{"id":3823,"date":"2019-06-04T05:42:01","date_gmt":"2019-06-04T05:42:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3823"},"modified":"2020-05-07T02:09:59","modified_gmt":"2020-05-07T02:09:59","slug":"common-microstructures-of-metal-and-alloy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/microstructures-communes-de-metaux-et-alliages\/","title":{"rendered":"8 microstructures courantes en m\u00e9tal et alliage"},"content":{"rendered":"

Modern materials can be divided into four categories: metals, polymers, ceramics and composite materials. Despite the rapid development of macromolecule materials, steel is still the most widely used and most important material in the current engineering technology. What factors determine the dominant position of steel materials? Now let’s introduce it in detail.<\/p>

Le fer et l'acier sont extraits du minerai de fer, riche en sources et \u00e0 bas prix. Le fer et l'acier, \u00e9galement connu sous le nom d'alliage fer-carbone, est un alliage compos\u00e9 de fer (Fe) et de carbone (C), de silicium (Si), de mangan\u00e8se (Mn), de phosphore (P), de soufre (S) et d'autres petits \u00e9l\u00e9ments (Cr, V, etc.). Diverses structures m\u00e9tallographiques peuvent \u00eatre obtenues en ajustant le contenu de divers \u00e9l\u00e9ments dans l'acier et le processus de traitement thermique (quatre cuissons\u00a0: trempe, recuit, revenu, normalisation), de sorte que l'acier ait des propri\u00e9t\u00e9s physiques diff\u00e9rentes. La structure observ\u00e9e au microscope m\u00e9tallographique est appel\u00e9e structure m\u00e9tallographique de l'acier apr\u00e8s pr\u00e9l\u00e8vement, meulage, polissage et gravure avec un agent corrosif sp\u00e9cifique. Les secrets des mat\u00e9riaux en acier sont cach\u00e9s dans ces structures.<\/p>

        Dans le syst\u00e8me Fe-Fe3C, des alliages fer-carbone de diff\u00e9rentes compositions peuvent \u00eatre pr\u00e9par\u00e9s. Leurs structures d'\u00e9quilibre sont diff\u00e9rentes \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures, mais ils sont compos\u00e9s de plusieurs phases basiques (ferrite F, aust\u00e9nite A et c\u00e9mentite Fe3C). Ces phases basiques se combinent sous forme de m\u00e9langes m\u00e9caniques, formant une structure m\u00e9tallographique riche et color\u00e9e dans l'acier. Il existe huit structures m\u00e9tallographiques courantes :<\/p>

I.Ferrite<\/h2>

 La solution solide interstitielle form\u00e9e en dissolvant le carbone dans l'interstitiel du r\u00e9seau a-Fe est appel\u00e9e ferrite, qui appartient \u00e0 la structure BCC et est une distribution de grains polygonale \u00e9quiaxe, qui est exprim\u00e9e par le symbole F. Sa structure et ses propri\u00e9t\u00e9s sont similaires au fer pur. Il a une bonne plasticit\u00e9 et t\u00e9nacit\u00e9, mais sa r\u00e9sistance et sa duret\u00e9 sont inf\u00e9rieures (30-100 HB). En acier alli\u00e9, il s'agit d'une solution solide d'\u00e9l\u00e9ments de carbone et d'alliage en alpha-Fe. La solubilit\u00e9 du carbone dans l'alpha-Fe est tr\u00e8s faible. \u00c0 la temp\u00e9rature AC1, la solubilit\u00e9 maximale du carbone est de 0,0218%, mais avec la diminution de la temp\u00e9rature, la solubilit\u00e9 diminue \u00e0 0,0084%. Par cons\u00e9quent, la troisi\u00e8me c\u00e9mentite appara\u00eet \u00e0 la limite des grains de ferrite dans des conditions de refroidissement lent. Avec l'augmentation de la teneur en carbone de l'acier, le nombre de ferrite diminue et le nombre de perlite augmente. A ce moment, la ferrite est en r\u00e9seau et en croissant.<\/p>

