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Chapitre 2 diagrammes equilibre Ayoub ßoulaghrous Continue Reading Download RELATED PAPERS Guy Murry Aide-mémoire Métallurgie 2 e édition Jose-Silas Nzuapet Download Free PDF View PDF aide memoire sciense des matériaux Les matériaux utilisés sont rarement purs ou des mélanges parfaitement homogènes, mais le plus souvent sous forme d'alliages. Les états d'équilibre thermodynamique des alliages sont déMnis par les diagrammes de phases a l'équilibre. Bien que ces états soient rarement atteints dans les matériaux réels, ils correspondent à des états de références vers lesquels les systèmes ont tendance à évoluer. Dans ce chapitre nous nous attacherons à étudier les règles qui régissent les équilibres entre composants et les équilibres entre entres phases. Log In Sign Up more Job Board About Press Blog People Papers Terms Privacy Copyright We're Hiring! Help Center less Search Download Free PDF younes kader Download Free PDF View PDF PREMIERE PARTIE Sami Ben Download Free PDF View PDF Matériaux Métalliques Adnene TLILI Download Free PDF View PDF CAHIER DES EXERCICES CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX ET MATÉRIAUX MÉTALLIQUES Adnene TLILI Download Free PDF View PDF precipitation et recristallisation dans les alliages binaires BENSAADA SAID precipitation et recristallisation dans les alliages binaires Download Free PDF View PDF Corrosion BENSAADA SAID Corrosion Download Free PDF View PDF Traitement thermique BENSAADA SAID Traitement thermique Download Free PDF View PDF precipitation dans les alliages BENSAADA SAID precipitation dans les alliages Download Free PDF View PDF Tribologie BENSAADA SAID Tribologie Download Free PDF View PDF Chap. 2. Diagrammes d’équilibre Pour un système binaire C = 2, V= 3 – Ф, donc trois cas de figure sont possibles :  Ф = 1 et V= 2: système est bivariant. Il y a qu’une seule phase et sa composition chimique est celle de l’alliage donc la température et la composition sont deux variables indépendantes.  Ф = 2 et V= 1: système est monovariant. il y a deux phases en équilibre les trois variables x1, x2 et T sont fixés dès que l’une des trois variables est imposée. x1, x2: désignent la composition chimique des phases respectives Ф1 et Ф2. TGM1 24  Ф = 3 et V= 0: système est invariant. Il y a trois phases en équilibre à une température bien déterminée à laquelle les trois compositions chimiques x1, x2 et x3 sont fixés. 2. Solutions solides Une solution solide est constituée par un mélange homogène de deux éléments différents. L’élément de base A, appelé solvant, forme un réseau de structure α. L’élément B, appelé soluté, passe dans le réseau. Il y occupe les sites interstitiels ou substitutionnels (cf. figure 1 ). On a deux types de solution solide :  En substitution : l'atome étranger remplace un des atomes du cristal.  En insertion : l'atome étranger se glisse dans les espaces vides, les positions interstitielles, des atomes du cristal . Solution solide de substitution (a) Solution solide d’insertion (b) Fig. 1. Solution solide de substitution (a) et d'insertion(b) Chap. 2. Diagrammes d’équilibre 3. Diagrammes d’équilibre binaires Pour un système binaire, un diagramme d’équilibre permet de représenter les domaines de stabilité des phases et les conditions d’équilibre entre plusieurs phases en fonction de deux variables, la température et la composition C. 3.1. Solidification Lorsqu’un métal pur en fusion est refroidi, sous pression constante, le changement de phase s’effectue toujours à une température fixe : la température de solidification (ou de fusion). La courbe de refroidissement d’un métal pur, figure 2, présente un palier. Ce palier correspond à la période de coexistence du métal liquide et des cristaux solides déjà formés. Ce palier isotherme est d’autant plus marqué que le refroidissement est lent et que la masse d’alliage est plus grande. Point de liquidus TGM1 25 Température de solidification Solide °C Temps Intervalle de solidification Point de solidus Temps À l’étude de la solidification d’un alliage binaire (figure 2 ), la courbe laisse apparaitre deux points d’inflexion: • Le premier correspond au début de solidification (apparition du premier cristal solide dans le liquide). C’est point de liquidus. • Le deuxième correspond à la fin de la solidification (disparition des dernières traces de liquide. C’est le point de solidus. Fig. 2 : Courbes typiques de solidification des mélanges purs et hétérogènes Chap. 2. Diagrammes d’équilibre TGM1 26 3.2. Construction d’un diagramme d’équilibre Un diagramme