Dureté d'un acier (diagramme fer/carbone)

[SebJ]

Bonjour,

Je cherche à m'informer sur le diagramme fer carbone.

J'ai deux acier, un à 0,18% de carbone et l'autre à 0,22%.

Des profilés rectangulaires sont fait dans ces aciers et une soudure électrique de fabrication est présente.

Lors de cette soudure, un effet de trempe se produit localement, avec la ZAT (zone affectée thermiquement).

Mais je ne comprends pas réellement le principe de ce diagramme.

Si quelqu'un est susceptible de m'aider,
Je vous remercie d'avance,
A très vite,

Séb.

 

[JeanYves]

Bsr ,


il y a de chaque coté du cordon une zone affectée thermiquement , par la chauffe , la structure de l'acier sera un peu differente de l'origine .
La taille des grains varient aussi suivant la temperature , le temps à cette T°, et la vitesse de refroidissement .
Mais avec ces aciers , cette zone ne devrait pas vraiment prendre de dureté , c à d de fragilité , si on laisse refroidir calmement .

Ces aciers se situent à gauche du diagramme , quand on trace une verticale à 0.2 % de carbone on coupe bien les lignes ( temperature) des differentes zones de changement d'etat ; et à 800 °c , par exemple, ils sont constitués d'austenite et de ferrite .
Le diagramme fer-carbone represente les variations de structure suivant le % de carbone et la temperature de toute la gamme des aciers et des fontes .
Les aciers etant limités à 2 % .

 

[JB]

Bonjour,

Il existe bien des différences entre ces 2 aciers en fonction des éléments d'additions.
La valeur 18 indique le % de carbone ( 0.18 %) ça ne prends pas la trempe, sauf si il y a du chrome en quantité suffisante !
C'est probablement un acier de cémentation...
A 0.22 % ça peut être un 20 MV6 qui lui va tremper à cause du manganèse.
En plus la soudure peut augmenter le taux de carbone, et si on refroidit rapidement ça va tremper tout seul.
Le diagramme fer carbone est un diagramme d'équilibre (à refroidissement très très lent ),
si on fait varier les températures rapidement le diagramme est complétement perturbé !
Il faut quelques fois souder à chaud, et toujours laisser refroidir doucement.
On peut aussi faire un traitement thermique de recuit, ou de détente après soudure.

 

[SebJ]

Ces acier sont des S275 et S355.

Donc à cause de la soudure, l'acier et localement plus dur.
Si j'ai bien compris, la soudure va ajouter du carbone, c'est donc cette addition qui va rendre la zone de chauffe plus dur ?

Pourquoi est-ce le manganèse qui fait la trempe ?

La zone durcie porte t elle un nom ?
Enfin... Je ne sais pas comment expliquer...

Merci pour vos détails !

 

[JeanYves]

Bjr ,

La soudure n'apporte pas de carbone si on utilise les bonnes baguettes ou le bon fil !

Au refroidissement , avec ces aciers à 0.2% de carbone , suivant la vitesse de refroidissement il y a une repartition differente de la ferrite et de la perlite ( plus dure ) , venant de la transformation de l'austenite .

Avec ces aciers S 235 et 355 , il ne devrait pas y avoir de pb de dureté ! , il n'y a rien qui puisse faire augmenter la durete , les elements d'addition sont à l'etat d'impuretes .

Mais il peut y avoir quand même suivant les conditions de soudage des phenomenes qui fragilisent la soudure , segregation des impuretes , fissuration , absorbtion de gazs ...

 

[SebJ]

Bonjour,

Il existe bien des différences entre ces 2 aciers en fonction des éléments d'additions.
La valeur 18 indique le % de carbone ( 0.18 %) ça ne prends pas la trempe, sauf si il y a du chrome en quantité suffisante !
C'est probablement un acier de cémentation...
A 0.22 % ça peut être un 20 MV6 qui lui va tremper à cause du manganèse.
En plus la soudure peut augmenter le taux de carbone, et si on refroidit rapidement ça va tremper tout seul.
Le diagramme fer carbone est un diagramme d'équilibre (à refroidissement très très lent ),
si on fait varier les températures rapidement le diagramme est complétement perturbé !
Il faut quelques fois souder à chaud, et toujours laisser refroidir doucement.
On peut aussi faire un traitement thermique de recuit, ou de détente après soudure.

Et il s'agit de la soudure du tube lors de la fabrication. Il me semble que c'est une soudure électrique.
Et non d'une soudure qui vient s'ajouter après (MIG MAG poste TIG ...)

J'ai pu voir que le S355 était composé de 1,7% de manganèse et de 0.6% de silicium...
C'est considéré comme impureté à ce taux ?

Pourquoi l'acier trempe avec le manganese ?

 

[JeanYves]

Bjr ,


C'est un element d'alliage qui favorise la trempabilité , il "abaisse" la temperature .

Il y a du manganèse dans tous les aciers , du tube mecanique en 20 MV6 a environ 1.5 % de Mn , et il est classé soudable.

Mais habituellement le 20 MV6 ne trempe pas tres dur , il faut monter à 875 °et à l'eau ; quelle durete avez vous ??

 

[JB]

Jean Yves a raison, la soudure ne relève pas le taux de carbone; de plus les aciers S... sont prévus pour la soudure.
Il ne devrait pas y avoir de défauts de soudure sauf problèmes de ségrégation.
Cependant le fournisseur ne garantit pas une composition chimique de l'acier mais seulement des caractéristiques mécaniques.
Une petite remarque: dans la norme européenne les aciers S correspondent aux anciens E de la norme AFNOR et les E correspondent
aux anciens A, si l'objectif était d'embrouiller les choses c'est tout à fait réussi !!
Quant au 20MV6 il est prévu pour faire des cylindres de pompe et autres pièces tubulaires à toiles fines, si il trempait plus dur on risquerait
d'avoir des défauts de trempe.