\"\"<\/figure>

\u2161.Aust\u00e9nite<\/h2>

 La solution solide interstitielle form\u00e9e par la dissolution du carbone dans l'espace interstitiel du r\u00e9seau gamma-Fe est appel\u00e9e aust\u00e9nite. Il a une structure cubique \u00e0 faces centr\u00e9es et est une phase \u00e0 haute temp\u00e9rature, qui est repr\u00e9sent\u00e9e par le symbole A. L'aust\u00e9nite a une solubilit\u00e9 maximale de 2.11% C \u00e0 1148 C et une solution solide de 0.77% C \u00e0 727 C. Sa r\u00e9sistance et sa duret\u00e9 sont sup\u00e9rieur \u00e0 celui de la ferrite, sa plasticit\u00e9 et sa t\u00e9nacit\u00e9 sont bonnes et il est non magn\u00e9tique. Ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques sp\u00e9cifiques sont li\u00e9es \u00e0 la teneur en carbone et \u00e0 la granulom\u00e9trie, g\u00e9n\u00e9ralement 170-220 HBS, = 40-50%. L'acier TRIP est un acier d\u00e9velopp\u00e9 sur la base de la bonne plasticit\u00e9 et flexibilit\u00e9 de l'aust\u00e9nite. La transformation induite par la d\u00e9formation et la plasticit\u00e9 induite par la transformation de l'aust\u00e9nite retenue sont utilis\u00e9es pour am\u00e9liorer la plasticit\u00e9 de la t\u00f4le d'acier et la formabilit\u00e9 de la t\u00f4le d'acier. L'aust\u00e9nite dans les aciers de construction au carbone ou alli\u00e9s se transforme en d'autres phases lors du refroidissement. Ce n'est qu'apr\u00e8s la carburation et la trempe \u00e0 haute temp\u00e9rature des aciers \u00e0 haute teneur en carbone et des aciers c\u00e9ment\u00e9s que l'aust\u00e9nite peut rester dans l'espace de martensite, et sa structure m\u00e9tallographique est blanche car elle n'est pas facile \u00e0 \u00e9roder.<\/p>

\"\"<\/figure>

\u2162. C\u00e9mentite<\/h2>

 La c\u00e9mentite est un compos\u00e9 m\u00e9tallique synth\u00e9tis\u00e9 par une certaine proportion de carbone et de fer. La formule de la mol\u00e9cule Fe3C montre que sa teneur en carbone est de 6,69%, et (Fe, M) 3C est form\u00e9 dans l'alliage. La c\u00e9mentite est dure et cassante, sa plasticit\u00e9 et sa r\u00e9sistance aux chocs sont presque nulles, sa fragilit\u00e9 est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e et sa duret\u00e9 est de 800HB. Dans le fer et l'acier, la distribution est g\u00e9n\u00e9ralement en r\u00e9seau, en semi-r\u00e9seau, en flocons, en aiguilles et en granul\u00e9s.<\/p>

\"\"<\/figure>

 IV. Perlite<\/h2>

 La perlite est un m\u00e9lange m\u00e9canique de ferrite et de c\u00e9mentite, exprim\u00e9e par le symbole P. Ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques se situent entre la ferrite et la c\u00e9mentite, avec une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e, une duret\u00e9 mod\u00e9r\u00e9e et une certaine plasticit\u00e9. La perlite est un produit de la transformation eutecto\u00efde de l'acier. Sa morphologie est que la ferrite et la c\u00e9mentite sont dispos\u00e9es en couches comme des empreintes digitales. Selon le mod\u00e8le de distribution des carbures, il peut \u00eatre divis\u00e9 en deux types : la perlite en flocons et la perlite sph\u00e9rique.<\/p>

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 un. Perlite en flocons : Elle peut \u00eatre divis\u00e9e en trois types : flocon \u00e9pais, flocon moyen et flocon fin.<\/p>

b. Perlite sph\u00e9rique : obtenue par recuit de sph\u00e9ro\u00efdisation, la c\u00e9mentite est sph\u00e9ro\u00efdis\u00e9e et r\u00e9partie sur la matrice de ferrite. la taille des sph\u00e9ro\u00efdes de c\u00e9mentite d\u00e9pend du processus de recuit de sph\u00e9ro\u00efdisation, en particulier de la vitesse de refroidissement. La perlite sph\u00e9rique peut \u00eatre divis\u00e9e en quatre types : sph\u00e9rique grossi\u00e8re, sph\u00e9rique, sph\u00e9rique fine et ponctu\u00e9e.<\/p>

