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Essais métallographiques des métaux et alliages Ti551 - Étude et propriétés des

Essais métallographiques des métaux et alliages Ti551 - Étude et propriétés des métaux Réf. Internet : 42343 MATÉRIAUX Actualisation permanente sur www.techniques-ingenieur.fr Techniques de l’Ingénieur La plus importante ressource documentaire scientifique et technique en français Une information fiable, claire et actualisée Validés par un comité scientifique et mis à jour en permanence sur Internet, les articles Techniques de l’Ingénieur s’adressent à tous les ingénieurs et scientifiques, en poste ou en formation. Outil d’accompagnement de la formation et de la carrière des ingénieurs, les ressources documentaires Techniques de l’Ingénieur constituent le socle commun de connaissances des acteurs de la recherche et de l’industrie. Les meilleurs experts techniques et scientifiques Plus de 200 conseillers scientifiques et 3 500 auteurs, industriels, chercheurs, professeurs collaborent pour faire de Techniques de l’Ingénieur l’éditeur scientifique et technique de référence. 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Internet ti551) composé de : • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  IV Étude des métaux et des alliages : état métallique Réf. Internet : 42345 Données physico-chimiques sur les métaux et alliages Réf. Internet : 42530 Essais métallographiques des métaux et alliages Réf. Internet : 42343 Essais mécaniques sur les métaux et alliages Réf. Internet : 42531 Méthodes de caractérisation et d'analyse des métaux et alliages Réf. Internet : 42532 Propriétés et usages des aciers et des fontes Réf. Internet : 42349 Aciers inoxydables, aciers réfractaires et aciers résistant au fluage Réf. Internet : 42346 Métaux et alliages, matériaux magnétiques et multimatériaux Réf. Internet : 42357 Matériaux métalliques avancés Réf. Internet : 42660 Bases de données : matériaux métalliques Réf. Internet : 42584 Pierre BARBERIS Ingénieur de recherche, AREVA NP, Centre de recherche, Ugine Yves BRÉCHET Professeur des Universités à l'Institut National Polytechnique de Grenoble et à l'Institut Universitaire de France, Ancien élève de l'École Polytechnique Joël COURBON Professeur à l'INSA de Lyon, Ancien élève de l'École Polytechnique Bernard JOUFFREY École Centrale Paris, Laboratoire MSS-Mat, UMR-CNRS 8579 • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  Cet ouvrage fait partie de Étude et propriétés des métaux (Réf. Internet ti551) dont les experts scientifiques sont : V Thierry BAUDIN Pour les articles : M4138 – M4139 Farid BELAHCENE Pour l’article : IN8 Stéphanie DESCHANEL Pour l’article : IN226 Bernard JOUFFREY Pour les articles : M4125 – M4126 – M4127 – M4128 – M4134 – M4135 – M4136 Miroslav KARLIK Pour les articles : M4134 – M4135 – M4136 Annick POKORNY Pour les articles : M90 – M4120 – M4121 – M4122 Jean POKORNY Pour les articles : M90 – M4120 – M4121 – M4122 Richard A. PORTIER Pour les articles : M4125 – M4126 – M4127 – M4128 Philippe VERMAUT Pour les articles : M4127 – M4128 Maurice WANIN Pour les articles : M4130 – M4131 Jérôme WEISS Pour l’article : IN226 Les auteurs ayant contribué à cet ouvrage sont : • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  VI Essais métallographiques des métaux et alliages (Réf. Internet 42343) SOMMAIRE • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  VII Réf. Internet page Métallographie M90 9 Fractographie. Bases physiques M4120 19 Fractographie. Morphologie des cassures M4121 25 Fractographie. Macrographies et micrographies M4122 29 Difraction des métaux et alliages. Interactions particules-matière M4125 33 Difraction dans les métaux et alliages : conditions de difraction M4126 37 Difraction électronique : illumination parallèle M4127 41 Difraction électronique dans les métaux et alliages : illumination convergente M4128 47 Évaluation non destructive de la qualité des matériaux (Partie 1) M4130 53 Évaluation non destructive de la qualité des matériaux (Partie 2) M4131 59 Détermination des contraintes résiduelles par méthode ultrasonore IN8 63 Contrôle de la fatigue des matériaux par émission acoustique IN226 65 Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET). Microscope, échantillons et difraction M4134 69 Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET). Formation des images M4135 73 Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET). Analyse chimique locale M4136 77 Analyse EBSD. Principe et cartographies d'orientations M4138 79 Analyse EBSD. Déformation et recristallisation des matériaux métalliques M4139 85 • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 90 − 1 Métallographie par Jean POKORNY Ingénieur des Arts et Manufactures, Docteur-Ingénieur et Annick POKORNY Ingénieur à la