Etude enthalpimetrique et radiocristallographique des différentes étapes du revenu des aciers à ressorts 50CV4 et 61 SC7 : Stabilité de l'austénité résiduelle, cinétique d'apparition de X , transformation x --> θ¸ , relation enthalepie-dureté

Abstract

Par des mesures calorimétriques couplées à des mesures radiocristallographiques et dilatométriques, nous étudions le revenu des aciers à ressorts 50CV4 et 61SC7. La thermogenèse enregistrée lors du revenus traduit la relaxation de la matrice suivant les étapes successives suivantes : apparition de la phase ε puis η avec diffusion des atomes de carbone, transformation de η en x puis θ avec diffusion des atomes de la matrice, coalescence des carbures. Après austénisation et trempe à l’huile, l’acier 61SC7 contient entre 5 et 10% d’austénite résiduelle. Cette austénite peut être transformée par une immertion dans l’azote liquide à condition que cette phase ne soit pas stabilisée lors d’un long séjour à la température ambiante. Les échantillons TTMHT renferment plus d’austénite résiduelle. Une trempe bainitique isotherme de courte durée permet d’accroître la quantité d’austénite résiduelle et d’abaisser le point Ms. Contrairement à l’acier 61SC7, l’acier 50CV4 ne contient pratiquement pas d’austénite résiduelle. L’état (α + x) correspond au minimum enthalpique, il présente un Cp d’esccés plus élevé que (α + θ). La transformation x --> θ est très étalée dans l’échelle des temps et des températures. Entre 260 et 510° C pour la nuance 50 CV4 après des revenus isochrones de 3 heures ; entre 460 et 490°C pour la nuance 61SC7 ou bien 1 mois à 400°C. La corrélation entre l’enthalpie et la dureté mis en évidence par GODARD n’est que très grossièrement linéaires : en réalité chaque étape du revenu correspond à une évolution affine des deux grandeurs, mais le passage d’une étape à la suivante se traduit par des anomalies sur la courbe enthalpie-dureté. L’étude cinétique effectuée sur les deux nuances d’aciers nous a permis d’obtenir avec plus de précision l’énergie d’activation de la transformation η --> x qui est retardée par le silicium dans la nuance 61SC7. Les courbes d’avancement de la réaction de transformation en fonction du temps sont tracées pour de nombreuses températures avec en filigrane la possibilité de procéder à es revenus rapides.