4 Les diffĂ©rentes sources de lumiĂšre et les spectres dâĂ©missionLa couleur de la lumiĂšre du jour est variable entre les diffĂ©rents moments de la journĂ©e et de l'annĂ©e. Les rayons lumineux du soleil sont plus rouges en Ă©tĂ© et particuliĂšrement le soir qu'en plein hiver, ou la lumiĂšre dans ce cas est bien plus une source lumineuse, on peut reprĂ©senter sur un graphique la rĂ©partition des quantitĂ©s de radiations Ă©mises pour chaque longueur d'onde dans le domaine de la vision humaine 380-780 nm c'est le spectre d'Ă©mission de la source de lumiĂšre. GrĂące Ă la synthĂšse additive, on peut schĂ©matiquement sĂ©parer ces radiations en trois parties les bleus, les verts et les lumiĂšre du jour est blanche câest une proportion Ă©quivalente en rouge, en vert et en bleu. La lumiĂšre produite par une bougie ou une ampoule tungstĂšne Ă©met plus de radiation dans le rouge. Il y a plus de lumiĂšre rouge produite et donc cette lumiĂšre paraĂźt lumiĂšre du jour, le tungstĂšne et l'halogĂšne ont des spectres dâĂ©mission continus. Les flashes ont des spectres assimilables Ă un spectre continu, comme les lampes HMI, plus souvent utilisĂ©es en prise de vue de mode ou tubes fluorescents et fluos compacts dite Ă©cologiques ont des spectres dâĂ©mission mixte mĂ©lange de spectre de raie et spectre continu. DiffĂ©rentes technologies peuvent ĂȘtre mises en Ćuvre pour les LED comme l'association de trois sources monochromatiques, rouge, verte et bleu document OSRAM ci-dessous, ou une diode bleue recouverte d'une matiĂšre phosphorescente jaune doc en dessous, les spectres d'Ă©mission sont de la lumiĂšre Tc et IRC CRIPour qualifier la couleur d'une lumiĂšre dont le spectre est continu, on va avoir recours Ă la tempĂ©rature de couleur qui a Ă©tĂ© dĂ©finie grĂące au corps noir. Un corps noir est un piĂšge Ă lumiĂšre, il ne peut réémettre aucune lumiĂšre quelque en soit l'intensitĂ©, il la piĂšge dans une cavitĂ©. En le chauffant, on s'est aperçu que celui-ci Ă©met de la lumiĂšre, dont la couleur et lâintensitĂ© dĂ©pendent de la tempĂ©rature de chauffe de celui-ci, indĂ©pendamment de tous les autres paramĂštres pression, nature du gaz, etc.Quand on le chauffe Ă 300°C ce qui correspond Ă 273,15 + 300 = 573 K, il nây a pas dâĂ©mission visible. En revanche quand la tempĂ©rature atteint 2 527 °C, soit 2 800 K, le corps noir Ă©met une lumiĂšre visible de couleur rouge. En augmentant encore la tempĂ©rature du corps noir, lâintensitĂ© de la lumiĂšre Ă©mise par le corps noir augmente et devient de plus en plus blanche vers 4 723°C, soit 5 000 K, puis devient bleutĂ©e la tempĂ©rature de couleur dâune source correspond Ă la tempĂ©rature de chauffe du corps noir pour que celui-ci ait un spectre dâĂ©mission superposable Ă celui de la source de lumiĂšre dont on veut dĂ©terminer la tempĂ©rature de couleur. Ainsi, la tempĂ©rature de couleur ne peut se dĂ©finir que pour une source de lumiĂšre Ă spectre que plus la tempĂ©rature Kelvin d'un objet augmente, plus celle-ci est "froide" Ă lâĆil teintes bleutĂ©es et inversement. La lumiĂšre d'une bougie est dans l'imaginaire associĂ© Ă une teinte chaude jaune, orange, rouge, alors que sa tempĂ©rature est finalement faible. En revanche, concernant les sources de lumiĂšres dont le spectre n'est pas continu, l'indice de rendu des couleurs IRC, ou CRI en anglais permettra d'Ă©valuer la qualitĂ© de la lumiĂšre. Câest le cas des tubes fluorescents et des LED. Les fabricants indiquent alors une valeur dâIRC et la tempĂ©rature de couleur qui a Ă©tĂ© dĂ©finie par le fabricant. La valeur de lâIRC est Ă©tablie par comparaison entre lâĂ©clairage produit par la lampe dont on veut dĂ©terminer lâindice et une source dont le spectre est continu et Ă la tempĂ©rature de couleur dĂ©finie. Une valeur dâIRC Ă©levĂ©e indique que la lampe simule assez fidĂšlement la source continue Ă cette tempĂ©rature de je veux une lampe fluo dite lumiĂšre du jour la lampe A, du tableau ci-dessous, sera plus intĂ©ressante que la lampe B. La tempĂ©rature de couleur de la lampe A est plus proche de celle de la lumiĂšre du jour, mĂȘme si l'IRC est plus faible, un IRC de 89 sera satisfaisant. Lampe IRC Tc cible A 89 5 500 K B 98 9 000 K Modification de la tempĂ©rature de couleur d'une sourceIl existe des filtres colorĂ©s, convertisseur de couleur, qui absorbent des radiations lumineuses pour que les proportions en rouge, vert et bleu soient modifiĂ©es pour obtenir une tempĂ©rature de couleur y a deux catĂ©gories de filtres les bleutĂ©s qui augmentent la tempĂ©rature de couleur de 3 200 K Ă 5 500 K et les ambrĂ©s qui lâabaissent de 5 500 K Ă 3 200 K. On peut associer deux filtres pour modifier prĂ©cisĂ©ment la TC, sâils sont de mĂȘme couleur. Ces filtres peuvent se placer devant lâobjectif ou devant les sources directement, ce qui sera prĂ©fĂ©rable pour Ă©viter la perte de qualitĂ© et de lumiĂšre, mais plus onĂ©reux. Couleur du filtre NumĂ©ro du filtre Correction d'exposition Conversion de Tc Bleu 80A 2 3 200 Ă 5 500 K 80C 1 3 800 Ă 5 500 K AmbrĂ© 85C 1/3 5 500 Ă 3 800 K 85B 2/3 5 500 Ă 3 200 K Lire aussiâŠ
Cettefeuille de specs, mentionne une variation de la couleur Ă©mise en fonction du courant, et le courant varie avec la tempĂ©rature si ce n'est pas le paramĂȘtre que contrĂŽle l'alimentation. x et y diminuent avec l'augmentation du courant, elle devient donc plus bleue, ça passe de {x:0.302 ; y:0.293} Ă {x:0.290 ; y:0.275}. On pourra faire
