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Auteur(s)
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Marc GRUMBACH : Ingénieur Civil des Mines - Ingénieur à l’IRSID
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Lire l’articleINTRODUCTION
Au fur et à mesure de l’accumulation des connaissances sur les caractéristiques métallurgiques dont dépendent les propriétés des aciers, on a disposé de données numériques nombreuses permettant théoriquement de chiffrer le rôle de beaucoup de facteurs tant analytiques que liés à la fabrication.
La diversité des produits et l’enchevêtrement des transformations métallurgiques au cours de la fabrication n’ont pas permis l’établissement de formules de calcul des propriétés générales applicables dans le plus grand nombre de cas.
La présentation ci-après a pour but de déterminer quelques règles permettant de construire des formules ou des modèles en allant au-delà du traitement statistique de lots industriels à variations de caractéristiques limitées ou du dépouillement d’expériences de laboratoires, toujours restreintes à une partie des phénomènes.
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3. Données numériques
Pour illustrer ces règles, nous allons nous limiter aux aciers ferritiques et ferrito-perlitiques, qui représentent une très grande proportion des aciers d’usage général.
La loi physique bien admise pour ces aciers est la loi de Hall‐Petch (article Durcissement des aciers [M 245] dans le présent traité) :
qui lie limite d’élasticité Re et taille de grain d, σ0 et k étant des constantes.
La constante k varie peu avec les facteurs analytiques (présence de perlite) et ne dépend que de la température.
σ0 est la somme de tous les durcissements en solution solide et par les précipités (cémentite, perlite et dispersoïdes sous forme de carbures, nitrures ou carbonitrures de Nb, Ti, V...).
Le tableau 1 rappelle les différents termes de cette équation en donnant une version qui s’applique également à la résistance mécanique avec des coefficients k ’ et
différents. Pour les raisons signalées dans les règles, les valeurs de k les plus pertinentes vont de 18 à
et le plus souvent la valeur de 20 convient en conformité avec les précisions sur les autres coefficients.
Les tableaux 2 et 3 donnent les coefficients de durcissement présentés récemment dans une publication IISI sur les aciers HSLA (High Strength Low Alloy steels) et la figure 1 illustre les effets des éléments d’alliages sur les caractéristiques mécaniques des aciers.
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Durcissement par précipitation (éléments de microalliage)
Alors que le durcissement en solution solide d’une phase donnée...
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