Morceau de métal Joints de grain Surface non préparée Grains Atomes Grains Joints de grain Morceau de métal Surface préparée CAP FUSION CAP FUSION s.a.r.l

Structure cristalline CAP FUSION

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

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

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

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

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

L ’allotropie Il 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

L ’allotropie Liquide    L ’allotropie du fer est de grande importance industrielle: la transformation   qui permet l ’affinage du grain et la trempe des aciers. Volume spécifique 906 1401 1537 Température, ° C. CAP FUSION CAP FUSION s.a.r.l

Passage alpha versus gamma période de chauffage CAP FUSION

Passage gamma versus delta période de chauffage CAP FUSION

Passage delta versus liquide période de chauffage CAP FUSION

Structure de fer en fonction de la température Fer  alpha Fer  gamma Fer  delta Ferrite Austénite CC CFC CC CAP FUSION

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

CAP FUSION CAP FUSION s.a.r.l

Identifiez les différentes lignes C Ligne Acm Ligne A3 906 721 Ligne A1 Ligne eutectoïde 0,8% en carbone % C en masse CAP FUSION

C 906 906 721 721 % C en masse % C en masse Ferrite (fer 0,026%) Aciers hypoeutectoïdes 0,026 à 0,79% en C (Ferrite + perlite) Austénite (0% à 2,05%) Aciers eutectoïdes 0,8% en C (perlite seulement) Fer delta (0% à 1%) C Aciers hypereutectoïdes 0,81 à 1,7% en C (perlite+ cémentite) Liquidus  + Liquidus  +   + Liquidus Zone de transformation  + cémentite 906 906 721 721 % C en masse % C en masse CAP FUSION

Aciers hypoeutectoïdes Le produit final est un acier formé de perlite ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles enveloppées dans une phase ferritique (). ( + Fe3C) () CAP FUSION

Aciers hypoeutectoïdes Le produit final est un acier formé de perlite ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles enveloppées dans une phase ferritique (). ( + Fe3C) ()   Zone de transformation présence simultanée de fer alpha et de fer gamma  seulement Austénite CAP FUSION

Aciers eutectoïdes Austénite  seulement Austénite Le produit final est un acier formé de perlite seulement ( + Fe3C), caractérisé par une structure en lamelles. ( + Fe3C) CAP FUSION

Aciers hypereutectoïdes 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)  Fe3C Zone de transformation présence simultanée de fer gamma et de cémentite.  seulement Austénite CAP FUSION

A)  seulement D)  seulement E) B)  +   + Fe3C C)  F) Fe3C (perlite)  + Fe3C (perlite) G) Composition eutectoïde 0,8% de carbone  + Fe3C (perlite) seulement CAP FUSION