Durcissement des aciers - Rôle de la microstructure

Dans un premier article sur le durcissement des aciers  dans le présent traité, nous avons présenté les principaux mécanismes de durcissement qui s’appliquent à tous les alliages métalliques. La maîtrise s’en est développée au fur et à mesure que nos connaissances se sont affinées. Les applications sont très nombreuses et ont permis le développement de nouvelles familles d’alliages métalliques ayant des caractéristiques adaptées aux conditions de service de plus en plus sévères. Dans le domaine des métaux non ferreux, on connaît en particulier les remarquables propriétés des alliages légers, ainsi que l’amélioration sensible des caractéristiques à chaud des alliages réfractaires à base de nickel.

Le cas des aciers est assez remarquable en ce sens que l’existence de deux variétés allotropiques du fer — l’austénite et la ferrite — permet d’obtenir dans la microstructure divers constituants (ferrite, perlite, bainite, martensite...) qui possèdent des propriétés mécaniques intrinsèques très différentes. En agissant sur la composition et sur les conditions de transformation thermomécanique au cours de la fabrication des pièces en acier, le métallurgiste peut faire varier, dans une large mesure, les proportions relatives des différents constituants majeurs de la microstructure ainsi que leurs morphologies respectives. En outre, à l’aide de certains éléments d’addition, on peut provoquer la précipitation, à l’intérieur des constituants majeurs, de particules de deuxième phase qui contribuent au durcissement global de l’acier.

Dans l’article qui suit, nous examinerons tout d’abord les caractéristiques intrinsèques des principales nuances microstructurales des aciers en ce qui concerne leur limite d’élasticité à des températures voisines de l’ambiante. On donnera ensuite quelques exemples de l’application pratique des différentes méthodes de durcissement en fonction du domaine d’emploi des aciers.