Une page de WikiversitĂ©, la communautĂ© pĂ©dagogique libre. RĂ©sumĂ©[modifier modifier le wikicode] Ă l'aide des outils dĂ©veloppĂ©s prĂ©cĂ©demment, nous allons Ă©tudier les aciers, alliages Ă la base de fer et de carbone. Ils peuvent contenir d'autres Ă©lĂ©ments d'alliage, le fer restant majoritaire. Introduction[modifier modifier le wikicode] L'acier a Ă©tĂ© dĂ©couvert trĂšs tĂŽt dans l'histoire car sa matiĂšre premiĂšre est abondante minerai, et quâil est facile Ă travailler. L'acier de base » est de fait peu onĂ©reux. MatĂ©riau par excellence de la rĂ©volution industrielle, câest celui qui a Ă©tĂ© le plus Ă©tudiĂ©. Il existe de nos jours de nombreuses nuances aux propriĂ©tĂ©s trĂšs diverses. Le diagramme fer-carbone[modifier modifier le wikicode] Diagramme binaire fer-carbone Comme vu prĂ©cĂ©demment, le principal Ă©lĂ©ment d'alliage du fer est le carbone. Selon la teneur, on parle de fer moins de 0,008 % de carbone en masse limite de solubilitĂ© du carbone dans le fer α Ă tempĂ©rature ambiante ; acier entre 0,008 et 2,11 % de carbone ; fonte teneur supĂ©rieure Ă 2,11 %. Ces valeurs peuvent varier selon les auteurs. En particulier, certains placent la frontiĂšre entre acier et fonte Ă 1,75 %C, en se basant sur les phases formĂ©es Ă forte vitesse de refroidissement. Au fait, si vous trouvez un manuel de mĂ©tallurgie un peu ancien, vous trouverez comme dĂ©finition un acier est un alliage Fer-Carbone oĂč le carbone varie de Ă %, au delĂ il s'agit de la fonte car on ne peut plus rĂ©aliser la trempe martensitique. Avec la multiplication des aciers alliĂ©s, on a pu ramener ces valeurs Ă % de Carbone. C'est la limite supĂ©rieure actuelle pour obtenir de l'acier par le processus de "trempe martensitique". Mais dans la table des aciers, on peut trouver certains aciers avec des concentrations de carbone bien supĂ©rieures, ces alliages ne sont pas obtenu par trempe mais par frittage. Diagramme fer-carbone restreint aux aciers Dans la partie Ă©tudiĂ©e, entre 0 et 6,67 % en masse de carbone, le diagramme binaire fer-carbone prĂ©sente un eutectoĂŻde appelĂ© perlite Ă 0,77 %C et un eutectique appelĂ© lĂ©dĂ©burite Ă 4,30 %C. On ne s'intĂ©resse pas aux transformations en phase ÎŽ Ă haute tempĂ©rature zone en haut Ă gauche. Au vu de ce diagramme les aciers sont les alliages ne contenant pas d'eutectique ; les fontes contiennent de l'eutectique, et par rapport aux aciers, elles ont une tempĂ©rature de fusion plus basse. Dans la partie des aciers moins de 2,11 % de carbone, Ă haute tempĂ©rature, le fer a une structure appelĂ©e austĂ©nite ou fer Îł ; câest une maille cubique Ă faces centrĂ©es. En refroidissant, l'austĂ©nite se transforme en ferrite, Ă©galement appelĂ©e fer α, de structure cubique centrĂ©e. Comme nous l'avons vu prĂ©cĂ©demment, les sites interstitiels de l'austĂ©nite sont plus grands que ceux de la ferrite. Le fer Îł peut donc stocker » plus de carbone que le fer α. Ainsi, lors du refroidissement, la transformation Îł â α chasse le carbone. Celui-ci se concentre dans l'austĂ©nite qui ne s'est par encore transformĂ©e, et vient former des carbures de fer Fe3C appelĂ©s cĂ©mentite ». On obtient donc Ă tempĂ©rature ambiante une structure biphasĂ©e ferrite + cĂ©mentite. Mise Ă part pour les faibles teneurs en carbone, une partie de la cĂ©mentite forme des lamelles avec la ferrite dans une structure appelĂ©e perlite eutectoĂŻde. Pour certaines fontes, le carbone peut prĂ©cipiter sous forme de graphite. On a alors un diagramme de phases diffĂ©rent, et l'eutectique fer/graphite ne porte pas de nom particulier le terme lĂ©dĂ©burite dĂ©signe l'eutectique fer/cĂ©mentite. Structure Ă l'Ă©quilibre[modifier modifier le wikicode] Structure cristalline des aciers Ă l'Ă©tat recuit Ă l'Ă©tat stable, dit recuit », la structure de l'acier dĂ©pend de la composition en dessous de 0,008 % de carbone en masse, le carbone est entiĂšrement dissout dans la maille de fer α ; on parle de fer » ; entre 0,008 et 0,022 %C, on a dĂ©passĂ© la limite de solubilitĂ© du carbone dans le fer ; le carbone forme du carbure de fer Fe3C appelĂ© cĂ©mentite » ; ce sont des aciers extra-doux, qui ont une limite Ă©lastique Re faible ; entre 0,022 et 0,77 %C, on a une structure biphasĂ©e ferrite/perlite la perlite est un eutectoĂŻde lamellaire ; les grains de ferrite peuvent ĂȘtre de forme rĂ©guliĂšre, ou bien aciculaires en forme d'aiguille, on parle alors de structure de WidmanstĂ€tten » ; cette structure est fragile et a une mauvaise rĂ©sistance Ă la corrosion, raison pour laquelle on l'Ă©vite ; pour 0,77 %C, on a uniquement de la perlite ; entre 0,77 et 2,1 %C, on a une structure biphasĂ©e cĂ©mentite/perlite. La cĂ©mentite est une structure ordonnĂ©e, donc trĂšs dure Ă haute limite Ă©lastique. Par ailleurs, la perlite a de nombreux joints de grain entre les lamelles, ce qui augmente la limite Ă©lastique loi de Hall-Petch. On en dĂ©duit donc que la limite Ă©lastique, et donc la duretĂ©, de l'acier recuit augmente avec la teneur en carbone. Germination des phases de l'acier Ă partir des grains d'austĂ©nite au cours du refroidissement ; acier hypo- et hypereutectoĂŻde Ă haute tempĂ©rature, au dessus du solvus A3, on a une phase unique, l'austĂ©nite. Les diffĂ©rentes phases Ă©voquĂ©es ci-dessus se forment au cours du refroidissement. La germination des phases se fait sur les dĂ©fauts points triples et joints de grain de l'austĂ©nite. On voit donc que la taille des grains de l'austĂ©nite joue un rĂŽle important sur la structure finale de l'acier. Si l'acier passe un long sĂ©jour » dans la zone d'austĂ©nite, les grains d'austĂ©nite croĂźssent. Si cela est suivi d'un refroidissement rapide, la ferrite proeutectoĂŻde croĂźt selon des direction particuliĂšres du cristal de fer Îł, ce qui donne la forme d'aiguilles de la structure de WidmanstĂ€tten. Pour un acier hypoeutectoĂŻde, on passe dâabord par une zone α + Îł entre les tempĂ©ratures A3 et A1, on a donc dâabord formation de ferrite dite proeutectoĂŻde » qui se forme avant l'eutectoĂŻde qui prend la place des joints de grain ». Puis, la perlite se forme Ă la tempĂ©rature A1. On se retrouve frĂ©quemment avec des grains de perlite entourĂ©s de ferrite. Pour un acier hypereutectoĂŻde, on passe dâabord par une zone cĂ©mentite + Îł entre