Perlite - Pearlite
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Perlite est en deux étapes , lamellaire structure (ou couches) composé de couches alternées de ferrite (87,5% en poids) et de la cémentite (12,5% en poids) qui se produit dans certains aciers et des fontes . Pendant le refroidissement lent d'un alliage fer-carbone, la perlite se forme par une réaction eutectoïde alors que l' austénite se refroidit en dessous de 723 °C (1 333 °F) (la température eutectoïde). La perlite est une microstructure présente dans de nombreuses nuances courantes d'acier.
La composition eutectoïde de l'austénite est d'environ 0,8 % de carbone ; l'acier à moindre teneur en carbone ( acier hypoeutectoïde ) contiendra une proportion correspondante de cristallites de ferrite relativement pures qui ne participent pas à la réaction eutectoïde et ne peuvent pas se transformer en perlite. De même, les aciers à plus forte teneur en carbone ( aciers hypereutectoïdes ) formeront de la cémentite avant d'atteindre le point eutectoïde. La proportion de ferrite et de cémentite se formant au-dessus du point eutectoïde peut être calculée à partir du diagramme de phase d'équilibre fer/fer-carbure en utilisant la règle du levier .
Les aciers à microstructure perlitique (composition eutectoïde) ou quasi-perlitique (composition quasi-eutectoïde) peuvent être étirés en fils minces. De tels fils, souvent regroupés dans des cordes, sont utilisés commercialement comme cordes à piano, cordes pour ponts suspendus et comme corde d'acier pour le renforcement des pneus. Des degrés élevés de tréfilage (déformation logarithmique supérieure à 3) conduisent à des fils perlitiques avec des limites d'élasticité de plusieurs gigapascals. Cela fait de la perlite l'un des matériaux structurels en vrac les plus solides sur terre. Certains fils d'acier perlitique hypereutectoïde, lorsqu'ils sont étirés à froid à des déformations vraies (logarithmiques) supérieures à 5, peuvent même présenter une résistance à la traction maximale supérieure à 6 GPa. Bien que la perlite soit utilisée dans de nombreuses applications d'ingénierie, l'origine de son extrême résistance n'est pas bien comprise. Il a été récemment montré que le tréfilage à froid non seulement renforce la perlite en affinant la structure des lamelles, mais provoque également simultanément une décomposition chimique partielle de la cémentite, associée à une teneur accrue en carbone de la phase ferrite, des défauts de réseau induits par déformation dans les lamelles de ferrite, et même une transition structurelle de la cémentite cristalline à la cémentite amorphe. La décomposition et le changement microstructural induits par la déformation de la cémentite sont étroitement liés à plusieurs autres phénomènes tels qu'une forte redistribution du carbone et d'autres éléments d'alliage comme le silicium et le manganèse dans la phase de cémentite et de ferrite ; une variation de l'accommodation de déformation aux interfaces de phases due à une modification du gradient de concentration en carbone aux interfaces ; et l'alliage mécanique.
La perlite a été identifiée pour la première fois par Henry Clifton Sorby et initialement nommée sorbite, mais la similitude de la microstructure avec la nacre et surtout l'effet optique causé par l'échelle de la structure ont rendu le nom alternatif plus populaire.
La bainite est une structure similaire avec des lamelles beaucoup plus petites que la longueur d' onde de la lumière visible et n'a donc pas cet aspect nacré. Il est préparé par un refroidissement plus rapide. Contrairement à la perlite, dont la formation implique la diffusion de tous les atomes, la bainite croît par un mécanisme de transformation de déplacement.
La transformation de la perlite en austénite a lieu à une température critique inférieure de 723C. À cette température, la perlite se transforme en austénite en raison du processus de nucléation.
Acier eutectoïde
L'acier eutectoïde peut en principe se transformer complètement en perlite ; les aciers hypoeutectoïdes peuvent également être complètement perlitiques s'ils sont transformés à une température inférieure à l'eutectoïde normal. La perlite peut être dure et résistante mais n'est pas particulièrement résistante . Il peut être résistant à l'usure en raison d'un solide réseau lamellaire de ferrite et de cémentite. Des exemples d'applications incluent des outils de coupe , des fils à haute résistance , des couteaux , des ciseaux et des clous .
Les références
Lectures complémentaires
- Informations complètes sur la perlite
- Introduction à la métallurgie physique par Sidney H. Avner, deuxième édition, McGraw Hill publications.
- Aciers : traitement, structure et performances , chapitre 15 Aciers à haute teneur en carbone : microstructures entièrement perlitiques et applications par George Krauss, édition 2005, ASM International.
Liens externes
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