Transformations structurales de fontes à graphite sphéroïdal et influence spécifique du silicium : caractérisation par spectrométrie Mössbauer des diverses phases formées

par Aomar Ikhlef

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Aciers au silicium
• Transformations structurales
• Trempe isotherme
• Diagrammes TRC et TTT
• Mössbauer
• Trempe et revenu
• Carbures de fer
• Silicocarbures
• Spectroscopie Mössbauer
• Fonte à graphite sphéroïdal

Résumé

La transformation austénitique des fontes GS s’accompagne de la dissolution dans la phase γ formée, du carbone provenant des couches périphériques des nodules de graphite. L’analyse des transformations de l’austénite en refroidissement continue et par trempe isotherme a conduit au tracé des diagrammes TRC et TTT pour différentes teneurs en silicium. Le silicium exerce un effet déterminant sur la cinétique de la transformation bainitique en retardant la précipitation des carbures à partir de l’austénite. De ce fait, il favorise l’enrichissement en carbone d’une fraction de l’austénite et sa stabilisation transitoire. La décomposition de cette phase enrichie intervient, par la suite, par précipitation de silicocarbures complexes du type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. Le revenu de la fonte GS s’opère en quatre stades nettement distincts précédés d’une étape de préprécipitation. La transformation de l’austénite résiduelle au cours du second stade se développe en deux étapes impliquant respectivement l’enrichissement en carbone d’une fraction de cette phase, puis sa décomposition par précipitation du carbure ԑ. Ce dernier carbure évolue, au cours du troisième stade, en un produit de transition de structure intermédiaire entre celles des carbures θ et χ.

Titre traduit

Structural transformation of ductile cast iron and specific effect of silicon : characterization of the various formed phases by means of Mössbauer spectrometry

Résumé

The austenitic transformation of S. G. Cast irons goes on with dissolution in the formed γ phase, some carbon coming from peripheric nodules of graphite. The analysis of the transformations of the austenite during the continuous cooling and during austempering resulted in CCT and TTT diagrams for different silicon contents. Silicon has an important effect on the kinetic bainite transformation: it delays the precipitation of the carbides from austenite. Therefore it favours the carbon enriching of a fraction of the austenite, and its temporary stabilization. The decomposition of this enriched phase takes place then, by precipitation of complex silicocarbides of type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. The tempering of S. G. Cast iron occurs in four distinct stages, preceded by an aging step. The transformation of the retained austenite during the second stage is separated into two steps, involving respectively the carbon enriching of a fraction of this phase, and its decomposition by precipitation of ԑ carbide. During the third stage, this ԑ carbide transforms into a transition carbide having an intermediate structure between θ and χ carbides.