Technique d'observation de la décalescence et phénomène d'austénitisation

[polsk]

Pour tous les novices qui comme moi n'ont pas la possibilité d'observer un professionnel faire, et vu la difficulté de filmer un tel phénomène, je conseille de construire un système très simple pour observer la décalescence. Il faut prendre un ventilateur de PC, ou plus puissant et le relier de manière à ce qu'il aspire à travers un tube en aluminium (type rallonge d'aération, en "accordéon"). Il faut ensuite se placer dans le noir (presque total, une petite lampe éloignée pour ne pas se prendre les pieds dans quoi que ce soit), monter une éprouvette d'un acier simple au carbone (type XC75, acier de vielle lime etc.) en température et la faire refroidir par l'aspiration dans le conduit en observant bien. On voit à partir de l'orange (faire ses propres tests, les couleurs sont subjectives) jusqu'au rouge, une "vague" foncée parcourir la pièce de métal, comme si elle refroidissait pour se réchauffer à nouveau. Ce phénomène n'est pas homogène, il parcourt la pièce en entier mais n'est pas simultané en tout point au même instant. Si vous ne l'observez pas, il y a de grande chance que vous ne soyez pas monté assez haut en température.

Qu'on me corrige si je me trompe mais ce phénomène permet de visualiser le "passage" à la température de trempe et constitue une borne autour desquelles on fera ses normalisations.

Sur les tables de traitement thermique des aciers, il est stipulé qu'il faut maintenir à température de trempe un certain temps pour parfaire l'austénitisation de l'acier.
A partir de là je suis un peu dans le vague, je n'ai jamais appliqué cette recommandation car je ne vois pas comment maintenir une température précise dans ma FAG, quelles en sont les conséquences ?
S'agit-il comme souvent dans les phénomènes physique et biologie d'un fonctionnement logarithmique, dans notre cas :

1) Décalescence : (XC 75) changement de configuration des cristaux composé de fer et de carbone de ferrite + perlite => austénite de manière rapide
2) Le changement de configuration continue de manière plus lente et ralentit jusqu'à tendre vers les 100% d'austénite ce qui explique ce maintiens à température de trempe ?

[Guillaume48]

Bonjour Xavier!
Ça c'est dans mon domaine de prédilection, je vais donc essayer de te répondre le mieux possible.
Tout d'abord, en remarque à ta petit expérience, je précise que le refroidissement forcé n'est pas indispensable pour observer la recalescence, un refroidissement à l'air calme fait tout aussi bien l'affaire, par contre, un obscurité poussée est nécessaire.
La recalescence est la manifestation du changement de phase du fer présent dans l'éprouvette. Au refroidissement depuis la phase austénitique (maille du fer en configuration cubique à face centrée), lorsque la température sera devenue assez basse (en fait, un peu en dessous de A1), la maille de fer va commencer à changer d'organisation pour redevenir cubique centrée. Ce changement de phase est un phénomène exothermique (dans ce sens, il est endothermique au chauffage, et on peut également observer la decalescence lors du chauffage), ce qui provoque la passage d'une sorte de vague rouge claire qui se déplace sur la pièce (comme tu l'as décrit).
Cette température n'est pas à proprement parler la température d'austénitisation. Le fait d'observer la recalescence est la preuve que l'éprouvette était en phase austénitique et que c'est la température de départ (avant la transformation) qui est la température de trempe. Ce phénomène est dynamique, et se produira d'autant plus vite et à une température d'autant plus basse que le refroidissement sera rapide. C'est d'ailleurs pour cette raison que la recalescence dure plus longtemps lors d'un refroidissement à l'air calme. Cela implique que plus on chauffe (ou refroidis) rapidement, plus les transformations on lieu à des températures qui s'éloignent des valeurs prévus par les diagrammes.
C'est pourquoi il est important de trouver la température minimale à partir de laquelle la recalescence est observable et de surveiller ça tranquillement, sans activer le refroidissement.
La décalescence, qui se produit lors du chauffage (de la même manière, sauf qu'il s'agit d'une vague sombre), et qui est au dessus de A1 est le signe de l'entrée dans le domaine austénitique, mais elle est plus difficile à observer, car à ce moment, la pièce est au feu et il y a donc pas mal de lumière pour parasiter l'observation.
Pour finir, la température d'austénitisation est choisie à des températures différentes (plus élevée) de celle-ci, notamment pour dissoudre plus ou moins la ferrite ou les carbures en vue de la trempe. Cette mise en solution prend un peu de temps, ce qui explique l'existence d'un temps de maintient à la température d'austénitisation (de l'ordre d'une minute par millimètre d'épaisseur en coutellerie).