Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Etude théorique et expérimentale de transformations de phase par diffusion dans des aciers sous champ magnétique intense

Résumé : Dans ce travail, l'influence du champ magnétique sur l'équilibre de phase est théoriquement simulée dans le système binaire Fe-C. Les nouvelles caractéristiques de la transformation de phase diffusive se produisant sous champ magnétique dans l'acier, 42CrMo, à moyen carbone allié sont systématiquement étudiées du point de vue expérimental et théorique. Au cours de la simulation,le modèle de Weiss est corrigé en substituant au coefficient moléculaire de champ un coefficient d'ordre à courte distance valide autour et au-dessus de la température de curie Tc, de sorte que les variations précises de la magnétisation de la ferrite en fonction de la température sont obtenues. Les susceptibilités calculées basées sur le modèle corrigé sont en bon accord avec celles mesurées aux températures au-dessus de Tc La susceptibilité magnétique de l'austénite est calculée sur la base du modèle de bandes. La confusion dans l'expression du changement d'énergie qui résulte du champ magnétique est également clarifiée. L'influence du champ magnétique est présentée comme une force d'entraînement supplémentaire. Sur cette base, les lignes d'équilibre ag et ga dans le diagramme de phase Fe-C sous le champ magnétique sont simulées. Les résultats prouvent que le champ magnétique peut imposer une influence remarquable sur l'équilibre de phase en agrandissant le domaine d'existence de la ferrite et en rétrécissant celui de l'austénite, par conséquent pour augmenter évidemment les températures Ae3 des aciers et pour déplacer le point eutectoïde vers les concentrations en carbone plus élevées ou les températures plus élevées. Le champ magnétique peut considérablement augmenter la quantité de ferrite produite et accélérer la vitesse de transformation de l'austenite en ferrite. Enfin, une microstructure de ferrite et perlite fine et homogène au taux d'équilibre est obtenue avec une vitesse de refroidissement rapide (46 °C/min) grâce à la combinaison des effets thermodynamiques et cinétiques. Une nouvelle méthode de recuit rapide sous le champ magnétique a été développée et proposée. Le champ magnétique peut manifestement abaisser la barrière de nucléation de la ferrite à partir de l'austenite. Avec son effet cinétique, la nucléation à hautes températures de la ferrite sur les frontières de l'austenite est dominante à un taux de refroidissement moyennement lent (10 °C/min). Avec la déformation inhomogène du laminage à chaud précédent, une microstructure de ferrite et de pearlite alignées et distribuées alternativement le long de la direction du laminage à chaud est obtenue quand le champ magnétique est appliqué dans la même direction que celle du laminage à chaud. Pendant le recuit à hautes températures, le champ magnétique peut efficacement empêcher la croissance directionnelle de la cementite le long des frontières des platelets de martensite et des joints des macles intérieures en augmentant l'énergie interfaciale cementite/ferrite et l'énergie magnétostrictive et par conséquent démontrer un effet de spheroidization. En attendant, il retarde manifestement le processus de restauration de la matrice mais ne démontre aucun effet manifeste sur la distribution des orientations des domaines libres de distorsions de réseau. L'influence du champ magnétique sur le recuit à basse température modifie la séquence de précipitation des carbures de transition, ce qui provoque la précipitation du carbure monoclinique c-Fe5C2 typique de températures relativement hautes avec une distribution plus dense et de plus petites tailles, au lieu du carbure orthorhombique h- Fe2C habituel. Ainsi la dureté du matériau est augmentée de près de 9%. L'étude des effets du champ magnétique sur des transformations de phase diffusives contribue au développement de ce secteur de recherches et présente à la fois une portée théorique et un intérêt technique.
Mots-clés : Acier
Complete list of metadatas

Cited literature [88 references]  Display  Hide  Download

https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01750143
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 12:39:04 PM
Last modification on : Friday, April 10, 2020 - 2:12:22 AM

File

Zang.Yudong.SMZ0419.pdf
Files produced by the author(s)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01750143, version 1

Citation

Yudong Zhang. Etude théorique et expérimentale de transformations de phase par diffusion dans des aciers sous champ magnétique intense. Autre [cond-mat.other]. Université Paul Verlaine - Metz, 2004. Français. ⟨NNT : 2004METZ019S⟩. ⟨tel-01750143⟩

Share

Metrics

Record views

42

Files downloads

40