[Publication] Cartographie compositionnelle à haut débit de la cinétique de transformation de phase dans l'acier faiblement allié

L'espace de conception de ces nuances est hautement multidimensionnel, étant donné les nombreux éléments d'alliage potentiels. Les techniques de caractérisation qui sont généralement utilisées pour évaluer la cinétique de transformation, telles que la métallographie ou la dilatométrie, prennent beaucoup de temps, en raison de leur limitation à un seul temps de transformation ou à une seule composition par expérience.

L'approche à haut débit présentée ici surmonte ces limitations en combinant des échantillons à gradient de composition avec la diffraction des rayons X in situ résolue dans le temps et dans l'espace, ce qui donne des enregistrements cinétiques complets sur une gamme de compositions en une seule expérience.

Son application à l'acier faiblement allié nécessitait de relever des défis spécifiques liés à la réactivité et à la thermodynamique du matériau. La transformation de l'austénite en ferrite a été choisie pour illustrer ses bénéfices. En utilisant la riche base de données résultante, le mécanisme de transformation a été examiné de manière quasi-continue à travers les sections de l'espace de composition. Ni le para-équilibre, ni l'équilibre local avec un modèle de partition négligeable, ni une transition du premier au second ne sont applicables sur toute la gamme des conditions étudiées. Au lieu de cela, la cinétique observée a été expliquée en tenant compte de l’effet solute drag exercé par les solutés sur l'interface mobile.

Ce travail est une contribution majeure à l'accélération de la conception des futures nuances d'acier faiblement allié, impliquant la transformation de l'austénite en ferrite ou toute autre transformation à laquelle la méthodologie actuelle à haut débit peut être adaptée.

Titre : High-throughput compositional mapping of phase transformation kinetics in low-alloy steel

Auteurs : Imed-Eddine Benrabah, Frédéric Bonnet, Benoît Denand, Alexis Deschamps, Guillaume Geandier, Hugo P. Van Landeghem

Nom de la revue : Applied Materials Today

Date de parution (en ligne) : 16 mars 2021

Lien : https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.100997

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Illustration schématique des différentes étapes de la méthodologie combinatoire : 1- compression uniaxiale à chaud. 2- Décarburation et traitements de diffusion à haute température. 3- Traitement de re-carburation. 4- Raffinement de la taille des grains. 5- Collecte des cinétiques par diffraction des rayons X à haute énergie. 6- Traitement des données