les tempĂ©ratures Acm et A1, on a donc dâabord formation de cĂ©mentite proeutectoĂŻde qui prend la place des joints de grain ». Puis, la perlite se forme Ă la tempĂ©rature A1. Traitements thermiques[modifier modifier le wikicode] Trempe[modifier modifier le wikicode] Trempe d'un acier Ă 0,45 % de carbone diagramme binaire fer-carbone mettant en Ă©vidence les tempĂ©ratures critiques A1 et A3, figure de gauche, courbe de chauffage rouge et diagrammes permettant de voir l'avancĂ©e des transformations diagramme TTT au chauffage, et TRCS Ă la trempe, figure de droite Le principal traitement thermique de l'acier est la trempe. Contrairement Ă d'autres mĂ©taux, le but nâest pas ici de figer la structure Ă haute tempĂ©rature, mais de crĂ©er une phase mĂ©tastable, c'est-Ă -dire instable, mais dont la transformation est trop lente Ă basse tempĂ©rature pour avoir lieu Ă l'Ă©chelle humaine la martensite ou la bainite. Cette phase mĂ©tastable entraĂźne un durcissement trĂšs important, elle augmente la limite Ă©lastique. On chauffe au dessus de la tempĂ©rature A3, pendant suffisamment longtemps pour que les carbures cĂ©mentite et lames de la perlite se dissolvent, mais pas trop longtemps pour que les grains d'austĂ©nite ne grossissent pas trop. C'est la phase d'austĂ©nitisation. Structure cristalline de la martensite ; seul 1/40 des sites de carbone est occupĂ© Micrographie optique d'un acier martensitique Puis, on trempe l'acier. Ă l'origine, cela se faisait en trempant la piĂšce dans de l'eau. On peut utiliser plusieurs mĂ©thodes selon la vitesse de refroidissement que lâon veut atteindre ; voici quelques exemples de chaleur absorbĂ©e par seconde de traitement trempe Ă lâair refroidissement Ă l'air libre 4â
104 W/m2 ; trempe Ă lâhuile Ă 150 °C 33â
104 W/m2 ; trempe Ă lâeau Ă 20 °C 500â
104 W/m2. Lors de la trempe, l'eau peut se vaporiser au contact du mĂ©tal et former une couche de vapeur qui ralentit le refroidissement calĂ©faction. Si le refroidissement est suffisamment rapide, les transformations displacives ont le temps de se produire, mais pas les transformations diffusives les atomes de fer se rĂ©organisent selon la structure ferritique cubique centrĂ©e, mais le carbone n'a pas le temps de diffuser pour former la cĂ©mentite. On a donc une structure sursaturĂ©e en carbone, qui se dĂ©forme et devient quadratique la martensite. Cette martensite prend la forme d'aiguilles. La formation de martensite commence en dessous d'une tempĂ©rature appelĂ©e Ms martensite start et se termine Ă une autre appelĂ©e Mf martensite finish. Formule d' Andrew Ms°C = 539 - 423C - - - Mf°C = 2Ms - 650 Formation de la bainite Ă partir de l'austĂ©nite bainite supĂ©rieure gauche ou infĂ©rieure droite Si la trempe est plus lente, ou bien si on l'arrĂȘte Ă une tempĂ©rature intermĂ©diaire trempe Ă©tagĂ©e, on peut former de la bainite il se forme des lamelles de ferrite ferrite aciculaire, et de la cĂ©mentite vient se former soit entre ces lamelles, on parle de bainite supĂ©rieure, ou bien Ă l'intĂ©rieur des aiguilles, bainite infĂ©rieure. La bainite est un peu moins dure que la martensite, mais plus ductile ; la bainite infĂ©rieure a une meilleure rĂ©silience. Dans le cas de la martensite comme de la bainite, il s'agit d'un durcissement structural les carbures sont trĂšs durs, et la forme d'aiguille implique un grand nombre de joints de grain Loi de Hall-Petch. Gradient de tempĂ©rature lors d'une trempe Lors de la trempe, la chaleur fuit par la surface de la piĂšce. L'extĂ©rieur se refroidit donc plus vite que le cĆur. Si la piĂšce est massive, on peut donc n'avoir qu'une trempe superficielle seule la couche extĂ©rieure se refroidit suffisamment vite pour prendre la trempe, la cĆur de la piĂšce reste classique » ferrite + cĂ©mentite. Essai Jominy ; les empreintes sphĂ©riques sur le mĂ©plat droite symbolisent les essais Rockwell Pour tester ceci, on pratique l'essai Jominy on prĂ©lĂšve une Ă©prouvette cylindrique que lâon chauffe austĂ©nitisation ; on projette de l'eau sur une des extrĂ©mitĂ©s de l'Ă©prouvette, on a donc une vitesse de refroidissement plus rapide de ce cĂŽtĂ©-lĂ que de l'autre ; on fait un mĂ©plat sur le cylindre et on y effectue des mesures de duretĂ© Rockwell en fonction de la distance Ă l'extrĂ©mitĂ© trempĂ©e, ce qui permet d'estimer l'Ă©paisseur prenant la trempe. Pour faciliter la trempe, c'est-Ă -dire avoir une transformation martensitique ou bainitique avec une vitesse de refroidissement plus lente, ou bien avoir une trempe Ă cĆur avec des piĂšces massives, il faut utiliser un acier avec de faibles teneurs en impuretĂ©s ; avoir suffisamment de carbone, Ă©lĂ©ment essentiel de la martensite ; ajouter des Ă©lĂ©ments permettant dâĂ©viter la formation de ferrite et de cĂ©mentite des Ă©lĂ©ments gammagĂšnes comme le nickel et le manganĂšse, qui retardent la transformation austĂ©nite â ferrite/cĂ©mentite c'est-Ă -dire abaisse la tempĂ©rature de transformation, la baisse de tempĂ©rature rĂ©duisant la mobilitĂ© du carbone, des Ă©lĂ©ments qui forment des carbures et donc retiennent » le carbone, l'empĂȘchent de former de la cĂ©mentite, comme le chrome, des Ă©lĂ©ments qui retardent la formation de la perlite, comme le molybdĂšne. Le refroidissement rapide provoque une contraction rapide du mĂ©tal, et par ailleurs, la formation de la martensite provoque une dilatation de lâordre de 4 % passage d'une structure CFC Ă une structure quasiment CC. Cela provoque des contraintes internes. Hypertrempe[modifier modifier le wikicode] L'hypertrempe est un refroidissement rapide ne permettant pas la formation de martensite. On obtient ainsi un acier austĂ©nitique austĂ©nite mĂ©tastable, avec une limite Ă©lastique assez basse de lâordre de 200 MPa donc trĂšs ductile et facilement formable, mais assez difficilement usinable et avec une tenue mĂ©canique mĂ©diocre