Cas du fer Armco

Les éprouvettes ont été préparées à partir de tôles de 3 mm d'épaisseur laminées à froid jusqu’à 0,5 mm. Elles ont été ensuite recuites à 880°C dans l'hydrogène. La figure 29 a montre l'aspect de la courbe de traction d’une éprouvette recuite pendant 10 h. On observe que le passage entre les domaines de déformation élastique et plastique n’est pas continu et qu'il existe entre ces deux domaines une zone irrégulière marquée par des maxima et minima successifs. Si on arrête le tractionnement quand le point figuratif de la courbe est dans cette zone, on observe sur l’éprouvette des bandes de Piobert-Lüders qui indiquent que la déformation de l’éprouvette n’est pas homogène. La déformation ne devient homogène que lorsque l'onde de Piobert-Lüders a traversé toute l'éprouvette, c’est-à-dire quand le point figuratif a atteint l'extrémité de la zone intermédiaire de la courbe. ù

Si on trace la courbe de traction d’une éprouvette qui a subi ce premier recuit suivi d’un second recuit de 24 h à 880°C sous vide, on observe qu’elle a une aliure très différente (fig. 29 b). L'éprouvette casse très vite sans qu’elle se soit pratiquement allongée et la cassure est intergranulaire. Le fer est devenu fragile. La micrographie de la figure 30 (x 350) montre qu'il y a un précipité tin aux joints de grains.

Are

kg/m1TT 2?

: Allongerent

Fig. 29. — Courbes de traction du fer Armco.

Recuit dans l'hydrogène 10h à 880°C

a + recuit sous vide 24h à 880°C

: b + recuit dans l'hydrogène 10 h à 880°C : © + recuit sous vide 24h à 880°C.

a Q oo w

Fig. 30. — Fer Armco recuit 10h à 880°C dans l'hydrogène puis 24h sous vide à 880°C.

Fig. 31. — Fer Armco recuit 10h à 880°C dans l'hydrogène puis 24h sous vide à 880°C et 10h à 880°C dans l'hydrogène.

kg/rrirrr2

A//ongerrient

Fig. 32. -- Courbes de traction :

a : Fer pur contenant 0,005 % de carbone b: Fer pur contenant 0,005 % de carbone et recuit dans l'hydrogène 7h à 850°C.

Ar —

La figure 29 c montre la courbe de traction d’une éprouvette qui a subi les deux premiers recuits suivis d'un nouveau recuit de 10 h à 880°C dans l'hydrogène. La limite élastique est beaucoup plus faible qu après le premier recuit ainsi que la charge à la rupture et l’allongement. La zone intermédiaire est plus courte et moins irrégulière. On remarque qu'il y a une limite élastique supérieure suivie d’une chute. La micrographie de la figure 31, prise au grossissement 350, montre qu'il n’y a plus de précipité aux joints de grains. Si après ces trois recuits on effectue un nouveau chauffage sous vide à 880°C pendant 24 heures, la courbe de traction ne se modifie pas sensiblement, seule la limite élastique supérieure est un peu plus accusée que dans la courbe précédente (figure 29 d).

Si le premier recuit dans l'hydrogène a été prolongé pendant 20 h, les recuits ultérieurs sous vide ne confèrent pas de fragilité aux éprouvettes.

Nos expériences montrent donc que la nature de l'atmosphère dans laquelle ont été faits les traitements thermiques ainsi que la durée de ceux-ci ont une influence fondamentale sur les propriétés mécaniques d'un fer contenant des impuretés. Quand on recuit une éprouvette à température élevée, les impuretés diffusent vers les joints de grains. Si le recuit se fait dans l'hydrogène, les impuretés sont éliminées totalement ou partiellement mais quand le recuit est fait sous vide, les impuretés s'accumulent aux joints de grains et donnent de la fragilité au métal. Le même résultat est atteint si les recuits sont faits dans une atmosphère inerte, argon ou azote. Si le premier recuit dans l'hydrogène a été prolongé assez longtemps, la majeure partie des impuretés a été éliminée et un recuit sous vide ne confère pas de fragilité au métal.