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اجلمهورية التونسية وزارة التعليم العايل و البحث العلمي و التكنولوجيا

اإلدارة العامة للدراسات التكنولوجيةبقفصةاملعهد العايل للدراسات التكنولوجية

اهلندسة امليكانيكيةقسم

Élaboré par : HIDOURI Abdelmoumen Technologue

Année Universitaire : 20013/2014

République Tunisienne

Ministère de l’enseignement supérieur,

De la recherche

Scientifique et de la technologie

Direction des ISET

Institut Supérieur des Études Technologiques Gafsa

Département de Génie Mécanique

FASCICULE DE

Travaux PRATIQUES Des

sciences des MATERIAUX

Pour les étudiants de la 1ere Année

Licence Appliquée en Génie Mécanique

HIDOURI A. Micrographie et Macrographie

Travaux Pratiques de Sciences Des Matériaux Page 1

AVANT PROPOS

Ce fascicule de Travaux Pratiques de Sciences Des Matériaux est destiné aux

étudiants de la licence appliquée en génie Mécanique (1ere année 2eme semestre) selon le

programme officiel de la Direction Générale des Études Technologiques.

En premier lieu, On a débuté par la micrographie, la macrographie, l’essai de

traction, l’essai de résilience et l’essai de dureté dans lesquels l’étudiant aura une véritable

occasion pour caractériser un certain matériau.

En second lieu, on a abordé le thème de traitements thermiques des aciers. Dans

cette partie, l’étudiant aura la possibilité de voir deux types de traitements thermiques : la

trempe, le revenu et aussi une trempe superficielle :la trempabilité.

Il faut noter que le contenu de ce support et les manipulations ont été préparés

selon les moyens de notre laboratoire et ils peuvent évoluer si de nouveaux matériels

didacticiels s’y ajouteront.

HIDOURI Abdelmoumen

I

SOMMAIRE

TPN° Titre Page

Avant propos……………………………………………………………………….. 1

TPN°1 Micrographie et Macrographie……………………………………….. 2

TPN°2 Essai de dureté…….…………………………………………….……………. 6

TPN°3 Essai de traction ………………………………………………………………. 11

TPN°4 Essai de résilience ……………………………………………………………. 16

TPN°5 Trempe des aciers…………………………………………………………….… 20

TPN°6 Etude de la trempabilité des aciers (essai Jominy)…. 23

TPN°7 Revenu des aciers………………………………………………………………… 29

Annexes…………………………………………………………………………………. 32

Références bibliographiques ………………………………………….. 38



Manipulation 1

MICROGARAPHIE ET MACROGRAPHIE

Objectifs :

Mettre en évidence les différences entre les deux techniques d’examens : la micrographie et

macrographie.

Maîtriser les étapes de chaque technique d’observation des surfaces des pièces.

Maîtriser l’utilisation de certains outils de travail (loupes, microscope, polisses…).

Savoir identifier les différentes structures et compositions de certains matériaux en fonction des

outils, machines et produits chimiques présents dans le laboratoire.

Principe et but :

Mettre en évidence les constituants des produits métallurgiques (métaux pures, combinaisons

solutions solides, eutectique et eutectoîde). Pour cela, on va procéder à l’examen à des loupes de

différents grossissements et à l’examen au microscope par réflexion d’une surface polie et généralement

attaquée.

Matériels utiles :

Une tronconneuse pour le découpage des éprouvettes

Éprouvettes en acier C48, éprouvettes C 38, éprouvettes en laiton, éprouvettes en alliage

d’Aluminium obtenues par tronçonnage.

Une polisseuse à disque pour le polissage des éprouvettes avant examen.

Une polisseuse a rouleau pour le même rôle que la polisseuse a disque.

Des papiers abrasifs de différentes granulométries (120, 240, 400, 600, 1000 g/mm²).

Une solution d’alumine utilisée avec les papiers abrasifs par les polisseuses.

Une solution alcoolique d’acide nitrique ou une solution alcoolique d’acide picrique (50 cm3 d’acide

par litre (=1,33g/cm3) pour mettre en évidence les joints des cristaux de ferrites et colore la perlite

en sombre.

Du lubrifiant a utilisé avec les polisseuses et la tronçonneuse.

Des loupes de différents grossissements (2X, 5X, 10X, 20X, 25X…).

Un microscope optique lié à un ordinateur par une caméra et un câble coaxial pour l’observation des

surfaces polies des éprouvettes.

une application informatique pour l’acquisition des images obtenues à travers cette caméra reliée au

microscope.

Un ordinateur et une imprimante pour imprimer ce qu’on voir sur l’écran,



1. Introduction :

La métallographie est la discipline qui étudie la structure cristalline des métaux et des alliages et les

relations entre cette structure et les propriétés physiques des métaux.

Les principaux utilisés en métallographie sont le microscope et le générateur de rayons X.

L’observation au microscope- par exemple- d’échantillons convenablement préparés, permet de

déterminer la taille, la structure et l’orientation des cristaux du métal. Grâce à de telles observations, les

métallurgistes peuvent fréquemment identifier un métal ou un alliage, découvrir d’éventuelles impuretés

et vérifier l’efficacité des traitements de trempe et de recuit.

1-2 La macrographie : c’est la partie de la métallographie qui utilise, dans son examen, des outils

d’observation de faibles grossissements ne dépassant pas les 5 à 10 fois tels l’oeil nu, loupe..

1-2 La micrographie : la micrographie est la technique qui utilise des instruments de forts grossissements

allant de 25 et 1500 fois pour les microscopes optiques et jusqu’à 5*5105 fois pour les microscopes

électroniques à balayage.

Ces deux techniques ont presque les mêmes étapes et les mêmes applications.

2. Description et Consignes pour l’utilisation du matériel en disposition :

- Les polisseuses à disques ou plateaux de marque Persi MECAPOL : la première de type P230 à

un seul disque et la deuxième de type P260 à deux disques de 250 mm de diamètre (de même

puissance 180 W).

Avant de mettre sous tension la polisseuse s’assurer que le ou les papiers abrasifs sont en places et

bien serrés par les cerceaux.

Fig.1 Polisseuse à deux disques



Mettre sous tension la machine en appuyant sur le bouton du côté gauche (bouton 1) puis appuyer

sur le bouton (I), pour l’arrêter appuyer sur le bouton (S).

Ouvrir les robinets d’eau en appuyant sur le bouton 5, pour les fermer appuyer sur le bouton P.

Appuyer sur les touches et pour augmenter ou diminuer les vitesses de rotation des plateaux.

Changer de temps en temps le sens de rotation des plateaux en appuyant respectivement sur (S)

puis ou

Changer le papier abrasif s’il est nécessaire.

Mettre à chaque fois quelques gouttes d’une solution d’alumine sur les plateaux en mouvement

contre les pièces.

Une fois terminé, nettoyer les machines et les mettre hors tension.

Il est possible aussi d’utiliser la polisseuse a tapis roulant.

