DIAGRAMME DE SCHAEFFLER

Présentation au sujet: "DIAGRAMME DE SCHAEFFLER"— Transcription de la présentation:

1 DIAGRAMME DE SCHAEFFLER
Présenté par : Ch ROCHE Lycée polyvalent 12300 DECAZEVILLE E- mail : D’après une documentation UGINOX

2 Sommaire Généralités 3 Présentation du diagramme 4
Le système d’axes, la zone graphique Caractéristiques métallurgiques 6 La martensite, l’austénite, la ferrite, l’austéno-ferrite, les zones à risques Structure de la zone fondue 11 La dilution, les éléments d’addition, la construction graphique, l’analyse du point figuratif

3 Généralités Le diagramme de Schaeffler permet :
de choisir un métal d’apport adapté, garant de bonnes qualités métallurgiques, d’apprécier la structure de la zone fondue, d’appréhender les différents risques métallurgiques lors d’un assemblage soudé. Sommaire

4 Présentation du diagramme (1)
Le système d’axes : L’axe des ordonnées représente l’équivalent Nickel (Eqni) : influence des éléments gammagènes L’axe des abcisses représente l’équivalent Chrome (Eqcr) : influence des éléments alphagènes

5 Présentation du diagramme (2)
La zone graphique : Les différentes structures sont : Austénite % Ferrite Austéno- ferritique Martensite Ferrite Sommaire

6 Caractéristiques métallurgiques (1)
Les différentes structures rencontrées dans le soudage des aciers inoxydables sont : la martensite (M) 7 l’austénite (A) 8 la ferrite (F) 9 l’austéno-ferrite (A+F) 10 Les zones à risques métallurgiques 11 Sommaire

7 Caractéristiques métallurgiques (2)
La sructure martensitique (M) : sensible à la fissuration en dessous de 400°C (influence : carbone+hydrogène+contraintes) d’où : préchauffage nécessaire ( °C) produits d’apport à faible teneur en hydrogène postchauffage à 300°C tth postopératoire recommandé (~750 °C) résistance à la rupture et dureté élevées bonne ténacité ductilité faible, sauf pour les nuances à bas carbone Retour (1)

8 Caractéristiques Métallurgiques (3)
La structure austénitique (A) : sensible à la fissuration à chaud se manifestant à des températures > 1250°C bonne résistance à la corrosion intergranulaire pour les nuances stabilisées ou à bas carbone très bonnes ténacité et ductilité Retour (1)

9 Caractéristiques métallurgiques (4)
La structure ferritique (F) : sensible à la fragilisation par grossissement de grain au dessus de 1150°C (préchauffage interdit) ductilité et ténacité correctes insensible à la corrosion intergranulaire Retour (1)

10 Caractéristiques métallurgiques (5)
La structure austéno-ferritique (A+F) : insensible à la fissuration à chaud bonne résistance à la corrosion intergranulaire pour les nuances stabilisées ou à bas carbone fragilisation par décomposition de la ferrite en phase « sigma » entre 550 et 900°C pour un dépôt dont l’EqCr > 25% ténacité et ductilité excellentes Retour (1)

11 Zones à risques métallurgiques (6)
zone (1), risques de fissuration à chaud, structure austènitique 1 4 zone (4), risques de fragilisation en phase sigma, structure A+F, Eqcr>25 3 2 zone (3), risques de fissuration à froid, structure martensitique zone (2), risques de grossissement de grain, structure ferritique Retour (1)

12 Structure de la zone fondue (1)
La structure de la zone fondue à l’état brut de soudage dépend de plusieurs facteurs : La dilution 12 Les taux de dilution 13 Les éléments d’addition 14 Sur le diagramme de Schaeffler, cette structure est définie par : La construction graphique 16 L’analyse du point figuratif 18 Sommaire

13 Structure de la zone fondue: la dilution (2)
Le taux de dilution permet de connaître la composition chimique de la zone fondue : d % = x 100 volume du métal de base fondu volume de la zone fondue SMA : Surface fondue du métal d’apport en rapport de surface, cela donne : Métal A Métal B d% = x 100 SA + SB SA + SB + SMA SA : Surface fondue du métal de base A SB : Surface fondue du métal de base B Retour (1)

14 Structure de la zone fondue: les taux de dilution (3)
Le taux de dilution varie suivant : le procédé : Soudo-brasage : Soudage TIG : Soudage à l’électrode enrobée : Soudage MIG / MAG : Soudage sous flux solide : Soudage sans métal d’apport : > d% = 0 > d% = 15 à 30 > d% = 25 à 45 > 60 > d% = 20 à 40 ----> d% = 100 les paramètres : intensité, tension, vitesse de soudage... exemple : en polarité directe (- à l’électrode) la dilution est plus importante qu’en polarité inverse (+ à l’électrode) Retour (1)

15 Structure de la zone fondue: les éléments «gammagènes » (4)
Ils favorisent, à des degrés divers, la formation d’une structure austénitique, tel que : Carbone Cuivre Nickel Manganèse Azote représentés sur le diagramme de schaeffler par : Nickel équivalent: Eqni = Ni + 30(C + N2) + 0.5xMn . Nota : les symboles représentent le % de l’élément d’addition correspondant Retour (1)

16 Structure de la zone fondue: les éléments «alphagènes » (5)
Ils stabilisent la structure ferritique, tel que : Silicium Molybdène Chrome Titane Niobium Aluminium représentés sur le diagramme de schaeffler par : Chrome équivalent: Eqcr = Cr + Mo + 1.5xSi + 0.5xNb . Nota : les symboles représentent le % de l’élément d’addition correspondant Retour (1)

17 Structure de la zone fondue: Construction graphique (6)
1 - Positionner les points A,B,E suivant leur Eqcr et Eqni, 2 - Sur le segment AB, placer le point C à partir de B , 3 - Sur le segment CE, placer le point JS à partir de E , le point JS représente le point figuratif du joint soudé LAB Points figuratifs : X B A : métal de base A B : métal de base B E : métal d’apport Y Distances : C LCE JS E X = [dMA/(dMA+dMB)]* LAB Y = d * LCE /100 A Légende : d : taux de dilution, d = dMA + dMB dMA : dilution du métal A dMB : dilution du métal B Retour (1)

18 Structure de la zone fondue: Analyse du point figuratif (7)
Afin d’éviter les risques métallurgiques, la structure du joint soudé doit être : - dans une zone austénite + 5 à 10% de ferrite avec un Eqcr < 25 - dans la zone idéale, si les zones à risques sont représentées, Si tel n’est pas le cas il faut tenir compte des risques métallurgiques et mettre en place une procédure de soudage adaptée. Martensite Austénite Ferrite zone A+5 à 10%F zone idéale pour la structure du joint soudé, sans risques métallurgiques Retour (1) Fin