[Métallurgie] La restauration au recuit des aciers Dual-Phase étudiée in operando

La microstructure des aciers Dual Phase est constituée d’îlots de martensite, phase de haute résistance, dispersés dans une matrice ferritique recristallisée ductile. Cette microstructure caractéristique est obtenue par le recuit dans le domaine intercritique d’une microstructure ferrito-perlitique laminée à froid.
Au cours du recuit intercritique, de nombreux mécanismes métallurgiques rentrent en interaction et, en particulier, la recristallisation et la transformation de phase.

Ces deux mécanismes interagissent à des degrés plus ou moins importants selon la vitesse de chauffe. Aux vitesses de chauffe lente (≈ 1°C/s), la recristallisation est complète avant le début de la transformation de phase. Les nouveaux grains austénitiques apparaissent alors aux joints de grains de ferrite recristallisés et équiaxes. Une morphologie dite en collier est obtenue. Au contraire, aux vitesses de chauffe rapide (≈ 100°C/s), la recristallisation est retardée jusqu’au début de la transformation de phase. L’austénite se forme le long des grains de ferrite déformés et prend une forme allongée. Une morphologie dite en bande est obtenue.

A des températures plus basses, la restauration et la recristallisation entrent en compétition pour la même force motrice, l’excès d’énergie élastique stockée par les défaut cristallins (dislocations, sous-joints, etc.). Les chercheur·e·s de l’IJL ont mis en place une méthode de suivi in operando de la restauration. A l’aide de mesures par diffraction des rayons X haute énergie sur ligne de lumière synchrotron, la densité de dislocations a pu être évaluée in situ avec une excellente résolution temporelle au cours du recuit d’un acier ferritique sévèrement déformé. En particulier, un phénomène de saturation dépendent de la température de maintien a été mis en évidence.

Cette étude a été conduite en collaboration avec le centre de recherche d’ArcelorMittal à Maizières-lès-Metz das le cadre d’un contrat CIFRE (thèse de Clélia Couchet).

Références :

Titre : Recovery of severely deformed ferrite studied by in situ high energy X-Ray diffraction
Auteurs : Clélia Couchet, Sébastien Y.P. Allain, Guillaume Geandier, Julien Teixeira, Steve Gaudez, Juan Macchi, Mathias Lamari and Frédéric Bonnet
Nom de la revue : Materials Characterization
Date de parution (en ligne) : Août 2021
Lien : https://doi.org/10.1016/j.matchar.2021.111378
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Schéma de principe d’une expérience in situ par diffraction des rayons X haute énergie sur ligne de lumière synchrotron et cliché de diffraction 2D. Ces clichés (fréquence d’acquisition 10 Hz) permettent de suivre la restauration de la densité de dislocations avec une excellente résolution temporelle. La phase alpha correspond à la ferrite.