Application du Diagramme TTT

On considère quatre échantillons en acier eutectique (0.8%C) refroidis selon les lois de refroidissement 1(rose), 2 (vert), 3 (bleu) et 4 (jaune) dont le diagramme TTT est représenté par la figure suivante :

On veut décrire comment se produisent les transformations, quelles sont les compositions résultantes et identifier la nature de ces transformations (ou traitements thermiques).

Loi 1 : le matériau est refroidit rapidement jusqu'à 160°C , qui est inférieure à Ms donc l'austénite ne trouve pas le temps suffisant pour se transformer en Perlite ou en bainite. Et comme 160°C est la température à la quelle on a 50% d'austénite transformée,

• La composition finale est 50% martensite et 50% austénite résiduelle (non transformée)
• Cette loi de refroidissement correspond est la trempe classique avec refroidissement rapide.

Loi 2 : Le matériau est refroidit rapidement jusqu'à 260°C , qui est légèrement supérieure à Ms et maintenu à cette température jusqu'à 100 s. Ce temps n'est pas suffisant pour former la bainite. Pour cela le deuxième refroidissement à partir de 260°C jusqu'à la température ambiante aboutit à la formation de la martensite.

La structure obtenue est 100% martensitique.

Cette loi de refroidissement correspond donc à une trempe étagée martensitique : cette trempe permet d'éviter les tapures éventuelles surtout pour les pièces massives.

Loi 3 : Le matériau est refroidit rapidement jusqu'à 300°C , qui est supérieure à Ms et maintenu à cette température jusqu'à 600 s. Ce temps correspond à la transformation de 50% de l'austénite instable en bainite. Le refroidissement rapide jusqu'à l'ambiante à l'instant 600 s aboutit à la transformation de l'austénite restante en martensite.

• La structure finalement obtenue est 50% bainite et 50% martensite.
• Cette loi de refroidissement correspond à une trempe étagée moitié bainitique moitié martensitique

Loi 4 : Le matériau est refroidit rapidement jusqu'à 600°C , qui est située au dessous de 723° et légèrement supérieure au nez de la courbe (550°C). Maintenu à cette température jusqu'à 3,6 10³ s soit 1 heure. Ce temps est suffisant pour que l'austénite se transforme totalement en perlite fine (temps de fin de transformation est 20s). La perlite est un composé stable à une température inférieure à 723°C. Un refroidissement ultérieure même rapide n'aboutit à aucun changement de structure. Donc à la température ambiante,

• La composition obtenue est de la perlite fine à 100%
• Cette loi correspond à une transformation perlitique.