Appuyer sur le bouton vert (marche) pour le démarrage de cette machine. Appuyer sur le bouton de

fonctionnement de la pompe du lubrifiant. Il est possible de régler les tensions des tapis en agissant sur

l’un des quatre boutons en face.

- Les loupes : sont des loupes standard.

- Le microscope : il s’agit d’un microscope optique identique à celui étudié en classes du secondaire

mais la seul différence que le notre est équipé d’un appareil photo installé au dessus du microscope

prés des oculaires. Cet appareil photo est relié à l’unité de l’ordinateur par un câble coaxial.

Pour observer, placer l’échantillon à sa position dans le plateau du microscope. Sur le bureau de

l’ordinateur cliquer sur le raccourci de l’application LogAx Pro. En s’aidant de la netteté de l’image, des

oculaires et objectifs, essayer de faire les réglages nécessaires doucement.

Enregistrer l’image obtenue dans fichier à part. l’imprimer.

Éteindre le microscope et l’ordinateur si achevé les observations.

Caméra

Oculaire

Fig.2 : Polisseuse à deux tapis



3. Travail demandé :

1- Chaque groupe va prendre les éprouvettes.

2- Dresser les si besoin à l’atelier des machines conventionnelles.

3- Procéder au polissage de ces éprouvettes par granulométrie croissante sans oublier l’arrosage avec

l’eau et la solution d’alumine.

4- Avec les éprouvettes graduées verser 25 Cm3 d’une solution alcoolique d’acide nitrique ou

picrique dans un demi litre d’eau et procéder à l’attaque les surfaces de ces éprouvettes (faire

attention aux doigts) pendant 15 minutes. Que constatez-vous ?

5- Procéder maintenant à l’examen de ces surfaces avec les loupes puis avec le microscope.

6- Imprimer les figures acquises.

7- Interpréter les résultats obtenus en se basant sur les cours vus au premier niveau.

8- Compte rendu.

9- Nettoyer et ranger tout le matériel.

Fig.3 Microscope lié à un ordinateur

Objectifs

Fig.3Image tirée d’une surface attaquée

d’un matériau traité

HIDOURI A. Essai de dureté


Manipulation 2

ESSAI DE DURETE

I. But de la manipulation :

Mettre en évidence l’essai de dureté.

Savoir utiliser le duromètre afin de le réutiliser pendant les manipulations qui suivent.

Caractérisation d'un matériau à partir de l’essai de dureté.

Savoir utiliser le tableau des Conversions dureté HV, HB, HRC- Résistances à la traction Rm

II. Principe de la manipulation :

La dureté caractérise la résistance d’un matériau à la pénétration d’un corps dur. Plusieurs essais

ont été mis au point, mais leur principe de base est identique. L’essai de dureté consiste à créer et exploiter

l’empreinte laissée sur une pièce par un pénétrateur soumis à un effort F. Il existe plusieurs standards

d’essai de dureté qui nécessitent la déclaration suivant quel standard la dureté est mesurée.

Les trois techniques les plus répandues sont ; la mesure selon Brinell, selon Vickers et selon

Rockwell. Ces essais se distinguent essentiellement par la forme géométrique du pénétrateur (Brinell : une

sphère ; Vickers : une pyramide de base quadratique avec angle d’ouverture de 136°, et Rockwell : type

B : une sphère, type C : un cône avec angle d’ouverture 120°) (voir tableau 1).

Tableau 1 : Différentes méthodes d’essai de dureté.



1

5

4

2

3

6

7

C’est un moyen de contrôle non destructif très utilisé en contrôle final. Il est possible d’obtenir, à

partir du chiffre de dureté, une bonne approximation de la résistance à la traction (voir tableaux de

conversion). Ceci est surtout utile dès que l’échantillon du matériau en question est trop petit pour en faire

une éprouvette de traction, ou encore si on veut vérifier le succès d’un traitement thermique effectué sur

une pièce utilisée dans une construction.

III. Matériels à utiliser pendant la manipulation :

Dans cette manipulation, on va utiliser :

a) Des éprouvettes : qui seront de formes cylindriques de différents rayons (10, 15, 20, 25, 30 mm,…

mm) de différents métaux ayant pour hauteur au moins 15 mm pour qu’on puisse la maintenir par les

doigts.

b) Des polisseuses : pour rendre les surfaces des échantillons propres et planes pour pouvoir les

utiliser sur le duromètre.

Dans notre laboratoire, on dispose de deux polisseuses de même marque (PRESI MECAPOL

P 260), mais une à un seul plateau et l'autre à deux plateaux.

Le polissage se fait par des disques abrasifs collés aux plateaux qui sont entraînés par des moteurs

électriques. Ce polissage se fait de l'ordre croissant de densité de graines par mm2 jusqu'à obtenir des

surfaces polies.

Pour refroidir la surface du disque, celle de l'éprouvette et pour nettoyer les plateaux, on a prévu

un robinet pour chaque plateau.

Le duromètre:

Présentation : on dispose au laboratoire d'un duromètre

Simple composé de :

Une unité (1) de réglage de la charge appliquée sur

l’échantillon.

Un support d’échantillon ou enclume (2).

Un volant permettant la montée ou la décente de cette

enclume (3).

Un système de maintien du pénétrateur (4).

Un autre levier(5) permettant d’appliquer la charge

choisie.

Un cadran (6) pour la lecture de la valeur de la dureté. Fig. 1 Duromètre



On se dispose également des accessoires à savoir : deux échantillons étalons (de dureté HB et HRC),

deux pénétrateurs (forme sphérique et conique), des supports permettant de monter des pièces de surfaces

planes ou même cylindriques (enclumes).

On dispose aussi d'un tableau de conversion de dureté (HB, HV, HRC)….

IV. Mesure :

Mettre le pénétrateur choisi a sa position,

Reposer la pièce correctement sur l’enclume la plus appropriée (la pièce et l’enclume doivent être très

propres car les mesures peuvent être non correctes à causes des impuretés et de l’état de la surface)

Appliquer la précharge en amenant lentement et sans choc la pièce en contact avec le pénétrateur, en

manoeuvrant le volant 5 jusqu’à ce que l’indicateur (7) soit entre les deux points rouges. Si on dépasse par

hasard cette position, alors revenir en arrière avec le volant jusqu’au détachement du pénétrateur,

repositionner la pièce et recommencer la manipulation en suivant les explications ci-dessus.

Appliquer la charge en tournant le levier 3 jusqu’à la butée, en agissant en même temps sur les deux

poignées pour ne pas solliciter le bâti, ce qui peut pourrait influencer la mesure. Après quelques secondes

(5-8) enlever la charge en ramenant le levier 3 avec les mêmes précautions dans sa position initiale.

Prendre directement la valeur de la dureté affichée sur le cadran.

Tourner le volant 6 en arrière pour libérer la pièce. En enlevant celle-ci de l’enclume, veiller à ne pas

heurter le diamant.

