Métallographie optique et électronique

D’une manière générale, la transformation par corroyage et par traitements thermiques des alliages métalliques détermine leurs propriétés d’emploi. La maîtrise des microstructures avant et après les traitements thermiques, thermochimiques ou thermomécaniques est indispensable à la maîtrise de leurs effets et au pilotage de leur process.

Ces traitements reposent sur deux types de données dont les méthodes de mesure les plus courantes sont :

• l’analyse des points de transformation physico-chimique (analyses thermique, dilatométrique et magnétique) [M 90]  ;

• l’analyse des microstructures (ou topographie des constituants : forme, dispersion des phases) par microscopie optique ou électronique, et les techniques associées, détaillée dans le présent article.

La métallographie optique est la technique la plus répandue pour l’observation des microstructures. Les métaux ne transmettant pas la lumière visible pour les épaisseurs courantes, une préparation particulière est nécessaire. Celle-ci passe par le polissage, puis l’attaque chimique de la surface à observer.

L’analyse des structures est topographique, mais la micrographie, d’une manière générale, n’est pas la seule à restituer la forme des constituants de structure. Toute exploration analytique ponctuelle systématique d’une propriété physique ou mécanique peut restituer la carte des propriétés des constituants de la structure. Un exemple courant est l’analyse par microsonde à balayage, ou par microscope électronique à balayage. Dans tous les cas, il y a modulation, par une propriété particulière, du signal réfléchi ou transmis par le métal.

L’utilisation quasi-universelle d’une caméra numérique couplée à un microscope permet l’exploitation logicielle des images et, dans une certaine mesure, la caractérisation semi-automatique des microstructures. En motorisant l’axe vertical de la table d’un microscope optique, la reconstitution en 3D de microstructures est rendue possible par l’analyse d’image couplée au déplacement piloté de la table.

L’application de ces techniques débouche sur les connaissances métallographiques permettant d’optimiser le choix des matériaux, mais...