Vieillissement des aciers

1 - Phénomène de vieillissement et ses effets

2 - Description du phénomène

• 2.1 - Vieillissement après trempe
• 2.2 - Vieillissement après écrouissage
  Figure 1 - Solubilité du carbone dans la ferrite Figure 2 - Paramètres mesurés lors d’un essai de vieillissement par traction interrompue
• 2.3 - Conséquences du vieillissement
  Figure 3 - Vieillissement après trempe à 37 oC mesuré par les courbes de traction 
• 2.4 - Influence des divers paramètres
  Figure 4 - Lignes de Lüders : bandes multiples (vermiculures) Figure 5 - Variation de avec le temps et la température de vieillissement (acier A 52 écroui de 10 %) Figure 6 - Influence du taux d’écrouissage sur le vieillissement Figure 7 - Phénomène Portevin-Le Chatelier mis en évidence lors d’un essai de traction à chaud d’un acier doux

3 - Mécanismes de vieillissement

• 3.1 - Limite d’élasticité des aciers doux
• 3.2 - Solubilité des interstitiels
  Figure 8 - Variation d’un critère de vieillissement en fonction de la température pour un temps de vieillissement constant Figure 9 - Schéma de la propagation des bandes de Piobert-Lüders dans un acier doux Figure 10 - Solubilité de l’azote dans la ferrite Figure 11 - Carbures de vieillissement sur une dislocation observés par micrographie électronique en transmission

4 - Essais de vieillissement

• 4.1 - Essais de traction à chaud
  Figure 12 - Influence de la vitesse de traction sur les résultats d’essais de traction à chaud Figure 13 - Évolution de la traction à chaud en fonction de la teneur en azote libre
• 4.2 - Essais de ténacité
  Figure 14 - Décalage des températures de transition (Charpy V) observé par vieillissement après écrouissage Figure 15 - Rupture ductile et rupture fragile Figure 16 - Variation de la limite d’élasticité avec la température d’essai pour différents états
• 4.3 - Mesures physiques
  Figure 17 - Essai de dépliage dynamique sur des aciers pliés et vieillis Figure 18 - Cinétiques de précipitations isothermes d’AIN à différentes températures

5 - Interactions métallurgiques

• 5.1 - Rôle des interstitiels
  Figure 21 - Augmentation de la limite d’élasticité due au vieillissement en fonction de la température de vieillissement pour différents aciers
• 5.2 - Rôle des éléments de substitution
  Figure 22 - Influence de la teneur en carbone en solution sur la limite d’élasticité, l’allongement au palier et la résistance après un écrouissage de 4 % en fonction de la durée du vieillissement Figure 23 - Influence des teneurs en manganèse sur la tendance au vieillissement d’un acier Figure 24 - Relation entre la température de transformation  (Ar3) et l’intensité du vieillissement après écrouissage Figure 25 - Diagramme permettant de calculer un indice de vieillissement en fonction de la teneur en azote et de la température de transformation  (Ar3)
• 5.3 - Rôle des éléments formant des nitrures et des carbures
  Figure 26 - Mise en solution dans l’austénite des principaux carbures, nitrures et carbonitrures présents dans les aciers non alliés Figure 27 - Influence de la normalisation sur la tendance au vieillissement d’un acier A 52 calmé au Si-Al et contenant du niobium Figure 28 - Comparaison de la tendance au vieillissement en traction de quelques aciers typiques Figure 29 - Effet de la température de vieillissement sur la température Charpy V de trois aciers

6 - Vieillissement des tôles minces

• 6.1 - Palier de limite d’élasticité
• 6.2 - Suppression du palier par skin pass
• 6.3 - Retour du palier après vieillissement
  Figure 31 - Progression des bandes lors d’une déformation par skin pass Figure 32 - Influence du taux de vieillissement après la passe d’écrouissage sur la limite d’élasticité et la longueur du palier Figure 33 - Cinétique de vieillissement à 50 oC après skin pass (sans traction) Figure 34 - Vieillissement après skin pass pour un acier dans trois états
• 6.4 - Vieillissement des tôles minces
  Figure 35 - Influence de la teneur en azote sur la cinétique de vieillissement à 50 oC après déformation de 7 % par traction
• 6.5 - Influence du cycle thermique (tôles minces)
• 6.6 - Durcissement à la cuisson (bake hardening )
  Figure 36 - Décroissance de la teneur du carbone en solution solide en fonction du temps de survieillissement après recuit continu

7 - Autres produits sidérurgiques

• 7.1 - Généralités
• 7.2 - Fil machine et tréfilage
• 7.3 - Aciers soudables : tôles fortes