction combine et pondre des lments gammagnes

En abscisse lquivalent chrome

laction des lments alphagnes.


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. martensitiquesAciers inoxydables martensitiques

Structure et classification

Teneur maximale en C est limite 1,2% Teneur en chrome est comprise entre 11,5 et 18% Jusqu 6% de nickel Jusqu 1,5% de molybdne.

Aprs trempe structure entirement martensitique

limite dlasticit ,rsistance la rupture duret


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ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. martensitiques Proprits physiques et caractristiques mcaniques Traitement thermique

Pratiquement toujours utiliss ltat tremp et revenu

Jusqu 300C : - traitement de revenu modifie peu Rm et Rp0,2

- lgre de lallongement et de la rsilience A partir de 550C, un traitement pratiqu : - Rm et Rp 0,2 - allongement (A) et tnacit (rsilience) T entre 350 et 550C doivent tre vites la prcipitation de carbures fins de la tnacit

et de la duret


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. martensitiques Proprits physiques et caractristiques mcaniques

Les aciers inoxydables martensitiques proprits physiques relativement homognes

Famille la moins rsistante la corrosion


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. ferritiques Aciers inoxydables ferritiques

Structure et classification

Structure reste ferritique dans tout lintervalle de temprature

ne subissent pas de transformation


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. ferritiques Aciers inoxydables ferritiques 11 % de chrome (groupe 1)

Les nuances les plus courantes du groupe 1 ont : Teneur en chrome de lordre de 11 12% Teneur en carbone (< 0,03% et typiquement ~ 0,015%)

La plus importante (quantits produites) est la nuance X2CrTi12 Utilise dans les lignes dchappement des automobiles Excellentes performances la mise en uvre (formage, emboutissage, cintrage et soudage) Rsistance la corrosion suffisante pour lapplication considreLa seconde nuance X2CrNi12- Aprs traitement thermique T~800C Limite dlasticit > 320 MPa Allongement rupture ~30% Structure : ferrite et carbures disperss homognement- Alliage soud Absence de stabilisant transformation martensitique (> 90%) La martensite bas C excellente tnacit et une duret modre Application principale structures soudes de haute fiabilit.


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. ferritiques Aciers inoxydables ferritiques 17 % de chrome (groupe 2)

Les nuances du groupe 2 comprennent La nuance de rfrence X6Cr17 (16,5% Cr et 0,05% C) Ces drives obtenues par abaissement de la teneur en interstitiels (C+N)

Introduction 1 ou 2 stabilisants (Ti) + ajout de Mo permet de fixer N et C sous la forme de nitrures (TiN) et de carbures (TiC) ou de carbonitrures la stabilisation doit rendre lacier insensible la corrosion intergranulaire


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. ferritiques Aciers inoxydables superferritiques (groupe 3)

La nuance caractristique de ce groupe : X2CrMoTi29-4 (29% Cr, 4% Mo) Basse teneur en C + stabilisation par Ti bonne tnacit et rsistance exceptionnelle Teneur en Cr risque fragilisation 475C

Ce phnomne se manifeste entre 400 et 550C et se caractrise de la duret et de la tnacit lors de maintien de longues dures (plusieurs centaines heures). Il sagit dun phnomne de durcissement secondaire d la formation de fins prcipits a dans la matrice ferritique a ou d

il est dconseill dutiliser des aciers inoxydables ferritiques pendant de longues priodes des tempratures suprieures 300C.


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. ferritiques Proprits physiques et caractristiques mcaniques

Utilis aprs traitement thermique final de recuit entre 800 et 950C

Pas durcissables par un traitement thermique mais uniquement par crouissage

Courbe de traction prsente ~ aciers doux (partie linaire suivie partie curviligne)


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. austnitiques Aciers inoxydables austnitiques

Alliages : fer-chrome-nickel (molybdne)

Reprsentent 80% du march mondial

- Structure cristallographique CFC ductilit et tnacit exceptionnelles pour une large gamme de T- Excellente soudabilit opratoire et mtallurgique facilite la mise en oeuvre Nuance de base X5CrNi18-10 (18% Cr, 9,5% Ni et 0,05% C)

- Couvre environ 80 % des applications des nuances austnitiques Suivant le type dapplication vis dveloppe de nombreux alliages (lments daddition)

Alliages fer-chrome-manganse-nickel

Ecrouissage plus rapidement que Fe-Cr-Ni pas dformation plastique

Les alliages Fe-Cr-Mn-Ni contenant plus de 16 % de chrome nont pas la mme rsistance la corrosion que les nuances austnitiques au nickel


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. austnitiques Aciers inoxydables austnitiques

Aciers inoxydables superaustnitiques

Nuances destines rsister des milieux particulirement agressifs

Compositions chimiques adaptes la rsistance la corrosion du milieux spcifiques

Addition de molybdne une teneur > 2,0 % amliorer trs nettement la rsistance la corrosion par piqres dans les milieux chlorurs (environnements marins ) et au contact des acides rducteurs

Proprits physiques et caractristiques mcaniques

Courbe dun acier inoxydable austnitique

- Aucune sparation entre le domaine d'lasticit et le domaine plastique


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. austnoferritiques Aciers inoxydables austnoferritiques

Aciers inoxydables superaustnitiques

Alliage reprsentatif X2CrNiMoN22-5-3 : meilleurs compromis entre Bonne rsistance aux corrosions intergranulaires, sous contrainte et par piqres et Limite dlasticit leve (x2 celles des aciers inoxydables austnitiques)

Nuance X2CrNiN23-4 relativement bon marchCaractristiques mcaniques leves et bonne soudabilit

Excellent matriau de structure

Autres nuances rsistance la corrosion


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : aciers inox. durcissement par prcipitation Aciers inoxydables durcissement par prcipitation

Famille daciers inoxydables dont les caractristiques mcaniques sont obtenues lissue dun traitement de durcissement secondaire suivant un traitement thermique de trempe ou dhypertrempe

Il existe trois groupes daciers inoxydables durcissement par prcipitation :

- Aciers martensitiques transformation directe - Aciers semi-austnitiques ou transformation martensitique indirecte - Aciers austnitiques durcissement par durcissement secondaire


ISITV Matriaux 2ime anne - Mtallurgie descriptive - contact : [email protected] - Les aciers inoxydables : critres de choix Les critres de choix

Le choix dun acier inoxydable est bas sur une srie de critres :

- Rsistance la corrosion dure de vie Caractristiques mcaniques (rsistance mcanique, ductilit, tnacit) Gamme de T

Matriau de choix dans les applications alimentaires et mdicales Acier inoxydable est 100 % recyclable


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1-aciers

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