Structures Métallographiques des
aciers
Austénite :
C'est
une solution solide de carbone dans le fer gamma la quantité de carbone atteint
1.7 % à 1145 ° , ce constituant n'existe pas à la température ordinaire , il est
stable qu'à haute température , il ne peut exister à la température ambiante que
par un maintien hors équilibre à la faveur d'éléments d'alliage tel que par
exemple Ni et Mn (aciers austénitiques ) - - - - l'austénite est très ductile ,
entre 240 - 300 HB
Cémentite ou Carbure de Fe
(Fe3C) :
C'est un composé cristallin de fer et de carbure de fer - Fe
3C , elle
peut contenir des éléments tel que le Cr , la cémentite est magnétique jusqu'à
210 ° environ Elle apparaît en blanc après attaque au Nital sans que l'on puisse
distinguer les joints de grains. Elle est colorée en rouge brun par le picrate
de sodium. C'est une combinaison très dure (Hv=800) mais très fragile A=0%,
Rm=700N/mm² Elle a donc une très bonne tenue à l'abrasion et à l'érosion. Elle
est très présente dans d'autres constituants :perlite ,troostite , sorbite
Cémentite
Perlite :
C'est un agrégat de ferrite et de cémentite à 0.85% en masse de carbone
(eutectoïde) qui peut avoir deux aspects : lamellaire ou globulaire (ou
coalescée), elle ne dissout pas le carbone ,
elle est magnétique est ductile , dureté (HB=200-250), traction
(Rm=~830N/mm²) allongement (A%=~10), facile à usiner elle offre une assez bonne
résistance aux efforts statiques et à l'usure par frottements.
Sous sa forme globulaire ,
elle se présente sous la forme d'une matrice ferritique , dans laquelle sont
enchâssée des particules de cémentite . Sous sa forme lamellaire des lamelles de ferrite et
de cémentite dont l'épaisseur et les écarts dépendent de la vitesse de
refroidissement. On distingue une alternance de bandes claires et sombres qui ne
représentent pas les constituants mais correspondent aux zones planes et
inclinées de l'échantillon, provoquées par l'abrasion préférentielle causée par
le polissage . A faible grossissement, les lamelles peuvent ne pas être
distinctes.
Structure : perlitique dans un acier eutectoïde
- ferrite + perlite (0.30 % de carbone)
Troostite
C'est un agrégat lamellaire semblable à la perlite , mais de dimension
microscopique et de dureté plus élevée , dureté supérieure à 400 HB , souvent on
rencontre la troostite avec la martensite , elle est précipitée par une trempe
douce au cours de la décomposition de l'austénite .
Martensite
Constituant de trempe engendré au cours de la décomposition de
l'austénite , la structure se présente sous la forme d'aiguilles , la martensite
est une ferrite au réseau détendu sursaturé de carbone , elle est très dure
entre 500 - 650 HB selon la teneur en carbone , et difficilement usinable
.
Ferrite
C'est
une solution solide de carbone dans le fera .( structure cubique
centrée) - 0.005 % (0.008) de carbone à température ambiante - environ 0.03 % à
720 °C -
la ferrite peut contenir en solution des éléments variés tel que le
Cr-Ni-Si-P... elle est ductile et malléable : Hv :80 à 100 ~ Rm=300N/mm² ~ A=35%
(allongement) la ferrite est magnétique jusqu'à 770 °C ( point de curie ) Après attaque
au Nital, elle se présente sous forme de polyèdres blancs dont les joints de
grains apparaissent en foncé.
- ferrite granulaire
- ferrite aciculaire
Bainite
Constituant de trempe intermédiaire , la structure à un aspect voisin de
celui de la martensite , c'est un agrégat de ferrite et de carbures. C'est un
constituant qui présente les mêmes phases que la perlite (ferrite et cémentite),
mais de structure vraiment fine, souvent en aiguilles ce qui lui confère de
bonnes propriétés mécaniques. Elle est dure et plutôt facile à
usiner.
acier 0.22 % de Carbone
La bainite
supérieure est une microstructure constituée de fines plaquettes de ferrite,
chacune ayant environ 0.2 micromètres d'épaisseur sur 10 .
La bainite
inférieure présente une microstructure et des caractéristiques
cristallographiques très proches de celles de la bainite supérieure. La
principale différence étant que les particules de cémentite précipitent dans les
plaques de ferrite
la bainite
granulaire est l'absence principalement de carbures dans la microstructure.
Le carbone est rejeté dans l'austénite qui la stabilise, de telle sorte que la
microstructure finale contienne de l'austénite, un peu de martensite ceci à
haute teneur en carbone, plus de la ferrite.
Sorbite
Constituant extrêmement fin qui se forme au cours du réchauffage d'un
acier trempé martensitique (revenu) , sa structure est constitué par de fins
carbures de fer (Fe3C cémentite) dans une matrice feritique , la sorbite possède
une bonne résilience dureté 250-400HB
Fer?
C'est un état stable du fer pur en dessous de 960°C. Il a une structure
cristalline cubique centrée. Il ne dissout pratiquement pas le carbone, il est
doux, très malléable et magnétique.
Fer?
Etat stable du fer entre 960°C et 1400°C. De structure cristalline
cubique à faces centrées. Il dissout facilement le carbone , il est
paramagnétique.
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