Pour modifier la charge, tourner le volant 1 jusqu’à faire coïncider le trait avec le milieu du trou

correspondant à la charge choisie. Fixer ce volant en insérant la cheville de blocage dans le trait

correspondant.

Pour changer le pénétrateur, il suffit de dévisser la vis de pression puis le laisser tomber dans la main

et monter le nouveau en vissant la même vis de pression. Ces pénétrateurs doivent être changés après une

cadence importante d’utilisations.

Fig.2: Differents types de penetrateurs

Penetrateur bille D=1/16

Penetrateur cone Penetrateur bille D=2,5 mm

Penetrateur Bille D=5mm



Le duromètre doit être étalonné au début de semestre (par exemple) ou après une vérification avec les

pièces étalons livrées avec lui.

V. Déroulement de la manipulation :

Chaque sous groupe va disposer de trois types de métaux différents : les laitons, Alliage d’Aluminium et

C38. Procéder à :

Bien polir les deux surfaces de chaque éprouvette;

Les bien nettoyer avec une solution d’alumine pour enlever les bavures des surfaces;

Bien nettoyer les enclumes;

Procéder, si nécessaire, à l'étalonnage du duromètre avec les échantillons étalons;

Mesurer pour une face plusieurs mesures et prendre la moyenne (se limiter à trois mesures pour

cette face) pour chaque métal avec les deux types de dureté.

Pour réussir un essai de dureté, l’étudiant doit tout d’abord vérifier la précision de la machine en

faisant l’essai de dureté sur un échantillon étalon adéquat ; c’est à dire qui convient au choix du type

d’essai (Brinell ou Rockwell). Etant donné que le choix du type de l’essai est celle de l’essai Rockwell, on

doit donc tester l’échantillon étalon de dureté HRC. Pour ce test et pour même les essais qui suivent,

l’étudiant doit respecter les consignes suivantes :

Choisir la charge correspondante à appliquer,

Tourner l’unité de réglage de charge jusqu’à avoir la valeur choisie,

Monter le pénétrateur de forme conique,

Placer l’échantillon étalon sur son support,

Tourner le levier C jusqu'à la butée, en agissant en même temps sur les deux poignées pour ne pas

solliciter le bâti. (voir manuel d'utilisation).

Régler à zéro la valeur sur le cadran en suivant le manuel d'utilisation,

Patienter quelques secondes (6-8 secondes),

Lire la valeur de dureté sur ce cadran,

Pivoter le levier vers le haut,

Tourner le volant pour éliminer le contact entre échantillon et pénétrateur,

Refaire le même travail sur d’autres endroits afin de relever plusieurs valeurs (plus que 3 valeurs),

Calculer la valeur moyenne.

Calculer la différence entre la valeur moyenne mesurée avec la valeur indiquée sur l’échantillon

étalon. Cette différence est en fait l’erreur de la machine.

Dans les essais qui suivent sur les échantillons en question, on doit prendre en compte de l’erreur

de la machine



Soit H l’erreur de la machine : mesuréeétalon HHH .

La dureté réelle sera donc égale à la somme de la dureté mesurée sur l’échantillon en question et l’erreur

de la machine : HHH mesuréeréelle .

VI. Résultats expérimentaux :

Dresser ces mesures dans un (ou des) tableau(x) comparatif(s).

VII. Conclusions

Travail demandé

On vous fournit trois échantillons différents (Laiton, C45 ou C38et alliage d’Alunminium), on vous

demande de :

Bien polir les trois échantillons,

Mesurer la dureté de chaque échantillon selon les deux types de dureté (HB et HRC). Conclure.

S’il est possible, vérifier la correspondance entre les duretés HB et HRC. Sinon, peut on considérer vos

résultats comme base de données pour enrichir le tableau de correspondance donné en annexe.

Nettoyer et ranger tout le matériel.

HIDOURI A. Essai de traction


Manipulation 3

ESSAI DE TRACTION


Mettre en évidence l’essai de traction.

Se familiariser avec les différents types de courbes de traction.

Etablir la différence entre les contraintes et les déformations nominales et réelles

Apprendre à utiliser les résultats d’un essai de traction pour identifier les caractéristiques mécaniques

d’un matériau.

II. Introduction

En service, les matériaux sont sollicités par des charges ou des forces provoquant des déformations. Il

est donc important de connaître les conditions de déformations et de rupture des matériaux. Les propriétés

mécaniques les plus importantes sont la rigidité, la limite élastique et la ductilité mesurées par l’essai de

traction. Ces propriétés sont mesurées par des essais mécaniques normalisés à l’aide d’éprouvettes standard

soumises à des conditions de mise en charge bien définies. Une éprouvette d’essai est prélevée dans le

matériau à caractériser et usinée à des dimensions normalisées, afin d’assurer une meilleure comparaison des

essais effectués dans différents laboratoires. On simule également certaines conditions d’utilisation par des

essais particuliers (vieillissement accéléré, usure, fatigue…). Une très grande prudence s’impose lorsqu’on

veut transposer le résultat d’essais de laboratoire au comportement en service, car les conditions réelles de

service sont généralement plus complexes que celles simulées lors des essais normalisés. Pour cela, on

adopte souvent des coefficients de sécurité ou de correction dans le calcul et dimensionnement des éléments

de machine ou de structure.

III. Présentation de la machine :

La machine disponible dans le laboratoire de sciences des matériaux est une machine de traction,

compression et flexion. Elle est équipée d’un PC pour la saisie et l’acquisition des données et des

informations relatives à l’éprouvette et à la machine.

Le PC est relié à une imprimante pour imprimer les résultats des essais sous forme de courbes. La machine

contient aussi des boutons qui servent au déplacement vertical du mors mobile. On peut monter sur cette

machine d’autres accessoires à savoir le montage relatif à l’essai de flexion et les mors spéciaux aux

éprouvettes plates, un extensomètre.



Figure 2 : Eprouvette cylindrique de traction.

50

IV. Principe de l’essai de traction :

C’est l’essai le plus courant permettant de déterminer le comportement mécanique d’un matériau. Il

s’agit d’exercer une force de traction sur un barreau de forme et de dimensions normalisées (figure 2),

jusqu’à sa rupture, en suivant un processus de mise en charge à une vitesse de déformation constante.

En enregistrant la force appliquée à l’éprouvette par la machine de traction et son allongement

progressif, on détermine une série de caractéristiques mécaniques importantes. On rapporte en général la

force F et l’allongement Δl aux dimensions initiales de l’éprouvette d’essai. On obtient ainsi la contrainte

nominale [MPa] :

0S

F

Où S0 est l’aire de la section initiale. De même, on définit la déformation nominale :

0l

l

Mors de maintiens

de l’éprouvette de

traction

Pupitre de

commande

Ecran d’affichage

instantané des données et des

résultats

Imprimante

Clavier de saisie de

données d’entrées

Mors pour l’essai

de compression

Figure 1 : Machine de traction disponible au laboratoire SDM de l’ISET de Gafsa



Figure 3 : Courbe de traction.