nĂ©cessitant des piĂšces massives. C'est le cas de nombreux aciers inoxydables. Tout traitement thermique subsĂ©quent, en particulier soudure, peut altĂ©rer cet Ă©tat. Revenu[modifier modifier le wikicode] Le revenu est un chauffage qui suit la trempe et qui sert Ă l'adoucir ». En effet, si la trempe augmente la limite Ă©lastique Re, elle diminue Ă©galement la ductilitĂ© A% et la rĂ©silience Kc. L'acier rĂ©siste donc moins bien Ă la propagation des fissures, il est plus fragile. Le revenu permet de redonner un peu de ductilitĂ©, mais diminue la limite Ă©lastique. Le chauffage s'effectue en dessous de la limite de formation de l'austĂ©nite A1, en gĂ©nĂ©ral vers 600 °C. Le but est permettre au carbone de diffuser et donc de transformer une certaine proportion de martensite en ferrite α et cĂ©mentite ; de transformer l'austĂ©nite rĂ©siduelle en bainite, voire parfois en martensite lors du refroidissement. On maintient la tempĂ©rature pendant un certain temps » â palier â puis on effectue un refroidissement lent jusqu'Ă la tempĂ©rature ambiante. Le revenu peut aussi ĂȘtre utilisĂ© pour faire prĂ©cipiter une phase durcissante aux joints de grain, des carbures d'Ă©lĂ©ments d'alliage Mo, W, Ti, Nb ces Ă©lĂ©ments ont Ă©tĂ© piĂ©gĂ©s dans la matrice de fer au cours de la trempe ou de l'hypertrempe, et le revenu leur permet de diffuser. On peut ainsi obtenir un durcissement structural ; le traitement est dit de vieillissement » ageing, l'acier est dit maraging martensite ageing. Par contre, le revenu peut aussi provoquer une migration d'impuretĂ©s vers les joints de grain ce qui cause une fragilitĂ©, dite fragilisation au revenu ». Un ajout de molybdĂšne peut Ă©viter ce problĂšme. Recuit[modifier modifier le wikicode] TempĂ©rature de traitement thermique des aciers en fonction de la teneur en carbone recuit de recristallisation ; recuit de dĂ©tensionnement ; tempĂ©rature de trempe ; recuit complet ; recuit d'homogĂ©nisation. Le recuit est un cycle chauffage-maintien en tempĂ©rature-refroidissement lent, effectuĂ© avec une tempĂ©rature de palier. Contrairement au revenu, il nâest pas utilisĂ© aprĂšs une trempe. On ajuste la tempĂ©rature et la durĂ©e selon l'effet voulu. Si lâon chauffe au dessus de A3 pour un hypoeutectoĂŻde, au dessus de Acm pour un hypereutectoĂŻde, on transforme l'acier totalement en austĂ©nite. Cela permet la diffusion des Ă©lĂ©ments de maniĂšre homogĂšne, et lâon reforme totalement la structure stable ferrite+perlite ou perlite+cĂ©mentite lors du refroidissement lent. Il peut survenir un problĂšme de grossissement des grains d'austĂ©nite, ce qui donne un acier avec une limite Ă©lastique basse ou une structure fragile WidmanstĂ€tten. On parle de recuit de normalisation, lorsque lâon veut livrer un matĂ©riau dans un Ă©tat standard appelĂ© N » ; le but essentiel est dâavoir une limite Ă©lastique relativement basse, qui facilite la mise en forme pliage, cintrage, estampage et l'enlĂšvement de matiĂšre usinage ; recuit d'homogĂ©nĂ©isation on cherche Ă Ă©liminer la sĂ©grĂ©gation qui se produit lors de la solidification ; recuit de rĂ©gĂ©nĂ©ration on reste peu longtemps dans la zone austĂ©nitique, les grains d'austĂ©nite sont donc fin, on obtient donc une structure fine Ă haute limite Ă©lastique loi de Hall-Petch. Le recuit de normalisation est quasiment systĂ©matique sur les piĂšces en acier moulĂ©, afin d'Ă©liminer la ferrite aciculaire structure de WidmanstĂ€tten qui a pu se former lors de la solidification. Si lâon chauffe en dessous de la zone austĂ©nitique en dessous de A1, on n'a pas de transformation austĂ©nitique. L'Ă©lĂ©vation de tempĂ©rature augmente la mobilitĂ© des atomes et permet de diminuer les dislocations et donc de relaxer l'Ă©nergie Ă©lastique stockĂ©e pendant la dĂ©formation en augmentant la tempĂ©rature, on augmente aussi la diffusion et donc les dislocations vont disparaĂźtre. On fait un adoucissement du mĂ©tal ; ce phĂ©nomĂšne porte le nom de restauration. Ă©ventuellement de former de nouveaux cristaux pour Ă©liminer la texture anisotrope rĂ©sultant de la mise en forme Ă©crouissage, on parle de recuit de recristallisation les atomes de fer modifient leur position et se rĂ©organisent selon un rĂ©seau ayant les mĂȘmes propriĂ©tĂ©s mais ayant une orientation diffĂ©rente, on a donc un acier isotrope. ĂlĂ©ments d'alliage et impuretĂ©s[modifier modifier le wikicode] Les aciers contiennent d'autres Ă©lĂ©ments que le fer et le carbone. Lorsquâil s'agit d'Ă©lĂ©ments rĂ©siduels non voulus mais provenant du procĂ©dĂ© de fabrication par exemple contenus dans le minerai ou les objets de recyclage, on parle d'impuretĂ©s. Lorsquâil s'agit d'Ă©lĂ©ments ajoutĂ©s volontairement pour donner des propriĂ©tĂ©s particuliĂšres Ă l'acier, on parle d'Ă©lĂ©ments d'alliage. ImpuretĂ©s[modifier modifier le wikicode] Les trois impuretĂ©s les plus nĂ©fastes sont l'hydrogĂšne H il peut provenir des rĂ©actions avec l'eau ou bien d'un soudage ; le soufre S ; le phosphore P. Ces trois Ă©lĂ©ments provoquent une fragilisation. Une des prĂ©occupation principale de la mĂ©tallurgie est d'Ă©liminer ces Ă©lĂ©ments utilisation de laitier riche en carbure de calcium ou en chaux pour piĂ©ger le soufre, bullage d'oxygĂšne pour oxyder des Ă©lĂ©ments et les piĂ©ger dans du laitier C, Mn, Si, P, dĂ©gazage sous vide pour Ă©liminer entre autres l'hydrogĂšne. Notons que le soufre peut ĂȘtre utilisĂ© comme Ă©lĂ©ment d'alliage pour amĂ©liorer l'usinabilitĂ©. ĂlĂ©ments d'alliage[modifier modifier le wikicode] Certains Ă©lĂ©ments d'alliage peuvent avoir plusieurs effets. Carbone[modifier modifier le wikicode] PrĂ©cipitation les Ă©lĂ©ments inclus dans le prĂ©cipitĂ© ne sont plus disponibles pour l'acier Le carbone est un Ă©lĂ©ment particulier. NĂ©cessaire en raison du procĂ©dĂ© d'Ă©laboration, sa teneur conditionne de nombreuses propriĂ©tĂ©s de