Ebook La microstructure des aciers et des fontes Genèse et Interprétation |EDP Sciences

Le premier cas est représenté par les aciers pour emballage, particulièrement les aciers pour boîtes de boisson. L'accroissement de la résistance mécanique de ces aciers permet d'en diminuer l'épaisseur au-dessous de 150 rtm. Il est donc nécessaire de pouvoir contrôler la propreté inclusionnaire lors de la production et de limiter le nombre d'inclusions d'une taille supérieure au micromètre à une inclusion par kilomètre de tôle.

Un second exemple est lié aux transformations de phases à l'état solide. En fonction des conditions thermomécaniques et de la composition de l'acier, les conditions d'équilibre à l'interface peuvent fortement varier entraînant ainsi des cinétiques de transformation différentes de plusieurs ordres de grandeur. Du point de vue microstructural, ceci peut conduire à des pics de concentration très localisés à l'interface ; seules des techniques expérimentales de pointe, comme la microscopie en transmission à haute résolution ou la tomographie tridimensionnelle, permettent de vérifier localement ces différentes hypothèses.

Très tôt la multiplicité des structures des aciers et des fontes intrigue. L'esthétisme de certaines épées de Damas est aussi un signe de leur qualité : les microstructures renseignent sur les bonnes propriétés d'emploi. En redécouvrant ces objets, l'étude scientifique de ces structures, de la composition, de la nature, de la géométrie des dessins d'une lame, procure également les indices des modes de fabrication et d'élaboration suivis. Cet exemple historique introductif illustre le fil conducteur de l'ouvrage, le rôle central que jouent les microstructures dans les aciers et les fontes.

Les multiples transformations structurales se produisant dans les aciers lors de leur solidification et de leur refroidissement compliquent la lecture et l'interprétation des microstructures qui ne peuvent plus se suffire à elles seules. De nombreux travaux de recherche éclairent leur analyse par la compréhension scientifique des mécanismes mis en jeu et par leur modélisation. Les structures deviennent alors des "marqueurs" très locaux de la composition et des évolutions thermomécaniques ; elles conservent la mémoire des évolutions métallurgiques successives et permettent d'en quantifier les cinétiques.

Les diagrammes d'équilibre sont une base essentielle pour l'interprétation des structures. Leur détermination expérimentale s'affine par l'analyse précise des microstructures d'équilibre. Les progrès récents en modélisation permettent de compléter et d'enrichir les diagrammes expérimentaux et de simuler les structures d'équilibre. La grande originalité de ce livre réside ainsi dans un échange constant et enrichissant entre les aspects d'équilibre, les observations microstructurales, la modélisation des équilibres et des microstructures. Cette approche permet également d'aborder la diversité des aciers à partir d'une série d'exemples typiques illustrant les grandes classes de phénomènes métallurgiques. Cette démarche éclaire d'un jour nouveau l'interprétation de diagrammes parfois délicate pour le non spécialiste ; en parallèle, elle interpelle le métallurgiste expérimentateur sur les limites de l'observation et de l'interprétation des micrographies, lui évitant de tomber dans le piège des artefacts ou de conclure de façon parfois trop hâtive sans une prise en compte correcte des aspects cinétiques.

Ce balayage très exhaustif des évolutions métallurgiques dans les aciers et les fontes permet au lecteur d'aborder la dernière partie du livre qui présente de façon déductive les grandes familles d'aciers. On prend alors conscience de l'apport de la démarche scientifique dans l'élaboration de nouvelles nuances, permettant une accélération du développement et des ruptures dans l'innovation que n'aurait pas pu apporter la seule approche empirique.

Cet ouvrage trouvera naturellement sa place dans les bureaux et près des microscopes d'un large public. Il alertera les spécialistes de l'expertise et du contrôle sur la nécessité impérieuse de s'appuyer sur une compréhension scientifique rigoureuse pour l'interprétation des microstructures. Il assistera les ingénieurs de l'industrie dans leur mission de développement de nouveaux aciers répondant toujours mieux aux défis des utilisateurs. Aux enseignants, il fournira une large base d'exemples illustrant la métallurgie de façon concrète en les faisant profiter de la riche expérience capitalisée par l'auteur au travers des nombreux cas étudiés. Il ouvrira aux étudiants le monde des aciers et des fontes en leur faisant parcourir de façon pédagogique un vaste domaine de connaissances métallurgiques.