Où l0 correspond à la longueur initiale de l’éprouvette. La valeur de est la plupart exprimée en pourcent.

La figure 3 présente la courbe de traction d’un métal à comportement ductile. Une courbe de traction de

ce type permet de déterminer les quatre grandeurs caractéristiques suivantes :

Le module d’élasticité E (ou module d’Young) donné par la pente de la partie élastique de la courbe

contrainte –déformation .

La limite d’élasticité Re qui donne la valeur de la contrainte nominale théorique à partir de laquelle

le matériau commence à se déformer plastiquement. Comme la déformation plastique apparaît

progressivement, la limite d’élasticité est difficile à déterminer avec précision, et on adopte en général

une limite conventionnelle d’élasticité Rp0.2 qui est la contrainte nominale correspondant à une

déformation permanente de 0.2%.

La résistance à la traction Rm qui est définie par la contrainte nominale maximale supportée par

l’éprouvette.0S

FR m

m

La déformation à la rupture ( r ) qui correspond à la déformation plastique nominale à la rupture en

traction de l’éprouvette. La valeur de la déformation à la rupture r représente

une des grandeurs caractéristiques de la ductilité. On l’appelle aussi l’allongement à la rupture

exprimé en % : 100*(%)0

0

l

llA r



où lr : longueur de la partie utile après la rupture.

Coefficient de striction Z(%) caractérisant la diminution relative de section mesurée après la rupture

par la relation suivante :

100*(%)0

0

S

SSZ r

S0 est l’aire de la section initiale, et Sr l’aire de la section après rupture. Le coefficient de striction Z constitue

également une mesure de la ductilité : le facteur Z varie de zéro (matériaux fragiles) jusqu’à l’unité en

fonction de la ductilité des matériaux. Lorsque la rupture se produit, l’éprouvette se contracte rapidement de

manière brutale en restituant l’énergie stockée. Cette contraction s’accompagne d’une émission sonore qui a

pour origine la transformation de l’énergie élastique en énergie cinétique.

V. Contrainte et déformation réelles :

On exprime en général les résultats des essais de traction en fonction des contraintes nominales et non en

fonction des contraintes réelles. La contrainte réelle r , qui est donnée par le rapport entre la force

appliquée F et la section réelle à tout instant de l’échantillon, peut se calculer facilement moyennant certaines

hypothèses simplificatrices. Ainsi, si on admet que le volume de l’échantillon reste constant comme c’est le

cas dans la déformation plastique des alliages métalliques, on aura égalité entre le volume initial (S0.l0) et le

volume après déformation (S.l), d’où :

10

0

0

0

l

ll

l

l

S

S

De même, la déformation réelle r s’exprime en considérant infinitésimal de l’éprouvette de l à l+dl.

L’augmentation réelle est donc égale à dl/l et non à dl/l0. La déformation réelle r est donc reliée à la

déformation nominale ε par :

0

ln0 l

l

l l

dll

r

La déformation réelle r est donc reliée à la déformation nominale ε par :

1lnr

La contrainte réelle S

Fr avec

1

0SS , donc : )1.()1.(

0

S

Fr

Remarques :

Le module d’élasticité E, la limite élastique Re, la résistance maximale Rm et la déformation à la

rupture r , sont des caractéristiques mécaniques importantes pour l’emploi des matériaux. Les valeurs de ces

paramètres sont en général déterminées en analysant la courbe contrainte-déformation nominales (courbe

conventionnelle). Idéalement, c’est la courbe contrainte-déformation réelles (courbe rationnelle) qui devrait

être utilisée mais, en pratique, sa détermination est rendue difficile en raison du phénomène de striction.

Néanmoins, les caractéristiques mécaniques les plus importantes (Le module E et la limite élastique Re) sont

pratiquement indépendantes de ce choix.

VI. Déroulement de l’essai :

Pour le bon déroulement de l’essai de traction, l’étudiant est appelé de suivre les instructions

suivantes :



Mettez la machine et le PC d’acquisition sous tension,

Fixer bien l’éprouvette sur les deux mors de la machine de traction.

Utiliser le logiciel d’acquisition des données relatives à l’essai :

- Saisir les paramètres de l’éprouvette (type : ronde, Base de mesure l0=50mm). Ainsi la section S0 sera

calculée puis saisie automatiquement.

- Saisir les paramètres identifiants l’essai (Matière (XC48), demandeur, observations, norme,

établissement…)

- Saisir les paramètres relatives au fonctionnement de la machine (vitesse de chargement : MPa/s,

daN/s…). En se basant sur la norme ISO 6892 :1998(F), on peut choisir une vitesse de mise en

charge égale à 6MPa/s.

- Revérifier les données déjà saisies puis lancer l’essai.

- L’interface visionne l’allure de la courbe au fur et à mesure que le mors mobile de la machine se déplace

jusqu’à la rupture de l’éprouvette.

- Enregistrer la courbe dans laquelle figure toutes les données saisies.

- Imprimer la courbe de traction.

Arrêter soigneusement le PC et la machine.



Manipulation 4

ESSAI DE RESILIENCE


Mettre en évidence l’essai de résilience.

Déterminer la valeur de la résilience d’un matériau.

Qualifier le comportement d’un matériau (fragile ou ductile) à partir de sa valeur de résilience.

Etudier la température sur la résilience.

II. Introduction

La connaissance des caractéristiques mécaniques déduites de l'essai de traction peut être insuffisante,

puisque des ruptures peuvent être obtenues en dessous de la limite élastique dans des conditions

particulières qui rendent le matériau fragile. La rupture est la séparation d'un matériau en deux ou

plusieurs parties sous l'action d'une contrainte. Cette séparation se produit à plus ou moins grande vitesse

par propagation de fissures existant dans le matériau.

La rupture est donc fortement influencée par la présence de microfissures, de pores, d'inclusions de

particules fragiles (défauts internes) et par la présence d'entailles (macro fissures) résultant de défauts de

fabrication ou de conception.

Tous les matériaux contiennent un certain nombre de microfissures qui deviennent instables et

conduisent à la rupture lorsque la force appliquée dépasse une valeur critique.

L'étude élémentaire de la mécanique de la rupture montre que la rupture dépend de deux grandeurs

: la contrainte appliquée sigma) et la dimension a des microfissures. Ces deux grandeurs sont

combinées dans le facteur d'intensité des contraintes KI. La rupture se produit lorsque l'on atteint la valeur

critique KIC.

III. Principe de l’essai de résilience

L'essai de résilience (essai au choc) consiste à rompre, par un seul choc, une éprouvette préalablement

entaillée en son milieu et à mesurer l'énergie W (en joules) absorbée par la rupture.

La résilience est définie par la lettre K (Joules/cm²). Cet essai se réalise sur une machine appelée mouton

pendule rotatif. On mesure la résistance au choc du matériau (Normes : EN 10045 :1990 et EN 875).

