Traitement de revenu de la bainite


par H. K. D. H. Bhadeshia

traduit par T. Sourmail

L'étendue et la vitesse des changements de microstructure et de propriétés dépendent nécessairement de l'écart à l'équilibre présenté par l'échantillon. Nous nous attendons de ce fait, pour la bainite, à un comportement en revenu différent de celui de la martensite.

Au contraire de la martensite, la ferrite bainitique ne contient souvent qu'un faible excés de carbone en solution. La plus grande partie du carbone se trouve sous forme de particules de cémentite, qui sont par ailleurs plus grosses que celles présentes dans une martensite revenue. Pour le même acier, les effets d'un traitement de revenu sur une microstructure bainitique sont donc moins marqués que lors d'un revenu sur une structure martensitique.

La bainite se forme à des températures assez hautes, de sorte que la restauration a lieu pendant la transformation. En conséquence, le recuit d'aciers bainitiques à bas carbone n'entraine qu'une faible restauration et des faibles modifications dans la morphologie et les particules de carbure, même à des températures de 700oC (1 h). On observe un adoucissement rapide lorsque la structure en plaques de la bainite fait place à une structure équiaxe. Ce changement s'accompagne d'une sphéroïdisation et croissance des particules de cémentite. Prolonger le revenu n'a que des effets minimes.

Au contraire des aciers martensitiques, de faibles variations (0.06-0.14 wt.%) dans la teneur en carbone n'ont que peu d'effet sur le revenu de la bainite. Le carbone ayant un important effet de renforcement par solution solide, la résistance de la martensite chute de manière importante lorsque le carbone précipite pendant le revenu. Dans la bainite, le carbone est essentiellement présent sous forme de gros précipités qui contribuent peu à sa résistance. Il n'est donc pas surprenant d'observer que l'effet du revenu dépend peu de la teneur globale en carbone.

La pluspart des microstructures bainitiques présentent une quantit&eacute non négligeable d'austénite résiduelle. Un revenu à une température supérieure à 400 oC entraine sa décomposition en ferrite et carbures.

Les aciers bainitiques contenant de fort promoteurs de la précipitation de carbures (Cr,V,Mo,Nb) présentent un durcissement secondaire durant les revenus à haute température. Le phénomène de durcissement secondaire a lieu lorsque se produit une fine précipitation de carbures avec les éléments d'alliage, au dépend de la cémentite. La cémentite étant sous forme d'épaisses particules dans la bainite, le phénomène de durcissement secondaire y est relativement lent (si l'on compare avec la martensite).

L'utilisation d'aciers bainitiques au cuivre est particulièrement interéssante pour l'ingénierie lourde. Le traitement de revenu entraine la formation de fines particules de cuivre qui contribuent à la résistance sans mettre en danger la résilience.

En résumé, les comportements au revenu de la bainite et de la martensite diffèrent significativement; la cause la plus importante étant la faible quantité de carbone en solution solide dans la bainite. Ceci implique que la microstructure bainitique est bien moins sensible au revenu, étant donné qu'il n'y a quasiment pas de perte de résistance par diminution de la quantité de carbone en solution. On observe d'importants changements lorsque la microstructure en plaquettes fait place à une microstructure équiaxe. La résistance n'est que légèrement affectée par la coalescence des particules de cémentite ou la restauration. Les aciers bainitiques contenant de fort promoteurs pour la précipitation de carbures présentent une étape de durcissement secondaire assez semblable à celle observée dans les aciers martensitiques; elle est liée à la précipitation de fines particules de carbures formés avec les éléments d'alliage.

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