l'acier en changeant la structure stable ferrite, cĂ©mentite, perlite ; en permettant la formation de martensite ; en formant des prĂ©cipitĂ©s avec les autres Ă©lĂ©ments d'alliage carbures. Pour un usage mĂ©canique, plus on a de carbone, plus l'acier est dur hors trempe et facilement trempable ; le carbone provoque donc un durcissement. Cependant, en formant des carbures aux joints de grain avec les autres Ă©lĂ©ments, il provoque une fragilisation ; par ailleurs, il pompe » les Ă©lĂ©ments d'alliage qui ne peuvent alors plus jouer leur rĂŽle. La formation de carbures peut survenir lors de traitements thermique, lorsque lâon chauffe l'acier soudure, recuit, revenu. ĂlĂ©ments alpha- et gammagĂšnes[modifier modifier le wikicode] Diagramme de Schaeffler ; A = austĂ©nite, F = ferrite, M = martensite, les lignes de pourcentage indiquent la proportion de ferrite dans l'austĂ©nite ĂlĂ©ments alphagĂšnes Les Ă©lĂ©ments alphagĂšnes stabilisent la ferrite α aux dĂ©pens de l'austĂ©nite Îł. L'Ă©lĂ©ment alphagĂšne principal est le chrome Cr Ă hautes teneurs > 8 %m. Les autres Ă©lĂ©ments alphagĂšnes sont le molybdĂšne Mo, le silicium Si, le titane Ti, le niobium Nb, le vanadium Va, le tungstĂšne W, l'aluminium Al et le tantale Ta. ĂlĂ©ments gammagĂšnes Les Ă©lĂ©ments gammagĂšnes stabilisent l'austĂ©nite Îł aux dĂ©pens de la ferrite α. Les Ă©lĂ©ments gammagĂšne principaux sont le carbone C et le nickel Ni. Les autres Ă©lĂ©ments gammagĂšnes sont l'azote N, le cobalt Co et le manganĂšse Mn, ainsi que le chrome Cr Ă faibles teneurs < 8 %m. les Ă©lĂ©ments gammagĂšne amĂ©liorent la trempabilitĂ© en retardant la transformation α â Îł, ils permettent de garder le carbone en solution solide Ă plus basse tempĂ©rature. Lorsque survient alors la transformation displacive α â Îł, la mobilitĂ© du carbone, qui est thermiquement activĂ©e, est plus faible, ce qui permet de le garder captif. Chrome et nickel Ă©quivalents Les aciers ont parfois de nombreux Ă©lĂ©ments d'alliage. Pour dĂ©terminer les phases que lâon obtient Ă tempĂ©rature ambiante, on dĂ©termine l'influence des Ă©lĂ©ments alphagĂšnes en calculant la teneur en chrome Ă©quivalent », on dĂ©termine l'influence des Ă©lĂ©ments gammagĂšnes en caculant la teneur en nickel Ă©quivalent » alphagĂšnes Creq = %Cr + 1,5Si% + %Mo + 0,5%Nb gammagĂšnes Nieq = %Ni + 0,5%Mn + 30%C et lâon reporte le point sur un diagramme, le plus couramment utilisĂ© dans le cadre de la soudure Ă©tant le diagramme de Schaeffler. La zone dans laquelle se trouve le point indique les phases en prĂ©sence. Dans la zone biphasĂ©e austĂ©nite + ferrite Îł + α, on trace des droites indiquant la proportion des phases ; ces droites sont appelĂ©es droites de conjugaison, ou conodes. Le diagramme de Schaeffler est pertinent pour les piĂšces brutes de solidification ; pour les piĂšces laminĂ©es, on utilise un diagramme lĂ©gĂšrement diffĂ©rent, le diagramme de Pryce et Andrews. Exemple Un acier inoxydable typique utilisable en milieu marin, un 18-10 D », a environ 0,05 % en masse de carbone, 18 % de chrome, 10 % de nickel et 2 % de molybdĂšne. On a donc alphagĂšnes Creq = 18 + 1,5 Ă 0 + 2 + 0,5 Ă 0 = 20 % ; gammagĂšnes Nieq = 10 + 0,5 Ă 0 + 30 Ă 0,05 = 11,5 %. Sur le diagramme de Schaeffler, on voit que dans les conditions de trempe d'une soudure, il s'agit d'un acier austĂ©no-ferritique avec environ 7 % de ferrite. ĂlĂ©ments carburigĂšnes[modifier modifier le wikicode] Les Ă©lĂ©ments carburigĂšnes forment des carbures. Le principal Ă©lĂ©ment est le molybdĂšne Mo. On utilise aussi le titane Ti, le niobium Nb et le tungstĂšne W. Les Ă©lĂ©ments carburigĂšnes permettent de capturer » le carbone et empĂȘcher la formation de carbures avec d'autres Ă©lĂ©ments, en particulier avec le chrome. En effet, certains carbures, en particulier les M23C6 M dĂ©signant un atome mĂ©tallique, comme le Cr23C6, prĂ©cipitent aux joints de grain. Cela fragilise l'acier, et le rend plus sensible Ă la corrosion par appauvrissement en chrome. Par ailleurs, en freinant le carbone, ils ralentissent la formation de carbure de fer cĂ©mentite et perlite, et donc amĂ©liore la trempabilitĂ©. Enfin, les carbures formĂ©s TiC, NbC, WC peuvent former une fine prĂ©cipitation aux joints de grain qui peut augmenter la limite Ă©lastique durcissement structural. ĂlĂ©ments nitrurigĂšnes[modifier modifier le wikicode] Le titane et le niobium forment par ailleurs facilement des nitrures. Cela permet de piĂ©ger l'azote N et donc de diminuer sa teneur dans la matrice. Par ailleurs, les prĂ©cipitĂ©s de nitrures aux joints de grain peuvent limiter le grossissement des grains lors d'un traitement thermique, grossissement de grain qui diminue la limite Ă©lastique loi de Hall-Petch ; on parle d'acier stabilisĂ© ». Ces nitrures peuvent aussi augmenter la limite Ă©lastique durcissement structural. ĂlĂ©ments passivants[modifier modifier le wikicode] Les Ă©lĂ©ments passivants sont des Ă©lĂ©ments qui s'oxydent et forment une couche d'oxyde protectrice, contrairement Ă l'oxyde de fer qui est poreux et friable rouille. L'Ă©lĂ©ment passivant principal est le chrome, qui forme de la chromine Cr2O3, mais son effet se manifeste lorsquâil est prĂ©sent Ă plus de 10 % en masse. ĂlĂ©ments facilitant l'usinabilitĂ©[modifier modifier le wikicode] L'Ă©lĂ©ment principal facilitant l'usinage est le soufre. Il est utilisĂ© en particulier pour les aciers de dĂ©colletage, le dĂ©colletage Ă©tant un usinage en grande sĂ©rie et Ă grande vitesse. On a aussi utilisĂ© le plomb. Pour les aciers inoxydables, on utilise une injection de fil fourrĂ© au SiCa le souffre ne pouvant pas ĂȘtre utilisĂ©. PropriĂ©tĂ©s mĂ©caniques[modifier modifier le wikicode] Les aciers ont quasiment tous le mĂȘme module de Young E â 200 GPa. L'austĂ©nite a un module de Young plus faible que la ferrite Eferrite = 207 GPa ; EaustĂ©nite = 193 GPa. La