On a deux types d’éprouvettes :

Une éprouvette en forme barreau usiné de section carrée de 10 mm de coté et dont la longueur est

55 mm. L'entaille de 2 mm de largeur et de 5 mm de profondeur se termine par un fond cylindrique de

1 mm de rayon. La résilience est alors mesurée et précisée selon le symbole Kcu.

Une éprouvette en forme barreau usiné de section carrée de 10 mm de coté et dont la longueur est

55 mm. L’entaille est en V de 2 mm de profondeur et avec un angle de 45° dont les dimensions sont



les mêmes que pour les éprouvettes Charpy U. On précise par le symbole Kcv l'essai de résilience

en V

Tableau 1 : Caractéristiques dimensionnelles des éprouvettes de résilience

Eprouvette à entaille en U Eprouvette à entaille en v

IV. Présentation de la machine de résilience :

C’est une machine constitué essentiellement de :

Un pendule contenant le couteau,

Un volant qui sert à monter ou baisser le pendule,

Un système de transmission par engrenages coniques qui joue le rôle de transmettre le mouvement

de rotation du volant en une rotation du pendule,

Un cadran de lecture graphique de l’énergie,

Un système de maintien de l’éprouvette,

Un levier servant au démarrage de l’essai

Un frein à pied qui sert à stopper la rotation du pendule après l’essai.

Figure 2 : Machine de résilience du laboratoire SDM de ISET Gafsa

V. Principe d’exécution de l’essai :

Placer le couteau à sa hauteur de départ h0, il possède une énergie potentielle W0=mgh0. Cette

énergie correspond à une valeur de 300 Joules.

Disposer l’éprouvette entaillée entre ses deux appuis.

Libérer le couteau qui va briser l’éprouvette.

Pendule couteau



Freiner la rotation du pendule,

Mesurer la remontée h1 du pendule ceci revient à relever la valeur non absorbée W1=mgh1.

Déduire l’énergie absorbée par la rupture : )( 0 hhmgW

VI. Calcul de la résilience :

La résilience est définie comme le rapport entre l’énergie absorbée par la rupture en joules et l’aire

initiale de la section de l’éprouvette au droit de l’entaille en cm2.

)(

)(2

0 cmS

joulesWKCVKCU

Cependant sur le plan international, il a été décidé d’exprimer les résultats des essais de résilience

en énergie (joules), ceci en faisant abstraction de la section au droit de l’entaille.

)( joulesWKVKU

VII. Influence de la température (courbe de transition ductile-fragile):

En mesurant la résilience en fonction de la température, on peut tracer une courbe mettant en

évidence- si elle existe - une zone de transition ductile-fragile (figure 3). Cette transition est rarement

abrupte et on choisit des températures de transition arbitraires dont la plus usuelle est la température de

transition à une valeur d’énergie donnée (en général 35J.cm-2

) que l’on note TK3,5

KCV (J.cm-2

)

T (°)

35

TK3,5

Comportement fragile

Comportement ductile

Figure 3: Influence de la température sur le

comportement du matériau



Pour des températures inférieures à TK3,5, l’acier aura un comportement fragile. Par contre, si la

température est supérieure à TK3,5, le comportement est ductile.

VIII. Domaine d’utilisation :

Les essais exécutés sur des éprouvettes différentes ne sont pas comparables. Les essais sont fidèles

si le fond de l’entaille est exécuté avec soin c'est-à-dire exempt de toute strie provenant de l’usinage.

Cet essai présente un grand intérêt chaque fois que l’on doit tester la tenue à l’effet d’entaille sur

un matériau donné. En particulier il trouve une application dans le cas des pièces qui présentent de

brusques variations de section et qui sont soumises à des chocs.

IX. Travail demandé :

En effectuant l’essai de résilience pour différents matériaux (acier C45 et un alliage de cuivre) à la

température ambiante, on vous demande de :

calculer la résilience de ces matériaux,

refaire le même travail mais à une température de 350°C,

Comparer les résultats et conclure.

HIDOURI A Trempe des aciers

Travaux Pratiques de Sciences des Matériaux Page 20

Manipulation 5

TREMPE DES ACIERS

Objectifs :

Maîtriser les étapes de trempe d’un acier en conditions anisothermes (refroidissement continu).

Se familiariser avec les diagrammes TRC des aciers.

Mettre en évidence les différences entre la trempe dans l’eau et celle dans l’huile de points de

vue structure et de point de vue caractéristiques mécaniques.

Choisir le mode de refroidissement adéquat (air, eau, huile) selon l’utilisation et le

fonctionnement de la pièce.

Principe :

Chauffer un acier jusqu’à un état austénitique pendant un certain temps (temps de maintien)

puis le refroidir brusquement dans un fluide de refroidissement adéquat (air, eau, huile).

Documents utiles :

Diagramme TRC de l’acier C48,

Diagrammes des modes de refroidissement air, eau et huile (transparents),

Tableau de conversions de dureté HV, HB, HRC- Résistances à la traction Rm moyennes.

Matériels utiles :

Différents types d’éprouvettes en acier C48 : éprouvettes de traction et éprouvettes de dureté.

Deux polisseuses à plateaux pour le polissage des éprouvettes avant et après trempe pour

l’observation au microscope,

Un microscope optique lié à un ordinateur pour l’observation des surfaces polies des éprouvettes.

Un duromètre pour la mesure de la dureté des éprouvettes,

Une machine de traction pour voir les différences des comportements des matériaux avant et

après la trempe

1. Introduction :

La trempe est un traitement thermique ayant pour but d’améliorer les caractéristiques

mécaniques des matériaux. Ce traitement comprend les étapes suivantes :

- Une austénitisation complète ou partielle de l’acier à une température dite de trempe (température

d’austénitisation Ta), (selon le type de l’acier ; acier hypoeutectoïde ou acier hypereutectoïde) ; en effet

si l’acier est hypoeutectoîde la température de chauffage sera comprise entre Ac3 et Ac3+50°C et si

l’acier est hypereutectoîode la température de chauffage sera comprise entre Ac1 et Ac1+50°C.

- Un maintien isotherme à cette température pendant un temps dit temps de trempe ta,

- Un refroidissement à vitesse rapide.



2. Description et Consignes pour l’utilisation du four : dans notre on dispose de deux four

de même nature et de même programmateur

Ce sont des fours électriques de marque CONTROLAB de type de type L4/10 à atmosphère

contrôlée dont les dimensions intérieures et les caractéristiques suivantes :

Largeur : 380 mm,

Hauteur : 200 mm,

Longueur : 580 mm,

Température maximale : 1100°C,

Puissance en chauffage : 18.6 KW

Chaque four est muni d’un programmateur de type B170 pour bien programmer la température

et temps de chauffage.

