Etude du revenue des aciers à ressort 56SC7, 55C3, 50CV4 et de l'acier inoxydable martensitique à durcissement structural Z3CNDA13-08

Abstract

Dans cette étude nous avons abordé plusieurs aspects du revenu des aciers, principalement par la technique calorimétrique. Deux types d’aciers sont étudiés, d’une part les aciers à ressort et d’autre part un acier inoxydable martensitique à durcissement structural. Les transformations dans les aciers à ressort passent par la filiation structurale suivante : ά → ά + ε → α" + η α" + χ → α +θ Les processus de transformation sont activés thermiquement. On distingue 3 stades le premier se fait avec diffusion des atomes de carbone le second avec diffusion des atomes de la matrice et le troisième traduit la formation de la cémentite ainsi que sa coalescence. Nous avons étudié la cinétique de la transformation η → χ , et construit les abaques de taux d’avancement de la transformation en fonction du temps et de la température en régime isotherme et en régime anisotherme en tenant compte de la loi d’échauffement des barres d’acier (par exemple bain fluidisés). Une justification par mesure de dureté donne des résultats comparables entre un revenu de 2 minutes en lit fluidisé et un revenu classique de 30 minutes. Nous avons ensuite étudié la faisabilité d’un traitement thermomécanique à haute température (laminage de l’austénite suivi de trempe) en examinant deux températures d’austénisation 970 et 930°C, et des taux de laminage allant jusqu’à 60% les lames austénitisées à 970°C, et de 45%¨pour celles austénitisées à 930°C. Les temps de latence séparant la fin du laminage et la trempe vont dans les deux cas jusqu’à 3 minutes. Les résultats obtenus sont les suivants : - nous n’avons pas détecté d’évolution en fonction du taux de laminage. - Nous avons remarqué un net affinement de la microstructure apporté par le laminage. - Par microcalorimétrie nous obtenons un pic calorimétrique η → χ avec un maximum plat cers 30% de laminage qui correspond à l’écrouissage critique, au-delà de cet écrouissage, l’austénite recristallise soit au cours du laminage soit pendant le temps de latence. La température de four de 970°C semble convenir le mieux en permettant probablement une meilleure dissolution des carbures de Vanadium ce qui entraîne le déplacement vers la droite des courbes TTT. L’étude du revenu de l’acier Z3CNDA13-08 par analyse thermique différentielle montre qu’en plus des phénomènes de précipitation de NiAl, des amas riches en Mo et de la formation de Ni₃Mo ainsi que la dissolution de NiAl et l’apparition de l’austénite de réversion, il existe une transformation réversible d’une phase dite de basse température en une phase de haute température avec probablement un domaine biphasé entre 380 et 480 °C. Nous n’avons pas pu déterminer la nature exacte de cette transformation.