Surface non préparée Atomes Grains Joints de grain Morceau de métal Surface préparée CAP...
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Surface non préparée
Atomes
Grains
Joints de grainMorceau de métal
Surface préparée
CAP FUSION
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Structure cristalline
CAP FUSION
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Structure cristalline
• Les atomes de chaque grain de fer forment un réseau très régulier, ayant une structure cubique. Selon la température, le fer pur existe sous deux formes:
• le fer (alpha), qui a une structure cubique centrée;
• le fer (gamma), qui a une structure cubique à face centrée.
CAP FUSION
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Structure cubique centré• Lorsque la température est
inférieure à 910°C (1670 °F), la structure du fer prend la forme d'un cube ayant un atome à chaque coin et un dernier au centre. C'est la raison pour laquelle on appelle cette structure cubique centrée ou CC .
9 atomes de fer (Fe)
CAP FUSION
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• Une des caractéristiques du fer est son magnétisme, mais il tend à le perdre lorsqu'il est chauffé. Ainsi, entre 723 et 910°C, le fer conserve sa structure alpha mais perd graduellement son magnétisme.
CAP FUSION
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Structure cubique à face centrée• Lorsque la température du fer
se situe entre 910 et 1390°C (1670 et 2534°F), sa structure se transforme pour prendre la forme d'un cube ayant un atome à chaque coin (8) en plus d'un autre atome au centre de chacune des faces (6). Cette structure est appelée cubique à face centrée ou CFC.
14 atomes de fer (Fe)
CAP FUSION
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Structure cubique à face centrée• Enfin, entre 1390 et son
point de fusion, 1535 °C (1670 et 2795 °F), le fer prend une autre forme qu'on appelle delta () et qui possède également une structure cubique centrée.
9 atomes de fer (Fe)
CAP FUSION
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L ’allotropieIl faut noter que le fer se présente sous trois formes cristallines: , et ; le cobalt sous les forme et .
Un métal ne se cristallise pas nécessairement dans une seul système . Suivant les conditions de température, de pression, de composition, etc, il peut adopter diverses structures cristallines: c ’est l ’allotropie.
CAP FUSION
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L ’allotropie
L ’allotropie du fer est de grande importance industrielle: la transformation qui permet l ’affinage du grain et la trempe des aciers.
Liquide
Vol
ume
spéc
ifiq
ue
Température, ° C.906 1401 1537CAP FUSION
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Passage alpha versus gammapériode de chauffage
CAP FUSION
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Passage gamma versus delta période de chauffage
CAP FUSION
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Passage delta versus liquide période de chauffage
CAP FUSION
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Structure de fer en fonction de la température
CC CFC CC
Fer alpha Fer gamma Fer delta
Ferrite Austénite
CAP FUSION
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Le diagramme d'équilibre
Il faut maintenant définir les différentes zones du diagramme.
Ceci n ’est qu’un exercice graphique.Imprimez pour chaque étudiant (es) les deux pages suivantes.Les étudiants (es) doivent délimitées les lignes de base et coloriées ou hachurées les différentes zones du diagramme.Voici les différentes zones et leurs significations.
CAP FUSION
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 0,03 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2
CAP FUSION
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C
% C en masse00
Ligne A1
Ligne Acm
Ligne A3
721
906
Ligne eutectoïde 0,8% en carbone
Identifiez les différentes lignes
CAP FUSION
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C
% C en masse00
721
906
% C en masse00
721
906
Ferrite (fer 0,026%)
Austénite (0% à 2,05%)
Fer delta (0% à 1%)
Aciers hypoeutectoïdes 0,026 à 0,79% en C(Ferrite + perlite)
Aciers eutectoïdes 0,8% en C (perlite seulement)
Aciers hypereutectoïdes 0,81 à 1,7% en C(perlite+ cémentite)
Zone de transformation
+ cémentite
+
+ Liquidus
+ Liquidus
Liquidus
CAP FUSION
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Aciers hypoeutectoïdesLe produit final est un acier formé de perlite ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles enveloppées dans une phase ferritique ().
( + Fe3C)
()CAP FUSION
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Aciers hypoeutectoïdes
seulement
Austénite
Zone de transformation présence simultanée de fer alpha et de fer gamma
Le produit final est un acier formé de perlite ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles enveloppées dans une phase ferritique ().
( + Fe3C)
()CAP FUSION
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Aciers eutectoïdes
seulement
AusténiteLe produit final est un acier formé de perlite seulement ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles.
( + Fe3C)
CAP FUSION
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Aciers hypereutectoïdes
seulement
Austénite
Fe3CZone de transformation présence simultanée de fer gamma et de cémentite.
Le produit final est un acier formé de perlite ( + Fe3C) et de cémentite (Fe3C) caractérisé par une structure en lamelles enveloppées dans de la cémentite
( + Fe3C)
CAP FUSION
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seulement seulementA)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
+ Fe3C
+ Fe3C(perlite)
Fe3C
+
+ Fe3C(perlite)
+ Fe3C(perlite) seulement
Compositioneutectoïde
0,8% de carboneCAP FUSION