Science des Matriaux - Gnralits
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
GnralitsLes diagrammes de phases sont des reprsentations, dans
le plan isobare (T, X) (temprature - composition), de la
constitution physico-chimique d'un alliage dans son tat
thermodynamique d'quilibre. Il fournit en fonction de la temprature
la nature, la composition chimique et les fractions massiques des
phases en prsence pour un alliage de concentration dtermine. Les
diagrammes de phases dcrivent les quilibres liquide solide et
solide solide qui rgissent la solidification des alliages. titre
d'exemple, la figure ci-dessous donne l'allure d'un diagramme de
phases : il s'agit d'un diagramme fictif d'alliage binaire AB
mettant en vidence des domaines monophass, biphass et triphass en
accord avec la rgle de Gibbs (v = 3 - ). Dans le cas envisag,
l'lment A prsente deux formes cristallines notes et , de mme pour
l'lment B : et . Le diagramme de phases prsente six phases
diffrentes : la phase liquide (prsente au dessus du liquidus, qui
dfinit la limite au-dessus de laquelle il n'y a que du liquide)
solution solide primaire de B dans ' solution solide primaire de B
dans solution solide primaire de A dans ' solution solide primaire
de A dans solution solide intermdiaire A m Bn compos dfini
Remarquons que le solidus dfinit la limite en de de laquelle il n'y
a plus de
Philippe Lours - EMAC
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06:02:32]
Science des Matriaux - Crdits
Science des Matriaux
Crdits
CrditsScience des MatriauxArchitecture et Cohsion des
solidesPhilippe Lours - EMAC
Rayons X et CristauxPhilippe Lours - EMAC
Les Dfauts Dans Les SolidesPhilippe Lours - EMAC
Les Dfauts Linaires HistoriqueTraces de glissement :
micrographie lectronique en transmission montrant des traces de
glissement la surface d'un polycristal Aluminium - Silicium -
Magnsium (6056).vido de Franois Delmas, CEMES (Toulouse)
Les Dfauts Bidimensionnels Les Joints de GrainsMicrographies
optiques d'un acier inoxydable montrant les grains et les joints de
grains constitutifs de l'alliage ( gauche) et Joints de grains (
droite) vus en MET (interface Aluminium/Aluminium en haut ;
interface Aluminium/Germanium en bas).photographies de Serge Tovar
et de Philippe Lours, CROMEP - ENSTIMAC
Aubes de turbine monocristalline et polycristalline
(solidifiction dirige, quiaxe)photographie de Farhad Reza-Aria
CROMEP -
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06:02:52]
Science des Matriaux - Architecture et Cohsion des solides
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rappel Sur la Structure de
l'Atome Les Liaisons Chimiques Notions d'Ordre et de Dsordre
Cristallographie Gomtrique Structure des Solides Proprits Lies la
Structure Rayons X et Cristaux Les Dfauts Dans Les Solides Alliages
et Diagrammes de Phases Transformations de Phases
Architecture et Cohsion des solides
Rappel Sur la Structure de l'Atome Les Liaisons Chimiques
Notions d'Ordre et de Dsordre Cristallographie Gomtrique Structure
des Solides Proprits Lies la Structure
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Science des Matriaux - Rayons X et Cristaux
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux
Introduction Gnralits sur les Rayons X Production des Rayons X
Absorption des Rayons X Interactions Rayons X / Matire Dtection des
Rayons X Mthodes d'Investigation Utilisant les Rayons X La
Radiocristallographie Les Dfauts Dans Les Solides Alliages et
Diagrammes de Phases Transformations de Phases
Rayons X et Cristaux
Introduction Gnralits sur les Rayons X Production des Rayons X
Absorption des Rayons X Interactions Rayons X / Matire Dtection des
Rayons X Mthodes d'Investigation Utilisant les Rayons X La
Radiocristallographie
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Science des Matriaux - Les Dfauts Dans Les Solides
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Introduction Les Dfauts Ponctuels Les
Dfauts Linaires Les Dfauts Bidimensionnels Les Dfauts
Tridimensionnels Alliages et Diagrammes de Phases Transformations
de Phases
Les Dfauts Dans Les Solides
Introduction Les Dfauts Ponctuels Les Dfauts Linaires Les Dfauts
Bidimensionnels Les Dfauts Tridimensionnels
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Science des Matriaux - Alliages et Diagrammes de Phases
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Transformations de Phases
Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases
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Science des Matriaux - Introduction
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Transformations de Phases
Introduction part quelques cas particuliers, les mtaux sont
