L'acier

GENERALITE

Les courbes de transformation des aciers nous renseignent sur les températures de début et de fin de transformation des aciers.

Entre ces courbes on a des zones de transformation dans les quelles on retrouve les constituants de l’acier en fonction de la température et du % de carbone.

1. VARIETES ALLOTROPIQUES DU FER

Un corps peut exister sous des états pouvant présenter des propriétés chimiques identiques et des propriétés physiques différentes : on dit qu’il présente des variétés allotropiques : c’est le cas du fer

1. Le fer α (alpha)

Il existe jusqu’à 906°c. De structure cristalline à maille cubique centrée, il ne dissout pratiquement pas le carbone (0.05% de carbone à 721°c, la solution solide fer α s’appelle la ferrite).

A 768°c, le fer a perd ses propriétés magnétiques. Ce point particulier  s’appelle point de curie.

[pic 1]

1. Le fer     (gamma)

Il est stable entre 906°C et 1400°C : de maille cubique à face centrées, il peut absorber, ou « dissoudre », beaucoup plus d’atomes de carbone que le fer a car les interstices sont plus nombreux entre les atomes. La proportion maximale est de 1,7% à 1135°C.  La solution solide fer (gamma) s’appelle austénite.

[pic 2]

1. Le fer δ (delta)

Il est stable entre 1401°C et 1580°C : de maille cubique centrée, il a peu d’importance et peu utilisé sur le plan industriel.

1. Diagramme d’équilibre fer carbone

Ce diagramme aussi appelé diagramme de ROSEBOOM, est très utile pour comprendre les aciers et les traitements thermiques.

Il est limité à gauche par la ferrite, un constituant stable à froid qui ne renferme que des traces de carbone ; c’est donc du fer quasi pur ; à droite, nous avons la cémentite (6,67% de carbone, matériaux fragile, cassant, très dur).

L’analyse de ce diagramme fait apparaître les deux grandes familles des métaux ferreux : les aciers entre (0,05 à 1,7% C) et les fontes (1,7 à 6,67% C). A 0,85% C, nous avons un agrégat de ferrite et de cémentite appelé la perlite.

[pic 3]

L’analyse thermique des aciers nous renseigne que la transformation ……… n’est pas instantanée comme pour le fer mais qu’il y a généralement  début et de transformation.

• Ligne A1 : elle marque la fin de la transformation de la perlite en austénite ; au dessus de cette ligne, la perlite n’existe plus. C’est aussi la ligne de début de transformation de tous les aciers.
• Ligne A3 : elle précise la fin de transformation de la ferrite en austénite ; au dessus de cette ligne, la ferrite n’existe plus. C’est la fin de transformation  de tous les aciers hypoeutectoïde.
• Ligne Acm : elle indique la fin de la dissolution, après dissociation de la cémentite dans l’austénite. C’est la fin de transformation de tous les aciers hypereutectoïde.

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