section Métallographie-Défectologie de l’Institut de Recherches de la Sidérurgie Française (IRSID) une manière générale, la transformation par corroyage et par traitements thermiques des alliages suppose la connaissance des états structuraux et de la cinétique de leur évolution. Ces traitements reposent sur deux types de données dont les méthodes de mesure les plus courantes font l’objet de cet exposé : — analyse des points de transformation physico-chimique : analyses ther- mique, dilatométrique et magnétique ; — analyse des structures (ou topographie des constituants : quantité, forme, dispersion des phases) par microscopie optique ou électronique. L’analyse des structures est topographique mais la micrographie, d’une manière générale, n’est pas la seule à restituer la forme des constituants de struc- ture. Toute exploration analytique ponctuelle systématique d’une propriété phy- sique ou mécanique peut restituer la carte des propriétés des constituants de la structure. Un exemple courant est l’analyse par microsonde à balayage ou par microscope électronique à balayage ; dans tous les cas il y aura modulation, par une propriété particulière, du signal réﬂéchi ou transmis par le métal. 1. Analyse des points de transformation............................................... M 90 - 2 1.1 Analyse thermique ...................................................................................... — 2 1.2 Analyse dilatométrique............................................................................... — 3 1.3 Analyse magnétique.................................................................................... — 5 2. Métallographies optique et électronique.......................................... — 7 2.1 Déﬁnitions .................................................................................................... — 7 2.2 Préparation des surfaces............................................................................. — 8 2.3 Examen des cassures.................................................................................. — 21 2.4 Appareils de macro- et de micrographie................................................... — 26 2.5 Méthodes quantitatives............................................................................... — 36 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. M 90 D Ｙｒ￩ｦ￩ｲ･ｮ｣･＠ｉｮｴ･ｲｮ･ｴｍＹＰｐ｡ｲｵｴｩｯｮ＠Ｚ＠ｪ｡ｮｶｩ･ｲ＠ＱＹＹＴ MÉTALLOGRAPHIE _____________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. M 90 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques 1. Analyse des points de transformation Tout changement de phase physico-chimique dans les alliages, que ce soit, pour les aciers, la transformation α → γ ou la formation et la dissolution de précipités, s’accompagne de la variation de propriétés physiques ou mécaniques. Les méthodes d’analyse ther- mique, dilatométrique, magnétique, de résistivité électrique sont parmi les plus commodes pour mesurer ces variations. L’analyse optique permet, au moyen de certains dispositifs spéciaux, de suivre la cinétique de ces transformations (platines chauffantes). 1.1 Analyse thermique Pour les mesures de température, le lecteur se reportera utilement au traité Mesures et Contrôle et, en particulier, à l’article Couples thermoélectriques. Caractéristiques et mesures de température [R 2 590]. Les changements de structure physico-chimique s’accompagnent de réactions exothermiques ou endothermiques que l’on peut carac- tériser par l’enregistrement de la température θ en fonction du temps t. Cette méthode est applicable à la solidiﬁcation, contrairement à l’analyse dilatométrique (§ 1.2) qui n’est applicable qu’aux transfor- mations à l’état solide. Lorsque les réactions thermiques sont importantes, l’enregistre- ment direct température-temps convient ; si elles sont faibles, on emploie la méthode différentielle. 1.1.1 Analyse thermique directe Le dispositif de mesure est essentiellement constitué d’un couple thermoélectrique noyé dans l’alliage que l’on chauffe puis refroidit. La ﬁgure 1 montre l’allure des courbes obtenues lors de la solidi- ﬁcation d’un alliage binaire avec solubilité partielle à l’état solide. Cette méthode est utilisable à très haute température et sert souvent à déterminer la cinétique de solidiﬁcation en fonction de la surfusion (inﬂuence de la vitesse de solidiﬁcation, de la composi- tion, des inoculants). Notons son utilisation courante en fonderie et même en aciérie pour déterminer le liquidus des alliages ferreux ou pour l’analyse rapide du carbone des fontes (creuset consommable du type Tectip). Un dispositif plus élaboré a été construit à l’IRSID pour la détermination des points de transformation au cours d’un chauf- fage rapide (chalumeau, induction) ou d’un refroidissement uploads/Ingenierie_Lourd/ extrait-42343210.pdf