rarement utiliss industriellement l'tat pur. Gnralement on utilise
des alliages qui sont des mlanges de plusieurs mtaux purs en
proportions donnes ; ils sont constitus de deux (alliages
binaires), trois (alliages ternaires),... n lments. Les alliages
sont composs d'une phase (alliages monophass) ou de plusieurs
phases (alliages polyphass). Une phase peut tre dfinie comme tant
une partie homogne du matriau ayant une composition chimique et une
structure propres. l'tat solide, deux types de phases peuvent tre
mises en vidence : les solutions solides et les composs dfinis. Les
alliages peuvent tre tudis comme des systmes physiques dont la
variance est donne par la rgle de Gibbs (ou rgle des phases) : v =
n + 1 - , exprime sur la figure suivante. v reprsente la variance
du systme et correspond au nombre de variables indpendantes dont il
est ncessaire et suffisant de connatre la valeur pour dfinir
compltement le systme (gnralement la temprature et la composition
chimique des phases en prsence, la pression tant quant elle fixe
dans la plupart des procds mtallurgiques), n reprsente le nombre de
constituants indpendants et reprsente le nombre de phases. Pour les
alliages binaires, pour lesquels n = 2, v = 3 - . Le nombre de
phases, selon les tats du systme, peut tre un (monophas), deux
(biphas) ou trois (triphas) ; une variance ngative n'ayant aucun
sens physique. P l bi h l
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Science des Matriaux - Les Solutions Solides
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Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Introduction Les Solutions
Solides Primaires Les Solutions Solides d'Insertion (ou
Interstitielles) Les Solutions Solides de Substitution Les
Solutions Ordonnes Les Composs Dfinis Les Diagrammes de Phases
Transformations de Phases
Les Solutions Solides
Introduction Les Solutions Solides Primaires Les Solutions
Solides d'Insertion (ou Interstitielles) Les Solutions Solides de
Substitution Les Solutions Ordonnes
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Science des Matriaux - Les Composs Dfinis
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Gnralits
Importance et Intrt des Composs Dfinis Les Diagrammes de Phases
Transformations de Phases
Les Composs Dfinis
Gnralits Importance et Intrt des Composs Dfinis
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Science des Matriaux - Les Diagrammes de Phases
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Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
Les Diagrammes de Phases
Gnralits Cas de la Transformation Eutectique Cas des
Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation Solidification
l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
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Science des Matriaux - Cas de la Transformation Eutectique
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Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
Cas de la Transformation EutectiqueUne telle transformation est
schmatise sur le diagramme binaire (A-B) de la figure ci-aprs. Ce
diagramme prsente trois domaines monophass : le domaine liquide L,
le domaine de solution solide primaire de B dans A, le domaine de
solution solide primaire de A dans B. la temprature T E , les
alliages X (masse % de B) tels que X(S1 ) X X ( S ) 3 sont triphass
et composs de (S 1 ), de liquide (E) et de (S3 ). On met en vidence
l'quilibre eutectique :
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06:16:59]
Science des Matriaux - Cas des Transformations Eutectodes
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Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
Cas des Transformations EutectodesCes transformations se
produisent entirement entre phases solides mais prsentent de trs
nombreuses analogies avec les transformations eutectiques. Un
exemple trs important est celui de la transformation eutectode
perlitique dans le diagramme de phases Fe-C. Cette transformation
est dcrite par :
Philippe Lours - EMAC
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06:17:21]
Science des Matriaux - Les Phnomnes de Sgrgation
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Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
Les Phnomnes de SgrgationLes conditions de ralisation de
l'quilibre thermodynamique exigent des vitesses de refroidissement
trs lentes, pour qu' chaque instant, chacune des phases en prsence
puisse tre considre comme chimiquement homogne. En pratique ces
conditions sont trs rarement ralises. L'homognisation est assure
par les phnomnes de diffusion qui seront dcrits au chapitre IV.
