Calcul de la température Acm des aciers hypereutectoïdes

[Guillaume48]

Tout d'abord, une petite mise en situation. Lors de l'élaboration d'un acier damassé, nous "créons" des nuances d'aciers originales pour lesquelles aucunes données ne sont disponibles. Cela implique de composer les traitements thermiques de manière plus ou moins empirique.
Pour les aciers hypoeutectoides, la relation d'Andrews permet de régler le problème d'une manière assez satisfaisante semble t'il ; par contre, dès que la teneur en carbone dépasse 0,77%, je ne trouve pas d'informations pour déterminer la température Acm.
Je m'en remets à vous, car bien que mes recherches durent depuis un long moment (et qu'elles vont continuer...), je me dis que certains d'entre vous ont des éléments dans leur bibliothèque.
Merci d'avance.

[Baptor]

Que cherche tu exactement ?
Juste la température de Acm pour un alliage à 0.77% C ou alors la température en fonction des éléments d'additions ?

Car industriellement, on a les diagrammes en fonctions des éléments. Mais tu as en général, le diagramme Fe+C+Ni, Fe+C+Cr, etc...

Après plus tu en rajoutes, plus le diagramme devient difficile à lire, et au bout de 4 éléments, tu es quasiment obligé de passer ou sur des diagrammes simplifiés ou sur des calculs informatiques.

[Guillaume48]

Je recherche une relation du même genre que celle d'Andrews (qui donne une valeur approximative de la température A3 des hypoeutectoïdes en fonction des éléments d'alliage), mais appliquée au domaine des aciers hypereutectoïdes et donnant la température Acm. Cela permet d'avoir une valeur approchée sans avoir à résoudre le problème de l'obtention et de la lecture des diagrammes dont tu parles. Le but final est bien entendu de caler les TT sur un optimum lié à la composition de la nuance produite lors du damassage, sans avoir besoin d'extrapoler les diagrammes du "heat treater's guide" (que je ne possède malheureusement pas de toute manière...)

[Baptor]

Le problème de la relation d'Andrews est quel est a la base faite pour la fonderie et ne prend pas en compte les traitements thermiques.

Elle est une approximation de la zone martensitique par un calcul "de l'équivalent à un acier au carbone équivalent". (Pour faire simple, cela compte tout les éléments en fraction de carbone.)

Or au dessus de l'eutectique, le carbone voit son affinité augmenter, et prend une tendance à former des carbures avec les éléments d'insertions. (La relation d'Andrews prend déjà une marge pour ne pas trop en sortir d'où le 0.6%.)
La relation d'Andrews devient donc complètement inefficace.
A partir de ce moment, l'effet des éléments devient plus importante que le carbone seul. Tu ne peux donc plus utiliser d'approximation de ce type sans de gros risques d'erreurs.

Je vais essayer de voir si quelqu'un autour de moi connait une approximation qui ne serait pas trop fausse... Mais je n'en connais aucune ; surtout qu'il existe les deux diagrammes (stable (graphite) et méta-stable (Cémentite Fe3C)) pour le faire les calculs et que les éléments changent ce pouvoir.

[Guillaume48]

Bon, suite à mes recherches, il semble qu'il n'existe pas de formule semi-empirique pour déterminer Acm (à part une que j'ai trouvée mais qui est limitée à 0,8% de Carbone !).
La thermodynamique semble être le passage obligé pour résoudre ce problème. J'ai trouvé des élèments pour approfondir le sujet, mais pour cela, il va me falloir que je lise une thèse de Master en Sciences Appliquées, et tout en Anglais bien sûr !
Bref, ce n'est pas vraiment gagné...

[Baptor]

Bon courage car même comme cela ce n'est pas évident...
Il existe des programmes pour calculer les diagrammes d'équilibres. Sinon c'est une véritable horreur.
Car avec 2 élements, cela va assez vite même si il peut y avoir beaucoup de combinaisons... mais avec 3, ça se complique.

Mais les alliages maisons contiennent des 10 aines d'éléments (voulus ou non).
Le plus facile est de se référer à des diagrammes existants... ou après, c'est faire l'alliage et faire une mesure de dilatomètrie qui te fixera la majorité des valeurs Ac1 Ac2 Ar1 Ar2. Car n'oublie pas que l'équilibre est une chose, mais la cinétique fait beaucoup de choses... il te faudra donc la calculer quand tu as beaucoup d'éléments.
Bon courage et tiens nous au courant si l'on peut t'aider.

[Guillaume48]

La thèse dont je dispose donne des éléments de calcul pour les diagrammes TTT et CCT aussi, mais elle se limite à environ 5 ou 6 éléments d'alliage (je l'ai survolée rapidement). Elle donne aussi des codes de calcul. Il faut que j'essaie de convertir le code dans un langage que je puisse utiliser et que je valide avec quelques aciers proches de ce qui peut être créé en produisant des aciers damassés. Voila du bon pain sur la planche...
Crois-moi bien, si je disposais de toute la littérature dont je rêve, je travaillerais différemment, mais je fais avec les ressources dont je dispose, et elles sont malheureusement bien restreintes lorsqu'on n'a pas accès à la bibliothèque d'une école d'ingénieur.

[Baptor]

L'inconvénient auquel tu vas te heurter, c'est qu'un diagramme est à composition variable...
Déjà pour calculer un point unique, c'est loin d'être évident car on oublier toujours des réactions qui fausse tout.

Si tu veux réellement tracer un diagramme tu va devoir bloquer des concentrations. Car tu ne peux pas tracer sur papier un diagramme à plus de trois éléments variables...

De plus un acier damassé, dit un mélange d'alliage. Donc tu n'as pas une structure homogène (cas des diagrammes) mais une multitude de composition. Et cela se complique car il ne te faudra pas calculer le diagramme d'équilibre (trouvable dans la bibliographie, au pire demande et on essayera de te les fournir), mais également les diffusions et phénomènes d'interfaces...

SI tu regarde même en te mettant à un équilibre entre ton alliage 1 et 2 tu va avoir une composition de ton damas qui va aller de 100% alliage 1 + 0% alliage 2 à 0% alliage 1 et 100% alliage 2, avec tout les composées chimiquement définit et toutes les phases.

Or pour compliquer le tout, ta partie alliage 1 va chauffer différemment de la partie alliage 2. Donc tu vas avoir des gradients thermiques, donc des gradients de diffusions, soit des gradients de compositions qui ne seront pas linéaire.

La composition changeant la thermique tu te retrouves sur des calculs cycliques...

Pour le traitement thermique tu devras faire des compromis pour prendre quelque chose de moyen... et c'est toujours le problème du damas... c'est que le traitement sera trop fort sur une partie et trop faible sur l'autre...
Après tout dépend des capacités que tu recherches (dureté, résilience, résistance à l'usure, etc.).

Si tu as une idée des alliages que tu veux utiliser ou autres, marque les ici ou envoie moi un MP si tu veux que ça reste entre nous, et je te donne par rapport a tes alliages, ce que tu risques d'avoir. Car je pense que repartir à la thermodynamique pour cela n'est pas forcement la meilleur idée à moins de vouloir un damas régulier à l'échelle micrographique....