\"\"<\/figure>

V.Bainite<\/h2>

La bainite est le produit de la transformation de l'aust\u00e9nite sous la zone de transformation de la perlite et au-dessus du point MS dans la zone \u00e0 temp\u00e9rature moyenne. La bainite est un m\u00e9lange m\u00e9canique de ferrite et de c\u00e9mentite, une structure entre la perlite et la martensite, exprim\u00e9e par le symbole B. Selon la temp\u00e9rature de formation, elle peut \u00eatre divis\u00e9e en bainite granulaire, bainite sup\u00e9rieure (B sup\u00e9rieure) et bainite inf\u00e9rieure (B inf\u00e9rieure). La bainite granulaire a une faible r\u00e9sistance mais une bonne t\u00e9nacit\u00e9. la bainite inf\u00e9rieure a \u00e0 la fois une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e et une bonne t\u00e9nacit\u00e9. la bainite granulaire a la pire t\u00e9nacit\u00e9. La morphologie de la bainite est variable. Selon ses caract\u00e9ristiques de forme, la bainite peut \u00eatre divis\u00e9e en trois types : plume, aiguille et granul\u00e9.<\/p>

\"\"<\/figure>

un. Bainite sup\u00e9rieure : <\/h3>

La bainite sup\u00e9rieure est caract\u00e9ris\u00e9e par la disposition parall\u00e8le de la ferrite en bande, avec une c\u00e9mentite en bande fine (ou tige courte) parall\u00e8le \u00e0 l'axe de l'aiguille de ferrite, plumeuse.<\/p>

b. Bainite inf\u00e9rieure : <\/h3>

flocon d'aiguille fine, avec une certaine orientation, plus vuln\u00e9rable \u00e0 l'\u00e9rosion que la martensite tremp\u00e9e, tr\u00e8s similaire \u00e0 la martensite revenue, tr\u00e8s difficile \u00e0 distinguer au microscope optique, facile \u00e0 distinguer au microscope \u00e9lectronique. le carbure pr\u00e9cipite dans la ferrite aciculaire et son orientation d'alignement est de 55 \u00e0 60 degr\u00e9s avec l'axe long de la feuille de ferrite, la bainite inf\u00e9rieure ne contient pas de macles, il y a plus de dislocations.<\/p>

\"\"<\/figure>

c. Bainite granulaire : <\/h3>

Ferrite de forme polygonale et de nombreuses structures irr\u00e9guli\u00e8res en forme d'\u00eele. Lorsque l'aust\u00e9nite de l'acier est refroidie \u00e0 un peu plus haut que la temp\u00e9rature de formation de la bainite sup\u00e9rieure, certains atomes de carbone de la ferrite pr\u00e9cipit\u00e9e migrent de la ferrite \u00e0 l'aust\u00e9nite \u00e0 travers la limite de phase ferrite \/ aust\u00e9nite, ce qui rend l'aust\u00e9nite in\u00e9galement riche en carbone, limitant ainsi la transformation de aust\u00e9nite en ferrite. Ces r\u00e9gions aust\u00e9nitiques sont g\u00e9n\u00e9ralement en forme d'\u00eelots, granulaires ou en forme de bande, r\u00e9parties sur une matrice de ferrite. Lors d'un refroidissement continu, selon la composition de l'aust\u00e9nite et les conditions de refroidissement, l'aust\u00e9nite des balles de grain peut subir les modifications suivantes.<\/p>

(i) D\u00e9composition en ferrite et carbure en totalit\u00e9 ou en partie. Au microscope \u00e9lectronique, on observe des carbures granulaires, en b\u00e2tonnets ou en petits blocs \u00e0 distribution multidirectionnelle dispersive.<\/p>

(ii) transformation partielle en martensite, qui est enti\u00e8rement jaune au microscope optique.<\/p>

\"\"<\/figure>

(iii) conserve encore de l'aust\u00e9nite riche en carbone.<\/p>

Les carbures granulaires sont r\u00e9partis sur la matrice de ferrite de la bainite granulaire (la structure de l'\u00eelot \u00e9tait \u00e0 l'origine de l'aust\u00e9nite riche en carbone, qui se d\u00e9composait en ferrite et en carbure lors du refroidissement, ou se transformait en martensite ou restait des particules d'aust\u00e9nite riches en carbone). Bainite en plumes, matrice de ferrite, bande de carbure pr\u00e9cipit\u00e9 en marge de la feuille de ferrite. Bainite inf\u00e9rieure, ferrite aciculaire avec petit carbure de flocon, le carbure de flocon dans la ferrite de l'axe long est d'environ 55 ~ 60 degr\u00e9s d'angle. <\/p>