Gnralement la diffusion est beaucoup plus lente en phase solide
qu'en phase liquide et on peut admettre en premire approximation
que : la diffusion est nulle en phase solide, l'homognisation est
parfaite en phase liquide. Ces hypothses permettent de dcrire
qualitativement le phnomne de sgrgation. Si un alliage de
composition X est refroidi depuis l'tat liquide (voir Sch.), il
apparat des cristaux de phase de composition (XS) c ds la
temprature T c de solidification commenante. Si la diffusion tait
parfaite les compositions des phases solide et liquide suivraient
rigoureusement le solidus M0 M1 et le liquidus P0 P1 . A la
temprature T, on aurait des cristaux solides de phase homognes de
composition XS et une phase liquide homogne de composition Xl. La
solidification serait termine (T f) th , les dernires traces de
liquide ayant la composition (Xl) 1 .
Philippe Lours - EMAC
http://nte.mines-albi.fr/SciMat/co/SM4uc3-4.html[15/04/2011
06:17:55]
Science des Matriaux - Solidification l'chelle du Lingot ou de
la Pice Moule
Science des Matriaux
Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Introduction Les Solutions Solides Les Composs Dfinis Les
Diagrammes de Phases Gnralits Cas de la Transformation Eutectique
Cas des Transformations Eutectodes Les Phnomnes de Sgrgation
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice Moule
Transformations de Phases
Solidification l'chelle du Lingot ou de la Pice MouleLors de
l'laboration d'un alliage, le matriau est port l'tat liquide puis
il est coul dans une lingotire ou moul pour obtenir une pice de
forme. Dans le cas de la coule statique en lingotire, la structure
macroscopique de l'alliage dpend la fois de la vitesse de
germination et de la vitesse des changes thermiques (nature et
paisseur de la paroi de la lingotire). Si on considre une tranche
mi-hauteur de la lingotire on observe gnralement trois zones de
cristallisation diffrentes, comme cela est prsent sur
l'illustration suivante : zone I (peau) : au dbut de la
solidification, le refroidissement est intense au niveau de la
paroi, il y a une forte surfusion, les germes de cristallisation
sont trs nombreux donc la croissance des grains est trs limite :
les cristaux forms sont quiaxes, de faible taille et leur
orientation est quelconque. zone II (zone basaltique) : au fur et
mesure que la peau se solidifie, la surfusion s'abaisse, le pouvoir
de germination diminue donnant lieu des grains de forme allonge
colonnaire. zone III (zone centrale de solidification quiaxe) : le
lingot se dcolle progressivement de la paroi et les changes
thermiques se font plus lentement. La solidification se fait dans
un liquide temprature
Philippe Lours - EMAC
http://nte.mines-albi.fr/SciMat/co/SM4uc3-5.html[15/04/2011
06:18:25]
Science des Matriaux - Transformations de Phases
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Architecture et Cohsion des solides Rayons X et Cristaux Les
Dfauts Dans Les Solides Alliages et Diagrammes de Phases
Transformations de Phases La Diffusion Les Transformations de
phases
Transformations de Phases
La Diffusion Les Transformations de phases
Philippe Lours - EMAC
http://nte.mines-albi.fr/SciMat/co/SM5.html[15/04/2011
06:18:45]
Transformations de phases et configuration du diagramme
d'quilibre
http://nte.mines-albi.fr/SciMat/co/SM_4-3_ods.html[15/04/2011
06:18:48]
Science des Matriaux - Science des Matriaux
Science des Matriaux
Science des MatriauxPhilippe Lours1.6 29 janvier 2010
Philippe Lours - EMAC
http://nte.mines-albi.fr/SciMat/co/SciMat_web.html[15/04/2011
06:19:58]
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Science des Matriaux
Science des MatriauxParticipantcole des Mines d'Albi-
CarmauxPhilippe Responsable de l'option MAS Lours Gnie Mcanique et
Matriaux
Financements
RalisationGestion de projet Fabien Baillon Intgration numrique
Conception graphique
GraphismePhilippe Lours Conception des schmas Conception des
schmas Retouches
Fabien Baillon
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Science des Matriaux - Plan du site
Science des Matriaux
Plan du siteScience des Matriaux Architecture et Cohsion des
solides Rappel Sur la Structure de l'Atome Les Liaisons Chimiques
Notions d'Ordre et de Dsordre Cristallographie Gomtrique Les Rseaux
Cristallins Les Systmes d'Indices des Directions et des Plans
Cristallographiques Structure des Solides Structure des Solides
Liaisons Mtalliques Structure des Solides Liaisons Covalentes
Solides Liaisons Ioniques Structure des Polymres Proprits Lies la
Structure Rayons X et Cristaux
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06:20:27]
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