Transformation martensitique : métaux et alliages

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Description

Cette séance de cours traite de la transformation martensitique dans les métaux et alliages, en se concentrant sur la formation de martensite à partir d'austénite, le rôle des atomes de carbone et le contraste avec les transformations diffusives. Il couvre les caractéristiques, la vitesse et l'étendue de la transformation, ainsi que les effets des éléments d'alliage. Le processus d'austénitisation, de trempe et de formation de bainite est également expliqué, ainsi que les diagrammes TTT et les courbes de transformation par refroidissement.

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Concepts associés (57)

vignette|Martensite : Microstructure en forme d'aiguille. La martensite (fer α') est une phase métastable des aciers, issue de la transformation sans diffusion de l'austénite γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par Floris Osmond en 1890. La martensite est ferromagnétique. Elle possède une grande dureté (HV > 800) et une fragilité notable.

La bainite est le nom d'une microstructure de l'acier découverte en 1930 par E. S. Davenport et Edgar Bain lors de leurs études de la décomposition isotherme de l'austénite. Ce constituant se présente sous la forme d'un agrégat de plaquettes (ou lattes) de ferrite et de particules de cémentite. Il se forme lorsque le refroidissement de l'acier est trop rapide pour obtenir la formation de perlite mais trop lent pour obtenir la formation de martensite.

Diffusionless transformations, also referred to as displacive transformations, are solid-state changes in the crystal structure that do not rely on the diffusion of atoms over long distances. Instead, they occur due to coordinated shifts in atomic positions, where atoms move by a distance less than the span between neighboring atoms while maintaining their relative arrangement. An illustrative instance of this is the martensitic transformation observed in steel.

thumb|Du bronze liquide versé dans des moules. En métallurgie, un alliage est un mélange de plusieurs éléments chimiques, dont le principal constituant est un métal, et dont les caractéristiques sont celles d'un matériau métallique . Les caractéristiques mécaniques des métaux purs sont la plupart du temps relativement faibles. Le fait d'ajouter d'autres éléments permet de « durcir » le métal en augmentant ses caractéristiques mécaniques.

L'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911 et à la pression atmosphérique. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à ). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T < Tc = – et entre dans le domaine paramagnétique). vignette|Austénite.