ferrite a une masse volumique Ï de 7 874 kg/m3, celle de l'austĂ©nite vaut 8 679 kg/m3. On utilise en gĂ©nĂ©ral des acier hypoeutectoĂŻdes moins de 0,77 % de carbone. De maniĂšre globale les aciers austĂ©nitiques sont trĂšs ductiles mais ont une limite Ă©lastique trĂšs basse, en effet, leur structure cubique Ă face centrĂ©e permet de nombreux glissements faciles entre les plans cristallins ; ils sont facilement formables Ă tempĂ©rature ambiante ; les aciers martensitiques ou bainitiques aciers trempĂ©s ont une haute limite Ă©lastique mais une faible ductilitĂ© voir ci-dessus ; les aciers ferritiques sont entre les deux. Voici Ă titre indicatif des valeurs typiques. PropriĂ©tĂ©s mĂ©caniques typiques d'aciers hypoeutectoĂŻdes Acier Limite Ă©lastiqueRe MPa Allongement Ă la ruptureA% acier extra-douxferritique trĂšs bas carbone 150 35 acier austĂ©nitiquehypertrempe 200 25-50 acier ferritique 200-400 20-25 acier martensitiquetrempe 400-1 000 10-20 PropriĂ©tĂ©s magnĂ©tiques[modifier modifier le wikicode] La ferrite et la martensite sont ferromagnĂ©tiques ; l'austĂ©nite est paramagnĂ©tique. Un aimant adhĂšre donc moins bien Ă l'austĂ©nite quâĂ la ferrite ou Ă la martensite ; on utilise souvent le test de l'aimant » pour reconnaĂźtre un acier austĂ©nitique. L'austĂ©nite est souvent qualifiĂ©e Ă tort d'amagnĂ©tique » ce terme n'a pas de sens physique. Au delĂ de 770 °C point de Curie, la ferrite devient paramagnĂ©tique, elle perd son aimantation On augmente les propriĂ©tĂ©s magnĂ©tiques permĂ©abilitĂ© magnĂ©tique des aciers ferritiques par addition de silicium Ă moins de 4 % de trop fortes teneurs fragilisent l'acier. On utilise naturellement des aciers bas carbone < 0,01 %, celui-ci Ă©tant gammagĂšne. Ce quâil faut retenir[modifier modifier le wikicode] La structure de l'acier conditionne ses propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques et physiques en gĂ©nĂ©ral. Elle dĂ©pend de la teneur en carbone, la structure Ă l'Ă©quilibre est donnĂ©e par le diagramme fer-carbone ; de la vitesse de refroidissement et des traitements thermomĂ©caniques recuit permet de maĂźtriser la structure de l'acier taille des grains, isotropie, annulation de l'Ă©crouissage, prĂ©sence d'Ă©lĂ©ments gammagĂšne et hypertrempe â acier austĂ©nitique, teneur suffisante en carbone, Ă©ventuels ajouts d'Ă©lĂ©ments gammagĂšnes en particulier le nickel et carburigĂšnes en particulier le molybdĂšne, et trempe â acier martensitique ; le revenu permet d'adoucir la trempe et de rendre l'acier moins fragile. Le chrome Ă haute teneur supĂ©rieure Ă 10 %m confĂšre une rĂ©sistance Ă la corrosion en formant une couche protectrice d'oxyde, dite couche passive, ce qui permet de faire des aciers dits inoxydables ». Le carbone peut former des carbures qui prĂ©cipitent aux joints de grain avec divers Ă©lĂ©ments d'alliage et ainsi fragiliser l'acier ou bien rĂ©duire sa rĂ©sistance Ă la corrosion piĂ©geage du chrome. Les aciers fortement alliĂ©s sont pour cela en gĂ©nĂ©ral Ă basse teneur en carbone. Voir aussi[modifier modifier le wikicode] Fanchon 2008 p. 153-160 Notes[modifier modifier le wikicode]
Forum Futura-Sciences les forums de la science MATIERE Chimie Couleur/tempĂ©rature de l'acier î RĂ©pondre Ă la discussion Affichage des rĂ©sultats 1 Ă 3 sur 3 28/05/2007, 18h42 1 siera Couleur/tempĂ©rature de l'acier - Bonjour Ă tous, Est ce que quelqun pourrais me montrer des photos de morceaux d'acier chauffer et m'indiquer la tempĂ©rature corespondente. Car j'ai bien trouver les corespondence couleures/tempĂ©rature mais aucune photos et moi une couleure sous forme d'Ă©criture ça ne me parle pas plus que ça. Rouge cerise et rouge cerise claire ça corespond Ă quoi concretement ? etc... Merci d'avence pour vos rĂ©ponsse, cordialement siera. - 28/05/2007, 19h36 2 invite2313209787891133 InvitĂ© Re couleure/tempĂ©rature de l'acier Des photos ne te serviraient Ă rien car la perception des couleurs est subjective... En effet la couleur rouge cerise semble rouge assez lumineuse dans une forge tu pourrais lire un texte dans le noir avec la lumiere emise mais rouge sombre sous un ciel nuageux. Sous le soleil tu ne vois quasiment pas l'emission de lumiere. Il faut une certaine experience pour "voir" la temperature de l'acier, et ce ne sont pas des photos ou une explication de plusieurs pages qui pourront la remplacer. 29/05/2007, 13h28 3 siera Re couleure/tempĂ©rature de l'acier Bonjour et merci quand mĂȘme pour ta rĂ©ponse. Cordialement, siera. Sur le mĂȘme sujet Discussions similaires RĂ©ponses 15 Dernier message 28/06/2012, 11h46 RĂ©ponses 6 Dernier message 04/11/2007, 13h19 RĂ©ponses 2 Dernier message 22/02/2007, 10h54 RĂ©ponses 1 Dernier message 03/07/2006, 15h33 RĂ©ponses 0 Dernier message 13/12/2005, 17h07 Fuseau horaire GMT +1. Il est actuellement 06h56.CettetempĂ©rature critique sera diffĂ©rente en fonction de lâimpor-tance de la charge initiale et dĂ©pendra essentiellement du degrĂ© de contrainte admissible et de la nature de cette contrainte. Dans un but de simpliïŹcation, les valeurs minimales de tempĂ©ratures critiques suivantes peuvent ĂȘtre utilisĂ©es sur la base de l'Eurocode 1993-1-2 : - 500 °C pour des Ă©lĂ©ments