VI. WEISHER’S TISSUE<\/h2>

La structure Widmanstatten est une sorte de structure surchauff\u00e9e, qui se compose d'aiguilles de ferrite se croisant \u00e0 environ 60 degr\u00e9s et noy\u00e9es dans la matrice d'acier. La structure grossi\u00e8re de Widmanstatten diminue la plasticit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9 de l'acier et augmente sa fragilit\u00e9. Dans l'acier hypoeutecto\u00efde, les gros grains se forment par surchauffe et pr\u00e9cipitent rapidement lors du refroidissement. Par cons\u00e9quent, en plus de la pr\u00e9cipitation du r\u00e9seau le long de la limite des grains d'aust\u00e9nite, certaines ferrites sont form\u00e9es de limite de grain \u00e0 grain conform\u00e9ment au m\u00e9canisme de cisaillement et pr\u00e9cipit\u00e9es s\u00e9par\u00e9ment en aiguilles. La structure de cette distribution est appel\u00e9e structure de Widmanstatten. Lorsque l'acier supereutecto\u00efde surchauff\u00e9 est refroidi, la c\u00e9mentite s'\u00e9tend \u00e9galement d'un joint de grain \u00e0 l'autre et forme une structure de Widmanstatten.<\/p>

\"\"<\/figure>

\u2166.Martensite<\/h2>
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La solution solide sursatur\u00e9e de carbone dans alpha-Fe est appel\u00e9e martensite. La martensite a une r\u00e9sistance et une duret\u00e9 \u00e9lev\u00e9es, mais sa plasticit\u00e9 est m\u00e9diocre, presque nulle. Il ne peut pas supporter la charge d'impact exprim\u00e9e par le symbole M. La martensite est le produit du refroidissement rapide de l'aust\u00e9nite sous-refroidie et de la transformation du mode de cisaillement entre les points MS et Mf. A ce moment, le carbone (et les \u00e9l\u00e9ments d'alliage) ne peuvent pas diffuser dans le temps, uniquement du r\u00e9seau (centre de la face) du gamma-Fe au r\u00e9seau (centre du corps) de l'alpha-Fe, c'est-\u00e0-dire la solution solide (aust\u00e9nite) de carbone dans gamma-Fe \u00e0 la solution solide de carbone dans alpha-Fe. Par cons\u00e9quent, la transformation de la martensite est bas\u00e9e sur les caract\u00e9ristiques m\u00e9tallographiques de la martensite, qui peuvent \u00eatre divis\u00e9es en martensite \u00e0 lattes (\u00e0 faible teneur en carbone) et en martensite aciculaire.<\/p>

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un. martensite \u00e0 lattes\u00a0: <\/h3>

\u00e9galement connue sous le nom de martensite \u00e0 faible teneur en carbone. De fines bandes de martensite d'environ la m\u00eame taille sont align\u00e9es en parall\u00e8le pour former des faisceaux de martensite ou des domaines de martensite. la diff\u00e9rence d'orientation entre les domaines et les domaines est grande, et plusieurs domaines avec des orientations diff\u00e9rentes peuvent \u00eatre form\u00e9s dans un grain d'aust\u00e9nite primitif. En raison de la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e de formation de martensite \u00e0 lattes, le ph\u00e9nom\u00e8ne d'auto-revenu se produira in\u00e9vitablement dans le processus de refroidissement et les carbures pr\u00e9cipiteront dans la martensite form\u00e9e, de sorte qu'elle est vuln\u00e9rable \u00e0 l'\u00e9rosion et au noircissement.<\/p>

 b. martensite aciculaire :<\/h3>

\u00e9galement connue sous le nom de martensite en flocons ou martensite \u00e0 haute teneur en carbone, ses caract\u00e9ristiques de base sont les suivantes\u00a0: la premi\u00e8re feuille de martensite form\u00e9e dans un grain d'aust\u00e9nite est relativement grande, souvent sur tout le grain, le grain d'aust\u00e9nite est divis\u00e9, de sorte que la taille de la martensite form\u00e9e plus tard est limit\u00e9e , de sorte que la taille de la martensite en flocons varie, distribution irr\u00e9guli\u00e8re. La martensite aciculaire se forme dans une certaine direction. Il y a une cr\u00eate m\u00e9diane dans l'aiguille de martensite. Plus la teneur en carbone est \u00e9lev\u00e9e, plus la martensite est \u00e9vidente. En m\u00eame temps, il y a de l'aust\u00e9nite retenue blanche entre la martensite.<\/p>

