Mecanismes et modelisation des cinetiques de la transformation bainitique dans les aciers

par DAVID QUIDORT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Yves Bréchet.

Soutenue en 1999

à Grenoble INPG .

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  • Résumé

    Avec les progres de la modelisation informatique, les siderurgistes ont commence a developper des modeles mathematiques dont l'objectif est de predire l'evolution microstructurale et les proprietes mecaniques finales des aciers en fonction du traitement thermomecanique. Le travail de cette these s'inscrit dans cet effort en ayant pour objet l'etude des cinetiques de la transformation bainitique qui reste a ce jour l'une des plus mal comprises des nombreuses transformations microstructurales dans les aciers. L'approche suivie est avant tout experimentale et laisse une large place a la technique de thermodilatometrie couplee a des analyses microstructurales a differentes echelles. Notre etude s'appuie principalement sur trois nuances d'aciers a 0,5%c dont une nuance au silicium qui permet d'obtenir une bainite sans cementite. L'etude de l'etape de croissance montre que, quel que soit le caractere diffusif ou displacif de la transformation austenite-ferrite, c'est la diffusion du carbone dans l'austenite qui est le facteur limitant. Le modele propose permet decrire convenablement l'effet de la temperature et de la teneur en carbone de l'alliage sur les cinetiques. Nous montrons que le silicium ralentit la croissance en inhibant la precipitation de cementite qui accompagne generalement la transformation. L'effet propre du nickel est mis en evidence et est discute sur la base des modeles de solute-drag que nous avons adapte aux transformations allotropiques. Les vitesses de germination sont deduites pour l'acier industriel xc50 des cinetiques globales et du modele de croissance. Il apparait que c'est la diffusion du carbone dans les joints de grains austenitiques qui controle la dependance en temperature du taux de germination. A partir des equations obtenues pour la croissance et la germination, nous proposons un modele des cinetiques globales en conditions isothermes et en refroidissement continu, ainsi qu'un critere de declenchement de la transformation.


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Informations

  • Détails : 175 p.
  • Annexes : 129 ref.

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