Pour chauffer une pièce, on doit suivre soigneusement les étapes suivantes :

Charger les pièces dans le four en les plaçant de façon à ce que le gaz protecteur puisse passer

sous ses pièces,

Verrouiller la porte,

Fig.2 Four pour

traitement thermique

Fig.1 : Cycle de trempe

Temps

Température

Ta

ta

Chauffage

Maintien

Refroidissement

rapide



Appuyer sur le bouton matche arrêt,

Pour entrer la température de chauffage désirée, appuyer sur le bouton T1 (prés de la courbe du

cycle de chauffage ) du programmateur puis faire entrer cette température à l’aide du clavier

numérique de ce dernier ensuite appuyer sur le bouton enter du même clavier,

Pour entrer le temps de chauffage, appuyer sue le bouton time1 (prés de la courbe du cycle de

chauffage) du programmateur puis faire entrer le temps désiré en minutes et heures et ensuite

appuyer sur le bouton enter à l’aide du même clavier,

Pour entrer le temps de maintien en minutes et heures, appuyer sue le bouton time2 (prés de la

courbe du cycle de chauffage) du programmateur puis entrer la valeur du temps à l(aide du

même clavier ensuite appuyer enter.

Pour faire le temps après lequel va débuter le chauffage, appuyer sue le bouton time start (prés

de la courbe du cycle de chauffage) puis faire entrer ta valeur en minute à l’aide du même

clavier ensuite appuyer sur enter.

Enfin appuyer sur le bouton start.

Pendant le temps de chauffage vérifier de temps en temps les valeurs indiquées par le

programmateur (T1, time1, time2,).

Le temps étant terminé, placer l’interrupteur sur 0,

Au moment de sortir les pièces, faire attention à les toucher avec les mains ou à les laisser

tomber sur vos collègues.

Nettoyer très souvent la chambre de chauffe avec un aspirateur pour retirer les oxydes

métalliques.


Chaque groupe va prendre des éprouvettes de dureté en C48 (3 pour chaque groupe) de diamètre 20

mm et de longueur 30 mm.et des éprouvettes cylindriques de traction.

1- Pour chaque éprouvette de dureté , bien polir une des deux faces de l’éprouvette, (l’autre ne

sera pas bien polie) puis l’attaquer par une solution alcoolique nitrique puis observer au

microscope. Imprimer la figure obtenue. (éprouvette 1 et 2 avant trempe).

2- Déterminer la dureté de la structure d’équilibre de l’acier C48 (faire la conversion en HRC)

avant la trempe.

3- Pour chaque groupe, placer ces trois éprouvettes dans le four. Ne pas oublier de laisser de

l’espace entre ces éprouvettes.

4- Commencer à chauffer ces éprouvettes tout en respectant les consignes ci-dessus décrites pour

le four.



5- Une fois le chauffage est fini, chaque groupe prendra une éprouvette pour la tremper dans

l’eau, la 2ème

dans l’huile, la dernière dans l’air calme. Attendre jusqu’au refroidissement

complet.

6- Notez ce vous remarquez dés la sortie des pièces du four jusqu’à leur refroidissement dans les

deux bains (d’eau et d’huile).

7- Passez ensuite au polissage de ces éprouvettes, leur attaque par la solution alcoolique et par la

solution d’alumine, leur examen à la loupe et microscope. Que remarquez-vous ?

8- Procéder ensuite à la mesure de la dureté de chaque éprouvette. Que constatez-vous ?

9- Dégager les caractéristiques mécaniques de l’acier C48 traité, Comparer et conclure.

10- Pour les éprouvettes de traction, réaliser les travaux suivants:

Faire l’essai de traction sur une,

Chauffer les deux autres jusqu’au domaine austénitique, puis faire un maintien de 20

mn,

Tremper l’une dans l’eau et l’autre dans l’huile,

Faire les essais de traction sur ces deux dernières éprouvettes,

Comparer les résultats,

11- Compte rendu.

12- Nettoyer et ranger le matériel.

HIDOURI A Étude de la trempabilité des aciers (essai Jominy)


Manipulation 6

ETUDE DE LA TREMPABILITE DES ACIERS

(ESSAI JOMONY)

Objectifs :

Maîtriser une méthode pratique de détermination de la trempabilité des aciers à savoir l’essai

Jominy.

Confirmer les résultats obtenus par une méthode utilisant les diagrammes TRC des aciers.

Matériels utiles :

Une éprouvette appelée éprouvette Jominy,

Deux polisseuses à plateaux et des papiers abrasifs,

Un duromètre,

Un appareil Jominy de marque CONTROLAB et de type TT0078.1.

Documents utiles :

Diagrammes TRC de l’acier C45, 30NiCr11 et 60NiCrMo 11.

Tableaux des valeurs (H=f(d)) des aciers 30NiCr11 et 60NiCrMo11.

1. Introduction :

La trempabilité est définie par l’aptitude que peut avoir un acier au durcissement le plus

profondément possible par trempe. Ce phénomène est favorisé dans les aciers où le domaine de

stabilité de l’austénite en surfusion est grand. Autrement dit pour les aciers à faible vitesse critique de

trempe. Cette caractéristique est très importante pour les aciers destinés aux traitements thermiques. La

microstructure et la dureté en sont les plus sensibles pour la détermination de cette caractéristique.

2. Principe de l’essai JOMINY : selon la norme NF EN ISO 642

Pour déterminer la trempabilité d’un acier, on utilise une technique commode qui est l’essai

Jominy. Cette méthode consiste à :

Austénitiser dans des conditions convenables une «éprouvette Jominy» normalisée de 25 mm de

diamètre et 100 mm de longueur.

Tremper la base inférieure de cette éprouvette, tenue à l’aide d’un support approprié, par un jet

d’eau courante de température comprise entre 15 et 25°C jusqu’à son refroidissement total par

conduction.

Mesurer la variation de la dureté sur un méplat de la génératrice de l’éprouvette à partir de son

extrémité trempée selon les distances suivantes : 1.5, 3, 5, 7, 9, 10, 13, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50,

70…prises à partir de son extrémité trempée par le jet. Ces distances seront désignées J1.5, J3, J5, J7,..



Tracer la courbe de la dureté H (HB, HRC, HV) en fonction de la distance d(mm) entre la base

refroidie et le point de relèvement de la mesure de dureté. Cette courbe dite courbe Jominy, permet

de déterminer la trempabilité de l’acier.

On lit en effet la dureté en chaque point de l’éprouvette qui correspond à la vitesse de

refroidissement qu’il a subit. Chaque coulée d’une nuance d’acier normalisé compte sa courbe Jominy

propre. Elle doit être comprise entre deux courbe limites normalisée relatives à la nuance qui tolèrent

une dispèrsion due d’une part à la composition chiumique du prélèvement et d’autres part à la coulée

(Fig.3).

La trempabilité d’un acier est considérée :

Bonne si la courbe Jominy ne subit pas que de très peu de variation tout en gardant une dureté

élevée (Fig.3a). Ce cas est très rencontré dans les aciers faiblements alliés au nickel et

notamment les aciers autotrompants.

Fig 4 : Courbe Jominy d’aciers.

(a) : acier à bonne trempabilité, (b) : acier à moyenne trempabilité,

(c) : acier à mauvaise trempabilité.