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 c. La martensite form\u00e9e apr\u00e8s trempe peut \u00e9galement former trois structures m\u00e9tallographiques particuli\u00e8res apr\u00e8s revenu :<\/h3>

(i) Martensite revenu\u00a0: <\/h4>

the composite of sheet martensite formed during quenching (with a crystal structure of tetragonal body center) which is decomposed in the first stage of tempering, in which carbon is desolved in the form of transition carbides, and extremely fine transition carbide sheets dispersed in the solid solution matrix (whose crystal structure has changed into body-centered cube) (the interface with the matrix is a coherent interface) Phase structure. this kind of structure can not distinguish its internal structure even when magnified to the maximum magnification under metallographic (optical) microscope, only can see that its whole structure is black needle (the shape of black needle is basically the same as that of white needle formed during quenching). This kind of black needle is called “tempered martensite”.<\/p>

\"\"<\/figure>

(ii) Troostite tremp\u00e9e\u00a0: <\/h4>

produit de martensite tremp\u00e9e revenu \u00e0 temp\u00e9rature moyenne, caract\u00e9ris\u00e9 par la disparition progressive de la forme en aiguille de la martensite, mais encore vaguement visible (acier alli\u00e9 contenant du chrome, sa temp\u00e9rature de recristallisation de la ferrite d'alliage est plus \u00e9lev\u00e9e, il conserve donc toujours la forme en aiguille), les carbures pr\u00e9cipit\u00e9s sont petits , difficiles \u00e0 distinguer au microscope optique, les particules de carbure ne sont visibles qu'au microscope \u00e9lectronique, p\u00f4le Sensible \u00e0 l'\u00e9rosion et au noircissement des tissus. Si la temp\u00e9rature de trempe est plus \u00e9lev\u00e9e ou maintenue plus longtemps, les aiguilles seront blanches. \u00c0 ce moment, les carbures seront concentr\u00e9s sur le bord des aiguilles, la duret\u00e9 de l'acier sera l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieure et la r\u00e9sistance diminuera.<\/p>

\"\"<\/figure>

(iii) sorbite temp\u00e9r\u00e9 : <\/h4>

produit de martensite tremp\u00e9 revenu \u00e0 haute temp\u00e9rature. Ses caract\u00e9ristiques sont les suivantes : des carbures granulaires fins sont r\u00e9partis sur la matrice de sorbite, ce qui peut \u00eatre clairement distingu\u00e9 au microscope optique. Ce type de structure, \u00e9galement connu sous le nom de structure conditionn\u00e9e, pr\u00e9sente une bonne combinaison de r\u00e9sistance et de t\u00e9nacit\u00e9. Plus les carbures fins sur la ferrite sont fins, plus la duret\u00e9 et la r\u00e9sistance sont \u00e9lev\u00e9es, et plus la t\u00e9nacit\u00e9 est mauvaise. au contraire, plus la duret\u00e9 et la r\u00e9sistance sont faibles, et plus la t\u00e9nacit\u00e9 est \u00e9lev\u00e9e.<\/p>

\u2167.Ledeburite<\/h2>
\"\"<\/figure>

The eutectic mixtures in FERROCARBON alloys, i.e. liquid FERROCARBON alloys with a mass fraction of carbon (carbon content) of 4.3%, are called ledeburite when the mechanical mixtures of austenite and cementite crystallize simultaneously from the liquid at 1480 degrees Celsius. Since austenite transforms into pearlite at 727 C, ledeburite is composed of pearlite and cementite at room temperature. In order to distinguish the ledeburite above 727 C is called high-temperature ledeburite (L d), and the ledeburite below 727 C is called low-temperature ledeburite (L’d). The properties of ledeburite are similar to those of cementite with high hardness and poor plasticity.<\/p>

\"\"<\/figure><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Modern materials can be divided into four categories: metals, polymers, ceramics and composite materials. Despite the rapid development of macromolecule materials, steel is still the most widely used and most important material in the current engineering technology. What factors determine the dominant position of steel materials? Now let’s introduce it in detail. Iron and steel…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":19470,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-3823","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/1-6.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3823","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3823"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3823\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19470"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3823"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3823"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3823"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}