Effet de divers Ă©lĂ©ments dâalliage en acier/fer et acier inoxydableLâacier est principalement un alliage de fer et de carbone et de certains Ă©lĂ©ments supplĂ©mentaires tels que le manganĂšse et le silicium. Lâalliage fait ici rĂ©fĂ©rence Ă lâajout dâautres Ă©lĂ©ments pour obtenir les propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques rĂ©sistance Ă la traction, rendement, tĂ©nacitĂ©, etc. souhaitĂ©es, physiques duretĂ©, couleur, etc. et chimiques par exemple, rĂ©sistance Ă la corrosion.DiffĂ©rents Ă©lĂ©ments dâalliage ont leur propre effet sur les propriĂ©tĂ©s de lâacier. Dans cet article, vous apprendrez la plupart des Ă©lĂ©ments dâalliage, leur effet sur les propriĂ©tĂ©s de lâacier avec leur ajout ainsi que leur importance pour les ingĂ©nieurs en soudage, matĂ©riaux, mĂ©tallurgistes et tableau ci-dessous rĂ©sume les effets des Ă©lĂ©ments dâalliage dans lâacier. Pour une explication dĂ©taillĂ©e, continuez Ă travers le du carbone C sur lâacierLe carbone est un stabilisant austĂ©nitique puissant, il augmente la rĂ©sistance Ă la traction des aciers en augmentant la quantitĂ© de carbure prĂ©sent. Le carbone augmente la capacitĂ© de durcissement de lâacier afin quâil puisse ĂȘtre efficacement trempĂ© et revenu. Le carbone avec ses effets uniques sur lâacier fournit une transformation allotropique Ă lâacier. Le carbone diminue fortement la tĂ©nacitĂ© et la rĂ©sistance Ă la corrosion des aciers ferritiques. Le carbone martensitique augmente la duretĂ© et la rĂ©sistance, mais diminue la tĂ©nacitĂ©. Cet effet est plus prĂ©sent sous forme de cĂ©mentite lamellaire en couches dans la perlite plutĂŽt que de particules rondes globulaires/sphĂ©roĂŻdales.Effet Silicium Si sur lâacierLe silicium augmente la rĂ©sistance Ă lâoxydation, Ă la fois Ă haute tempĂ©rature et dans des solutions fortement oxydantes Ă basse tempĂ©rature. Le silicium Ă©tant un stabilisateur de ferrite, il favorise les microstructures ferritiques. Le silicium augmente la rĂ©sistance de lâacier ainsi que sa fonction principale de dĂ©soxydant. Il modĂšre lâaugmentation de la capacitĂ© de du manganĂšse Mn sur lâacierLe manganĂšse est ajoutĂ© jusquâĂ 1,8 % en poids. Il se combine avec du soufre pour former des inclusions de sulfure de manganĂšse moins nocives dans les aciers Ă haute teneur en soufre, Ă©vitant ainsi les problĂšmes de fissuration Ă chaud pendant le soudage. Il augmente la rĂ©sistance de lâacier mais moins que le silicium. Il aide Ă augmenter la tĂ©nacitĂ© de lâacier Ă tempĂ©rature ambiante. Le manganĂšse augmente considĂ©rablement la capacitĂ© de durcissement de lâ manganĂšse est gĂ©nĂ©ralement utilisĂ© pour amĂ©liorer la ductilitĂ© Ă chaud. Son effet sur lâĂ©quilibre ferrite/austĂ©nite varie avec la tempĂ©rature Ă basse tempĂ©rature, le manganĂšse est un stabilisateur dâaustĂ©nite, mais Ă haute tempĂ©rature, il stabilise la ferrite. Le manganĂšse augmente la solubilitĂ© de lâazote et est utilisĂ© pour obtenir des teneurs Ă©levĂ©es en azote dans les aciers inoxydables duplex et austĂ©nitiques. Le manganĂšse, en tant que formateur dâaustĂ©nite, peut Ă©galement remplacer une partie du nickel dans lâacier Nickel Ni sur lâacierLa raison principale de lâajout de nickel est de favoriser une microstructure austĂ©nitique. Le nickel augmente gĂ©nĂ©ralement la ductilitĂ© et la tĂ©nacitĂ©. Il rĂ©duit Ă©galement la vitesse de corrosion Ă lâĂ©tat actif et est donc avantageux en milieu acide. Dans les aciers Ă durcissement par prĂ©cipitation, le nickel est Ă©galement utilisĂ© pour former les composĂ©s intermĂ©talliques qui sont utilisĂ©s pour augmenter la rĂ©sistance. Dans les nuances martensitiques, lâajout de nickel, combinĂ© Ă une rĂ©duction de la teneur en carbone, amĂ©liore la nickel a peu dâeffet sur la rĂ©sistance et la capacitĂ© de durcissement de lâacier, mais amĂ©liore considĂ©rablement sa tĂ©nacitĂ© Ă basse tempĂ©rature en favorisant une austĂ©nitique stable mĂȘme Ă tempĂ©rature ambiante. Le nickel augmente Ă©galement la rĂ©sistance Ă la corrosion atmosphĂ©rique de lâ chrome Cr sur lâacierCâest lâĂ©lĂ©ment dâalliage le plus important et il confĂšre aux aciers inoxydables leur rĂ©sistance de base Ă la corrosion. Tous les aciers inoxydables ont une teneur en Cr dâau moins 10,5% et la rĂ©sistance Ă la corrosion augmente la teneur en chrome plus Ă©levĂ©e. Le chrome favorise une microstructure chrome a peu dâeffet sur la rĂ©sistance de lâacier mais augmente la capacitĂ© de durcissement de lâacier. Il augmente la rĂ©sistance de lâacier Ă la formation de tartre/oxyde lorsquâil est chauffĂ© Ă des tempĂ©ratures Ă©levĂ©es, ce qui en fait un Ă©lĂ©ment dâalliage principal pour les matĂ©riaux Ă haute tempĂ©rature tels que les aciers Cr-Mo. De plus, il se combine avec le carbone pour former des carbures de chrome qui sont plus stables que la cĂ©mentite, câest-Ă -dire quâils ne se dĂ©composent pas avec le temps dans les applications Ă tempĂ©rature Ă©levĂ©e. Le chrome aide Ă maintenir la rĂ©sistance de lâacier et rĂ©duit son Ă©coulement fluage Ă des tempĂ©ratures plus Ă©levĂ©es et pendant de plus longues molybdĂšne Mo sur lâacierLe molybdĂšne augmente considĂ©rablement la rĂ©sistance Ă la corrosion uniforme et localisĂ©e. Il augmente lĂ©gĂšrement la rĂ©sistance mĂ©canique et favorise fortement une microstructure ferritique. Cependant, le molybdĂšne augmente Ă©galement le risque de formation de phases secondaires dans les aciers ferritiques, duplex et austĂ©nitiques. Dans les aciers martensitiques, il augmente la duretĂ© Ă des tempĂ©ratures de revenu plus Ă©levĂ©es en raison de son effet sur la prĂ©cipitation du Augmente la capacitĂ© de durcissement, lĂ©gĂšrement plus que le chrome. Il forme un carbure plus stable que la cĂ©mentite et augmente la rĂ©sistance de lâacier Ă la dĂ©formation fluage, donc Ă©galement un Ă©lĂ©ment dâalliage important pour les aciers dâapplication Ă haute tempĂ©rature tels que les aciers vanadium V sur lâacierLe vanadium forme des carbures et des nitrures et favorise la ferrite dans la microstructure. Le vanadium est ajoutĂ© pour la rĂ©sistance et la tĂ©nacitĂ© via le raffinement du grain dans les aciers bruts de laminage contrĂŽle ainsi que dans les aciers normalisĂ©s. Il aide en conservant une duretĂ© et une rĂ©sistance plus Ă©levĂ©es aprĂšs revenu dans les aciers trempĂ©s et revenus. Ăgalement ajoutĂ© dans certains aciers destinĂ©s aux applications Ă tempĂ©rature Ă©levĂ©e tels que les aciers Cr-Mo-V pour les rĂ©acteurs. Il augmente la duretĂ© des aciers martensitiques en raison