« Martensite » : différence entre les versions
lien orphelin |
m {{nobr| |
||
| (14 versions intermédiaires par 9 utilisateurs non affichées) | |||
| Ligne 1 : | Ligne 1 : | ||
{{confusion| |
{{confusion|martinsite}} |
||
[[Fichier:Martensite.jpg|vignette|Martensite : Microstructure en forme d'aiguille.]] |
|||
{{ébauche|physique des matériaux}} |
|||
| ⚫ | La '''martensite''' (fer α') est une [[Phase (thermodynamique)|phase]] [[métastabilité|métastable]] des [[acier]]s, issue de la transformation sans diffusion de l'{{nobr|[[austénite]] γ}} en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de {{lien|Adolf Martens}} (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par [[Floris Osmond]] en 1890. |
||
| ⚫ | La martensite est [[Ferromagnétisme|ferromagnétique]]. Elle possède une grande [[Dureté (matériau)|dureté]] ([[dureté Vickers|HV]] > 800) et une fragilité notable. Elle a une structure en aiguilles (plaques) ou en lattes, visibles avec un grossissement suffisant, après attaque par les réactifs classiques. Ces aiguilles correspondent à des plaquettes internes dont le plan habituel est voisin de (225), orientées à l'intérieur de chaque [[Cristallite|grain]] initial d'austénite suivant trois directions parallèles aux côtés d'un triangle équilatéral. Le durcissement de la martensite est d'ordre physico-chimique ; chaque [[atome]] de carbone, plus volumineux que l'interstice où il est inséré, écarte les atomes de fer voisins, créant une sphère de perturbation autour de lui-même. Le réseau du fer est ainsi fortement distordu et ces perturbations, en bloquant le mouvement des [[dislocation]]s, durcissent l'acier. |
||
| ⚫ | La '''martensite''' (fer α') est une phase [[métastabilité|métastable]] des [[acier]]s, issue de la transformation sans diffusion de l'[[austénite]] γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de |
||
C'est une [[solution solide]] d'insertion sursaturée en [[carbone]] dans le fer α ([[Ferrite (acier)|ferrite]]), de même composition que l'austénite initiale. La transformation austénite |
C'est une [[solution solide]] d'insertion sursaturée en [[carbone]] dans le fer α ([[Ferrite (acier)|ferrite]]), de même composition que l'austénite initiale. La transformation de l'austénite en martensite consiste en une modification du [[Structure cristalline|réseau cristallin]] (avec un faible déplacement des atomes de [[fer]]), sans qu'il y ait de [[Diffusion de la matière|diffusion]] des atomes de carbone : on appelle ce type de transformation « displacive ». |
||
La martensite cristallise selon un modèle quadratique hybride. |
|||
La martensite cristallise selon un modèle quadratique hybride. On austénitise un acier (structure [[cubique à faces centrées]]) ayant une quantité de carbone supérieure à 0,05 % (limite de solubilité du carbone dans le fer alpha pour l’obtention de ferrite). Lors d'un refroidissement "classique" on observera la formation de ferrite et de cémentite sous leur forme d'équilibre que l'on retrouve dans le diagramme Fer-Carbone. Pour obtenir une structure ferritique ayant un taux de carbone supérieur à 0,05 % on effectue une trempe : cela consiste à réaliser un refroidissement suffisamment rapide pour permettre la formation d'une structure hybride que l'on nomme martensite. Lors de l'austénitisation, on observe une diffusion des atomes de carbone dans les interstitiels de la maille cubique faces centrées du fer gamma ayant la particularité d'être plus grands que ceux de la maille [[cubique centré]] du fer alpha. |
|||
Dans un premier temps, on austénitise un acier (structure [[cubique à faces centrées]]) ayant une quantité de carbone supérieure à 0,05 % (limite de [[solubilité]] du carbone dans le fer alpha de la ferrite). Lors d'un refroidissement « classique », l'austénite, qui n'est plus stable en dessous de {{unité|911|°C}}, se transforme en ferrite et en [[cémentite]] sous leur forme d'équilibre que l'on retrouve dans le [[diagramme fer-carbone]] : dans ce cas, on observe une migration d'atomes de carbone vers les [[Joint de grains|joints de grains]] formant de la [[cémentite]]. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | Pour obtenir une structure ferritique ayant un taux de carbone supérieur à 0,05 % on effectue une [[trempe (métallurgie)|trempe]] : le refroidissement plus rapide de l'acier austénitisé empêche alors la migration des atomes de carbone vers les joints de grains. Et comme l'acier tend à retourner sous son état d'équilibre qui est la maille cubique centrée à température ambiante, on observe un cisaillement suivant les plans de direction atomique les plus élevés (les diagonales du cube formant des triangles équilatéraux), permettant la naissance de la structure hexagonale hybride que l'on nomme martensitique. |