(a)

(b

)

(c)

Dureté

Distance à l’extrémité refroidie

(mm)

Fig 1 : Éprouvette Jominy.

Figure 2 : Dispositif Jominy.

Hauteur du jet

d'eau libre

Support de fixation

de l'éprouvette

Figure 3 : Eprouvette Jominy



Mauvaises si la nuance durcit uniquemnt en surface et subit une chute rapaide de dureté à partir

des couches sous jacentes (Fig. 3b). dans ce cas, qui couvre les aciers pour traitements

thermiques non alliés, la trempabilité est mal défini.

Moyenne lorsque la courbe Jominy présente une variation de la dureté (Fig.3c).

3. Description et Consignes pour l’utilisation de l’appareillage pour essai de

trempabilité JOMINY :

Notre appareillage contient :

Un four de chauffage des éprouvettes Jominy (600 W, Tmax=1100°C) équipé d’un régulateur

de température : il permet de chauffer l’extrémité d’une éprouvette. La température dans ce

four est géré par un thermocouple et s’affiche sur l’écran du contrôleur digital de température.

Grâce à un bouchon isolant, les pertes de chaleur sont réduites après introduction de l’éprouvette.

Une fontaine : elle comporte une buse qui éjecte de l’eau vers l’extrémité de l’éprouvette. Le

niveau d’eau permet de tremper uniquement l’extrémité de l’éprouvette. L’eau éjectée est

ensuite évacuée via un conduit vers la sortie d’évacuation.

Un réservoir à eau équipé lui aussi d’un régulateur de température et d’une pompe : il stocke

l’eau extérieure et envoie cette eau grâce à une pompe vers la buse. Il est équipé d’un trop plein

relié à la sortie d’évacuation.

Il est aussi équipé d’une résistance, d’une sonde de température et de l’afficheur correspondant.

Cette résistance s’enclenche des que la température de l’eau est inférieure à 15 °C.

Le débit d’eau à la sortie de la pompe (et donc la hauteur du jet d’eau à la sortie de la buse)

peut être ajustée grâce à une vanne située à côté de la pompe.

La température du four apparaît sur l’écran du régulateur de température du four en °C (voir Fig.5).

Régulateur température

du four Régulateur température

D’eau de la fontaine

Four

Interrupteurs : Four pompe

Fontaine

Fig.5 Façade avant de l’appareil Jominy



Pour faire apparaître la température programmée, appuyer sur la touche 5,

Pour modifier le chiffre des unités de la température programmée, appuyer sur 4. Le chiffre

clignote, puis appuyer à nouveau sur la même touche pour augmenter la valeur.

Pour diminuer, appuyer sur 1.

Pour modifier le chiffre des dizaines de la température programmée, appuyer sur la touche 2. Le

chiffre clignote, puis appuyer à nouveau sur la même touche pour augmenter la valeur. Pour la

diminuer, appuyer sur la touche 1.

Pour modifier le chiffre des centaines et des milliers de la température programmée, appuyer sur 2,

le chiffre clignote, appuyer de nouveau sur la même touche pour augmenter la valeur. Pour la

diminuer, appuyer sur la touche 1.

Finalement confirmer la valeur programmée en appuyant sur la touche 8 (entrée).

La température de l’eau de la fontaine apparaît sur l’écran du régulateur d’eau de la fontaine

(fig.6). Cette température est programmée dans notre laboratoire à 25 °C.

Remarque : si la température de l’eau est supérieure à 25 °C, la résistance du réservoir ne se

déclenche pas.

Pour modifier la température de l’eau de fontaine, procéder comme suit :

Appuyer sur la touche 4, la valeur de la température programmée clignote, appuyer les touches 2

ou 3 pour diminuer ou augmenter cette valeur. Pour valider appuyer de nouveau sur la touche 4.

Température du four en cours

Température du four programmée

Touches de sélection

Fig.6 Régulateur température du four

1 2 3 4

5 6 7 8



Température de l’eau en cours

Température de l’eau programmée

Touches de sélection

1 2 3 4

Fig.7 Régulateur température eau de fontaine

On doit suivre scrupuleusement les instructions suivantes :

Charger l’éprouvette Jominy,

Verrouiller la porte,

Mettre sous tension le four et le contrôleur de température en appuyant sur l’interrupteur du

four, son voyant sera allumé,

Régler la température de consigne travail sur le régulateur de température RT1 relatif à la

température du four,

Mettre l’interrupteur pompe en position marche et régler la température de consigne réservoir

sur le régulateur RT2 relatif à la température d’eau de la fontaine.

Le temps étant terminé, fermer le bouton d’arrêt du four et retirer l’éprouvette,

Placer l’éprouvette dans son endroit sur le dispositif de l’essai Jominy,

Pour refroidir l’éprouvette, appuyer sur le bouton de marche de la pompe produisant ainsi un

jet vertical d’eau sur la face inférieure de l’éprouvette de telle sorte qu’on obtienne la forme

d’un parapluie d’eau.

L’éprouvette étant bien refroidie, retirer la puis passer au polissage et enfin aux essais de

dureté.


1- Effectuer l’essai Jominy de l’acier C45.

2- Tracer, dans une même figure, les courbes Jominy des aciers C45, 30NiCr11 et

60NiCrMo11.

3- Interpréter les résultats.

4- Trouver les résultats précédents en exploitant les diagrammes TRC des aciers en question.

5- Conclure.

Les tableaux relatifs aux aciers faiblement alliés : 30NiCr11 et 60NiCrMo11 sont en anexes.

HIDOURI A. Revenu des aciers


Manipulation 7

REVENU DES ACIERS

Objectifs :

Maîtriser les étapes de revenu d’un acier en conditions anisothermes (refroidissement continu).

Mettre en évidence les différences entre la trempe et le revenu de points de vue structure et de

point de vue caractéristiques mécaniques.

Choisir le mode de chauffage adéquat (température selon type de revenu) selon l’utilisation et le

fonctionnement de la pièce.

Principe :

L’acier trempé est souvent plus dur qu’il n’est nécessaire, et généralement trop fragile pour

pouvoir être utilisé. Aussi la trempe est-elle habituellement suivie d’un revenu qui consiste en un

chauffage au dessus de Ac1 avec un maintien de durée suffisante, suivie d’un refroidissement

relativement rapide par immersion dans l’huile.

Documents utiles :

Tableau de conversions de dureté HV, HB, HRC- Résistances à la traction Rm moyennes.

Matériels utiles :

Éprouvettes en acier C48,

Deux polisseuses à plateaux pour le polissage des éprouvettes avant et après revenu pour

l’observation au microscope,

Un microscope optique lié à un ordinateur pour l’observation des surfaces polies des éprouvettes

avant et après revenu pour pouvoir faire la différence entre les structures avant et après revenu.

Un duromètre pour la mesure de la dureté des éprouvettes aussi avant et après revenu,

Une machine de traction pour tracer les courbes de traction qu’on va faire sur les éprouvettes

convenables.