d’équilibre de phases est un diagramme qui décrire les constitutions d’un mélange de corps purs à l’équilibre, en fonction de sa composition globale et de sa température. Le diagramme d’équilibre de phases d’un mélange binaire A -B comporte en ordonnées un axe de température et en abscisse un axe de composition graduée en B (%). Sur les axes de température correspondant à chacun des corps purs se retrouvent les points de changement d’état de ces constituants. Le diagramme est divisé en domaines correspondant à la présence d’une seule phase (domaine monophasé) ou de deux phas es coexistantes (domaine biphasé), selon les coordonnées du point constitutif du mélange. Dans le diagramme des courbes d'analyse thermique (figure 3), la courbe 1 correspond à du cuivre pur et présente donc un palier horizontal pour le changement d'état. Il en est de même pour la courbe 2 correspondant à du nickel pur. Les autres courbes correspondent à des refroidissements de mélanges liquides cuivre-nickel et présente des changement de rupture de pente au moment du début de cristallisation et de disparition de la dernière goutte de liquide. En reportant ces points de rupture sur le diagramme binaire isobare situé à droite on obtient les deux courbes de changement d'état : celles du liquidus correspondant au passage du liquide au mélange liquide solide est celle du solidus correspondant au passage du solide au mélange liquide solide. Fig. 3. Construction d’un diagramme de phase a) Diagramme d’équilibre de phase binaire A-B. b) Courbes d’analyse thermique de différents mélanges. Chap. 2. Diagrammes d’équilibre TGM1 27 3.3. Diagrammes de phases à miscibilité totale à l’état solide 3.3.1. Mise en évidence La solidification des alliages dépend en général de la température. Entre le liquidus et le solidus, l’alliage est dans un état biphasé (liquide + solide). Il y a une solution solide unique lorsque les éléments d’alliage A et B sont miscibles en toutes proportions à l’état solide, donc les deux métaux forment une seule phase sur toute l’étendue du diagramme. On parle alors de miscibilité totale à l’état solide. La figure 4 représente le diagramme d’équilibre de deux composants A et B qui sont miscible en toute proportion à l’état solide. Fig. 4. Illustration schématique d’un diagramme d’équilibre à miscibilité totale 3.3.2. Etude d’un exemple Soit un alliage de composition nominale C 0 porté à une température θ. Si on prend un point représentatif (C 0 , θ) dans le domaine monophasé, l’alliage contient alors une seule phase liquide de proportion égale à 100%. Si on prend un point représentatif (C 0 , θ) dans le domaine biphasé, figure 5, l’alliage contient deux phases liquide et solide de composition C L et C S dont les proportions respectivement f S et f L sont déterminées par la règle des bras de leviers. En effet, la conservation de la masse permet d’écrire les deux relations suivantes : 0 1 S L S S L L f f f C f C C     Ces relations permettent de déterminer les proportions présentes soit en % : 0 0 100 100 L S L S S L L s C C f C C C C f C C         Chap. 2. Diagrammes d’équilibre Continue Reading Download TGM1 28 Fig. 5. Diagramme Ni-Cu à miscibilité totale  Exemple de calcul Considérons l’alliage à 60% de cuivre et 40% de Nickel. A la température de 1250°C, l’alliage est dans le domaine biphasé. La composition de la phase liquide est de 67% de cuivre, celle de la phase solide est de 48% de cuivre. La proportion solide f S est alors : 67 60 100 36% 67 48 S f      La proportion fL du liquide se déduit alors : 100 36 64% L f    3.3.3. Règles de miscibilité à l’état solide Pour que deux solide A et B soient totalement miscibles à l’état solide ils doivent avoir une analogie suffisante :  Même structure cristalline  Des rayons atomiques voisins  Des valences égales  Electronégativités semblables Si l’une des règles énoncées n’est pas respectée, on parle de miscibilité partielle à l’état solide entre A et B. En effet, l’addition d’ atomes de B dans des atomes de A, ou réciproquement, entraine une distorsion du réseau des atomes A et une augmentation de l’énergie interne du système. Les lois de la thermodynamique conduisent alors le mélange à se séparer en deux phases l’une riche en A, l’autre riche en B ou à former des composés intermédiaires définis AxBy. Chap. 2. Diagrammes d’équilibre 3.4. Diagramme à miscibilité partielle à l’état solide 3.4.1. Mise en évidence Dans la majorité des alliages binaires, il n’existe pas de miscibilité des constituants uploads/s3/ pdf-chapitre-2-diagrammes-equilibre-ayoub-ssoulaghrous-academia-edu-pdf.pdf