Abstract FR:

Ce travail a eu pour but: d'analyser les divers phenomenes developpes lors du frittage de melanges pulverulents (fe-ni-c), d'en deduire les conditions correctes d'elaboration des alliages correspondants, puis de caracteriser leur comportement structural. Dans un premier temps, le comportement des elements purs de base et des differents melanges fe-ni (de teneur en nickel inferieure a 30% massique) a ete etudie principalement par dilatometrie, microscopie optique, rx les resultats obtenus ont montre que: l'ajout de nickel (qui diffuse facilement dans le fer) exerce un effet favorable sur la dimension moyenne du grain des solutions solides (fe-ni) formees a temperature elevee ; cette derniere est d'autant plus faible que le pourcentage de nickel est eleve. Par ailleurs un effet kirkendall se manifeste, surtout pour les teneurs superieures a 10% nickel. Cet effet resulte de la mobilite plus forte du nickel: il se traduit par un gonflement parasite et la formation d'une porosite secondaire defavorable a la densification des alliages formes. Dans un second temps, l'influence de l'atmosphere de traitement sur le comportement des composants de base (fer, nickel, graphite) ou des alliages binaires (fe-ni ; ni-c et fe-c) a ete consideree. En operant sous atmosphere inerte, il est impossible de conferer la teneur en carbone desiree, du fait de la decarburation aleatoire provoquee par la presence d'oxygene ou de vapeur d'eau residuels. L'emploi (a temperature elevee) d'une atmosphere a potentiel carbone controle (h#2+0,5%ch#4), et la mise en uvre de differentes atmospheres successives (hydrogene, argon et h#2+ 0,5%ch#4) ont permis aux alliages (fe-ni-c) finalement obtenus de conserver pratiquement la concentration en carbone du melange pulverulent initial ; par ailleurs, par traitement de 20h a 1050c ou de 2h a 1200/1300c une homogeneisation satisfaisante est realisee. Dans un troisieme temps les evolutions structurales des alliages (fe-xni-yc) ainsi elabores (avec x = 18-20, y = 0,2- 0,4- 0,8) ont ete etudiees ; par dilatometrie a faible vitesse (300c/h) ; les resultats obtenus sur des alliages prealablement trempes a 77k ont montre qu'au chauffage on observe successivement: la precipitation du carbure (30 - 160c), puis la formation du carbure (275 - 450c), enfin, la transformation austenitique, laquelle se developpe en deux etapes: formation d'une austenite #r enrichie en nickel (450 - 750c), suivie de la transformation ; #p --- #p (750 - 850c). Au refroidissement ces alliages ternaires sont le siege d'une precipitation de graphite entre 850 et 650c, puis d'une transformation martensitique qui n'est que partielle a 20c. Par dilatometrie a vitesse rapide il a ete observe qu'a partir de vc = 5c/s, la transformation austenitique s'effectue en une seule etape (490 - 600c), ce qui traduit un net changement des mecanismes controlant cette transformation. Une etude complementaire a permis de preciser l'influence de la vitesse de chauffage sur l'evolution des points a#s et a#f. L'evolution du point m#s en fonction de la composition des alliages a permis de confirmer que le nickel et le carbone abaissent fortement la temperature d'apparition de la martensite: ainsi pour des alliages contenant 0,8%c, les points m#s sont respectivement de -125c (18%ni) ou de -159c (20%ni). Par ailleurs, l'etude des transformations au refroidissement jusqu'a -150c a permis de conclure que la martensite formee est du type en lattes pour c% < 0,4 et qu'elle est du type aciculaire pour c = 0,8%. Les densites des materiaux frittes sont comprises entre 7,3 et 7,7 ; la durete apres trempe a -150c peut atteindre 700vickers pour une teneur en carbone de 0,8% mass