1. Introduction :

Le revenu est un traitement thermique effectué sur des métaux afin de leurs donner leurs

caractéristiques mécaniques et parfois de résistance à la corrosion d’usage. Ce traitement est effectué

après la trempe.

Pour les pièces en acier, le revenu est réchauffement de la pièce qui permet d’adoucir les effets

de la trempe. Il permet d’éliminer des composés fragilisant les pièces (carbures) aux joints de grains

sans altérer trop les effets fondamentaux de la trempe (perte de 1 ou 2 degrés de dureté). Il permet

aussi à certaines contraintes trop importantes de se libérer (en favorisant les migrations atomiques par

élévation de la température). Ces contraintes et ces carbures pourraient devenir autant d’amorces de

rupture fragile.



AC1

Trempe

Revenu

T(°C)

Figure 1 : Cycle complet (trempe, revenu)

Ta

ta

TR

tR

Temps

Le revenu s’effectue à une température inférieure à celle de la trempe ou du recuit. Son cycle est le

suivant :

Pour les pièces en alliage d’aluminium, le traitement de revenu durcit la pièce par précipitation de

composés intermétalliques dans la matrice aluminium.

Selon le résultat attendu, on distingue plusieurs types de revenus :

Revenu de relaxation ou de détente,

Revenu de structure ou classique,

Revenu de durcissement….

Pour plus de détails voir cours de traitements thermiques.

2. Description et Consignes pour l’utilisation du four :

Dans cette manipulation on dispose aussi des mêmes fours déjà décrits dans la manipulation de la

trempe.

On va chauffer les éprouvettes choisies, au début jusqu'au domaine austénitique (vers 870 C), les

tremper dans l’eau ou dans l’huile, puis les réchauffer jusqu'à une autre température selon le type de

revenu choisi dans le laboratoire et enfin les refroidir.


1- Chaque groupe va prendre les mêmes éprouvettes de dureté C48 (3 pour chaque groupe) de

diamètre 20 mm et de longueur 30 mm et trois éprouvettes de traction déjà trempées.

2- Pour chaque éprouvette de dureté, bien polir une de ses deux faces de l’éprouvette, (l’autre ne

sera pas bien polie) puis l’attaquer par une solution alcoolique nitrique puis observer au

microscope. Imprimer la figure obtenue. (éprouvette 1 et 2 avant revenu c'est-à-dire après

trempe).

3- Déterminer la dureté de la structure d’équilibre de l’acier C48 (faire la conversion en HRC)

avant le revenu.



4- Pour chaque groupe, placer ces trois éprouvettes dans le four. Ne pas oublier de laisser de

l’espace entre ces éprouvettes.

5- Pour les éprouvettes de traction : déterminer les caractéristiques mécaniques de la 1ere

à l’aide

de la machine de traction, puis chauffer les autres, tremper une dans l’eau et l’autre dans l’huile

ensuite les réchauffer de nouveau, selon le type de revenu désiré et les refroidir.

6- Suivre le type de revenu demandé par votre enseignant (revenu de structure, de relaxation, de

durcissement…). et faire le cycle correspondant tout en précisant les points remarquables.

7- Commencer à chauffer ces éprouvettes tout en respectant les consignes ci-dessus décrites pour

le four.

8- Une fois le chauffage est fini, chaque groupe prendra ses éprouvettes pour les refroidir

lentement dans l’huile. Attendre jusqu’au refroidissement complet.

9- Notez ce que vous remarquez dés la sortie des pièces du four jusqu’à leur refroidissement.

10- Passez ensuite au polissage de ces éprouvettes, leur attaque par la solution alcoolique et par la

solution d’alumine, leur examen à la loupe et au microscope. Que remarquez-vous ?

11- Procéder ensuite à la mesure de la dureté de chaque éprouvette. Que constatez-vous ?

12- Dégager les caractéristiques mécaniques de l’acier C48 après revenu, Comparer et conclure

(quant à l’effet du revenu sur les pièces).

13- Pour les éprouvettes de traction, déterminer les caractéristiques mécaniques de chaque type

d’acier après chaque type de revenu. Comparer les résultats et conclure.

14- Nettoyer et ranger tout le matériel.

15- Compte rendu.

HIDOURI A

Annexes


DIAGRAMME TRC DE

Temps en secondes 1min 2min 15min 30 1h 2h 4h 8h 24h

Tem

pér

ature

en °

C

93 HRB

23 HRC

32 HRC

45 HRC

39 HRC

55 HRC

1 2 5 10 20 50 100 200 500 103

104 2.10

4 10

5

A+M

A A+F

A+F+C

A+F+C

0

100

200

300

Ms

400

600

700

800

900

Ac3

Ac1

Dure

té

Austénitisé à 850 °C 30min Grosseur du grain : 12

%C %Mn %Si %S %P %Ni %Cr %Mo %Cu %V %W

0.32 0.30 0.20 0.008 0.017 2.95 0.69 0.10 0.31 0.03 0.06

30 NiCr 11

HIDOURI A

Annexes


HIDOURI A

Annexes


DIAGRAMME TRC DE

Temps en secondes 1min 2min 15min30 1h 2h 4h 8h 24h

Tem

pér

ature

en °

C

22

61.5

1 2 5 10 20 50 100 200 500 103 10

4 2.10

4 10

5

A+M

A

A+F+C

A+F+C

0

100

200

300 Ms

400

500

600

700

800

900

Ac1

Dure

té H

RC

Austénitisé à 100 °C 30min Grosseur du grain : 6-7

%C %Mn %Si %S %P %Ni %Mo %Cu %V

0.41 0.45 0.66 0.001 0.011 2.95 1.07 0.09 0.35

X38 CrMoV 5

19

29

Ac3

HIDOURI A. Références bibliographiques

Travaux Pratiques de Matériaux et Endommagement MI2 Page 38

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Métallurgie ; Tome 1 : Alliages métalliques : C Chaussin, G. Hilly.

Précis de construction mécanique : R. Dietrich, G. Facy, E. Hugonnaud,

M. Pompidou et J.P. Trotignon

Précis de métallurgie : élaboration, structures, propriétés et normalisation : J.

BARRALIS, G. MAEDER, 6ème édition. AFNOR, NATHAN

Traité des matériaux : Wilfried Kurz, Jean P. Mercier et Gérald

Zambelli. 2ème

édition. Presses polytechniques et universitaires romandes

Matériaux tome1 : propriétés et applications. M.F Ashby et D.R.H. Jones.

DUNOD.

Manuel d’utilisation de l’appareil Jominy Controlab, TT0078.1.

Manuel d’utilisation du Duromètre ernst NR 3.

Manuel d’utilisation du four de traitement thermique Controlab L4/10.

Manuel d’utilisation du programmateur B 170 du four Controlab.

Guide d’installation et d’utilisation du ‘’LogAx Pro’’ (application d’acquisition

d’images).

www.Wikipédia.org

http://www.wikipédia./

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