||
La martensite est [[Ferromagnétisme|ferromagnétique]]. |
|||
| ⚫ | Elle possède une grande [[Dureté (matériau)|dureté]] ([[ |
||
Le durcissement de la martensite est d'ordre physico-chimique ; chaque atome de carbone, plus volumineux que l'interstice où il est inséré, écarte les atomes de fer voisins créant une sphère de perturbation autour de lui-même. De ce fait on ne pourra observer l'apparition d'un atome de carbone qu'une fois tous les diamètres de la sphère de perturbation. Le réseau du fer est ainsi fortement distordu, et ces perturbations, en bloquant le mouvement des [[dislocation]]s, durcissent l'acier. |
|||
== Voir aussi == |
== Voir aussi == |
||
| Ligne 19 : | Ligne 17 : | ||
{{palette|Fer carbone}} |
{{palette|Fer carbone}} |
||
{{portail|chimie|physique|matériaux}} |
{{portail|chimie|physique|matériaux|métallurgie}} |
||
[[Catégorie:Acier]] |
[[Catégorie:Acier]] |
||
Dernière version du 29 juillet 2024 à 13:27
Ne doit pas être confondu avec martinsite.
La martensite (fer α') est une phase métastable des aciers, issue de la transformation sans diffusion de l'austénite γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de Adolf Martens (en) (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par Floris Osmond en 1890.
La martensite est ferromagnétique. Elle possède une grande dureté (HV > 800) et une fragilité notable. Elle a une structure en aiguilles (plaques) ou en lattes, visibles avec un grossissement suffisant, après attaque par les réactifs classiques. Ces aiguilles correspondent à des plaquettes internes dont le plan habituel est voisin de (225), orientées à l'intérieur de chaque grain initial d'austénite suivant trois directions parallèles aux côtés d'un triangle équilatéral. Le durcissement de la martensite est d'ordre physico-chimique ; chaque atome de carbone, plus volumineux que l'interstice où il est inséré, écarte les atomes de fer voisins, créant une sphère de perturbation autour de lui-même. Le réseau du fer est ainsi fortement distordu et ces perturbations, en bloquant le mouvement des dislocations, durcissent l'acier.
C'est une solution solide d'insertion sursaturée en carbone dans le fer α (ferrite), de même composition que l'austénite initiale. La transformation de l'austénite en martensite consiste en une modification du réseau cristallin (avec un faible déplacement des atomes de fer), sans qu'il y ait de diffusion des atomes de carbone : on appelle ce type de transformation « displacive ».
La martensite cristallise selon un modèle quadratique hybride.
Dans un premier temps, on austénitise un acier (structure cubique à faces centrées) ayant une quantité de carbone supérieure à 0,05 % (limite de solubilité du carbone dans le fer alpha de la ferrite). Lors d'un refroidissement « classique », l'austénite, qui n'est plus stable en dessous de 911 °C, se transforme en ferrite et en cémentite sous leur forme d'équilibre que l'on retrouve dans le diagramme fer-carbone : dans ce cas, on observe une migration d'atomes de carbone vers les joints de grains formant de la cémentite.
Pour obtenir une structure ferritique ayant un taux de carbone supérieur à 0,05 % on effectue une trempe : le refroidissement plus rapide de l'acier austénitisé empêche alors la migration des atomes de carbone vers les joints de grains. Et comme l'acier tend à retourner sous son état d'équilibre qui est la maille cubique centrée à température ambiante, on observe un cisaillement suivant les plans de direction atomique les plus élevés (les diagonales du cube formant des triangles équilatéraux), permettant la naissance de la structure hexagonale hybride que l'on nomme martensitique.
