Cas du fer pur polygonisé

Nous avons indiqué dans le chapitre précédent que la structure polygonisée correspondait à un état plus parfait du cristal dû au rassemblement des dislocations, alignées pour former les sous- -joints. Il était donc intéressant d'étudier les propriétés mécaniques du fer pur polygonisé et de voir si à ce nouvel état de la structure du cristal correspondaient des propriétés mécaniques nouvelles.

Les éprouvettes de fer pur ont été recuites pendant 24 h à 850°C puis écrouies par allongement de 3 % et recuites à nouveau à 850°C. Après ces traitements, on a vérifié micrographiquement que les cristaux étaient polygonisés (fig. 33).

La figure 34 montre l'aspect des courbes de traction. Les éprouvettes de fer pur qui ont subi les mêmes traitements thermiques mais qui n’ont pas été écrouies avant le second recuit, donc qui ne sont pas polygonisées, ont une courbe de traction qui présente une discontinuité (fig. 34 a). Par contre la courbe de traction des éprouvettes de fer pur polygonisé est parfaitement continue (fig. 34 b).

Si les éprouvettes de fer polygonisé sont recuites ensuite entre 100 et 400°C, l’aspect des courbes dé traction ne se modifie pas. On n’observe aucun phénomène de vieillissement qui se traduirait par une réapparition de la discontinuité caractéristique. On retrouve donc la propriété de la structure polygonisée d’être tout particulièrement stable.

On peut également obtenir du fer pur polygonisé en faisant un recuit des éprouvettes à une température supérieure à celle du point A,, 950°C par exemple, puis en maintenant le métal quelques heures à 800°C. Les tensions créées pendant la transformation y — & déterminent dans le fer un écrouissage suffisant pour qu'il poly-

gonise pendant le recuit ultérieur à 800°C.

La micrographie de la figure 35 montre l’aspect du fer polygonisé par cette méthode. La courbe de traction d’une éprouvette ainsi recuite est, elle aussi, parfaitement continue, comme le montre la figure 36.

Le réarrangement des défauts du cristal qui a conduit à une structure poiygonisée a donc permis en fixant les impuretés dans les sous-joints de créer dans les cristaux une structure quasi parfaite. Aïnsi le fer pur polygonisé se comporte comme du fer exempt de toute impureté.

La disparition de la discontinuité des courbes de traction du fer polygonisé ne s’observe que lorsque le métal est très pur. Nous avons dit que le fer Armco, longuement recuit dans l'hydrogène, se comportait, du point de vue de la recristallisation, comme le fer pur. Cependant, les courbes de traction du fer Armco longuement recuit et polygonisé se différencient toujours des courbes de traction du fer pur polygonisé. On ne peut jamais obtenir la disparition de la discontinuité. Il en est de même pour le fer pur contenant de petites quantités de carbone, par exemple 0,005 %. La méthode utilisée pour le fer pur, allongement de 3 % suivi d’un recuit, permet de polygoniser ce métal mais nous n’avons jamais obtenu de courbes de traction continues. Nous nous proposons de déterminer pour l’impureté carbone en particulier, la teneur critique au-dessus de laquelle il n’est plus possible de faire disparaître la discontinuité.

Si l'aspect des courbes de traction du fer pur non polygonisé et polygonisé présente une différence importante, les caractéristiques mécaniques, limite élastique, charge à la rupture et allongement sont pratiquement les mêmes (fig. 34).