de son effet sur le type de carbure prĂ©sent. Il augmente Ă©galement la rĂ©sistance Ă la trempe. Il nâest utilisĂ© que dans les aciers inoxydables qui peuvent ĂȘtre du niobium Nb sur lâacierLe niobium, Ă©galement connu sous le nom de colombium aux Ătats-Unis, est un puissant formateur de ferrite et de carbure. Comme le titane, il favorise une structure ferritique. Dans les aciers austĂ©nitiques, il est ajoutĂ© pour amĂ©liorer la rĂ©sistance Ă la corrosion intergranulaire nuances stabilisĂ©es, mais il amĂ©liore Ă©galement les propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques Ă haute tempĂ©rature. Dans les nuances ferritiques, du niobium et/ou du titane sont parfois ajoutĂ©s pour amĂ©liorer la tĂ©nacitĂ© et minimiser le risque de corrosion intergranulaire. Dans les aciers martensitiques, le niobium abaisse la duretĂ© et augmente la rĂ©sistance au revenu. Il est ajoutĂ© pour la rĂ©sistance et la tĂ©nacitĂ© car une fine dispersion de carbures de niobium favorise le raffinement du grain. Il aide Ă©galement Ă conserver la granulomĂ©trie fine dans les zones de soudure affectĂ©es par la chaleur. Le niobium est ajoutĂ© dans lâacier inoxydable en tant quâĂ©lĂ©ment stabilisant un autre Ă©lĂ©ment stabilisant est le titane car il se combine facilement avec le carbone et empĂȘche la formation de carbure de chrome dans lâacier cuivre Cu sur lâacierDu cuivre est ajoutĂ© pour augmenter la rĂ©sistance Ă la corrosion et la rĂ©sistance de lâacier. Le cuivre favorise une microstructure austĂ©nitique. Les effets du cuivre sur la tĂ©nacitĂ© et la capacitĂ© de durcissement sont faibles. Il augmente la rĂ©sistance Ă la corrosion atmosphĂ©rique de lâacier. Les quantitĂ©s totales de cuivre ajoutĂ©es sont faibles pour Ă©viter la briĂšvetĂ© Ă chaud de lâ du bore B sur lâacierDu bore ajoutĂ© Ă des aciers Ă relativement faible teneur en carbone en trĂšs petites quantitĂ©s pour augmenter la capacitĂ© de durcissement des aciers destinĂ©s Ă ĂȘtre trempĂ©s et revenus. Le bore est un agent de renforcement trĂšs puissant lorsquâil est utilisĂ© en combinaison avec du molybdĂšne, du titane ou du de lâazote N sur lâacierLâazote est un formateur dâaustĂ©nite trĂšs rĂ©sistant qui augmente Ă©galement de maniĂšre significative la rĂ©sistance mĂ©canique. Il augmente Ă©galement la rĂ©sistance Ă la corrosion localisĂ©e, notamment en association avec le molybdĂšne. Dans les aciers inoxydables ferritiques, lâazote rĂ©duit fortement la tĂ©nacitĂ© et la rĂ©sistance Ă la corrosion. Dans les nuances martensitiques, lâazote augmente Ă la fois la duretĂ© et la rĂ©sistance, mais rĂ©duit la est ajoutĂ© intentionnellement uniquement lorsque dâautres Ă©lĂ©ments comme le vanadium sont prĂ©sents afin que les nitrures de vanadium puissent amĂ©liorer la rĂ©sistance et aider Ă affiner la taille des grains. Lâazote Ă©tant un stabilisant austĂ©nitique puissant, il est ajoutĂ© Ă lâacier inoxydable austĂ©nitique et Ă lâacier inoxydable duplex. Effet aluminium Al sur acierLâaluminium est ajoutĂ© en quantitĂ©s substantielles. Lâaluminium amĂ©liore la rĂ©sistance Ă lâoxydation et est utilisĂ© dans certaines qualitĂ©s rĂ©sistantes Ă la chaleur Ă cette fin. Dans les aciers Ă durcissement par prĂ©cipitation, lâaluminium est utilisĂ© pour former les composĂ©s intermĂ©talliques qui augmentent la rĂ©sistance Ă lâĂ©tat Titane Ti sur lâacierLe titane est un puissant formateur de ferrite et de carbure, abaissant la teneur effective en carbone et favorisant une structure ferritique de deux maniĂšres. Dans les aciers austĂ©nitiques Ă teneur Ă©levĂ©e en carbone, il est ajoutĂ© pour augmenter la rĂ©sistance Ă la corrosion intergranulaire nuances stabilisĂ©es, mais il augmente Ă©galement les propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques Ă haute tempĂ©rature. Dans les nuances ferritiques, du titane est ajoutĂ© pour amĂ©liorer la tĂ©nacitĂ©, la formabilitĂ© et la rĂ©sistance Ă la corrosion. Dans les aciers martensitiques, le titane abaisse la duretĂ© de la martensite en se combinant avec le carbone et augmente la rĂ©sistance au revenu. Dans les aciers Ă durcissement par prĂ©cipitation, le titane est utilisĂ© pour former les composĂ©s intermĂ©talliques qui sont utilisĂ©s pour augmenter la titane est un Ă©lĂ©ment qui est principalement ajoutĂ© pour lier le carbone, Ă©galement connu sous le nom de stabilisation du carbure. Cela amĂ©liore la soudabilitĂ© car la combinaison de carbone et de titane carbures de titane est stable et difficile Ă dissoudre dans lâacier. Cela minimise les occurrences de corrosion cobalt Co sur lâacierLe cobalt est utilisĂ© dans les aciers martensitiques, oĂč il augmente la duretĂ© et la rĂ©sistance au revenu, en particulier Ă des tempĂ©ratures plus Ă©levĂ©es. Le cobalt est Ă©galement utilisĂ© dans les matĂ©riaux de revĂȘtement dur en raison de sa duretĂ© Ă©levĂ©e. Avec les applications nuclĂ©aires, des restrictions sur le cobalt sont nĂ©cessaires car lâĂ©lĂ©ment peut devenir hautement radioactif lorsquâil est exposĂ© aux du soufre S sur lâacierDu soufre est ajoutĂ© Ă certains aciers inoxydables pour augmenter leur usinabilitĂ©. Aux niveaux prĂ©sents dans ces qualitĂ©s, le soufre rĂ©duit lĂ©gĂšrement la rĂ©sistance Ă la corrosion, la ductilitĂ©, la soudabilitĂ© et la formabilitĂ©. Des niveaux infĂ©rieurs de soufre peuvent ĂȘtre ajoutĂ©s pour rĂ©duire lâĂ©crouissage et amĂ©liorer la formabilitĂ©. Une teneur en soufre lĂ©gĂšrement augmentĂ©e amĂ©liore Ă©galement la soudabilitĂ© de lâ tungstĂšne W sur lâacierle tungstĂšne augmente la duretĂ© en particulier Ă des tempĂ©ratures Ă©levĂ©es en raison de carbures stables, affine la taille des grains. Le tungstĂšne est ajoutĂ© Ă des nuances spĂ©ciales telles que lâalliage 686, la nuance Super Duplex 4501, qui est un matĂ©riau hautement rĂ©sistant Ă la corrosion.
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