Cémentation en phase gazeuse d’aciers inoxydables : approche expérimentale et théorique
La simulation numérique, la thermogravimétrie et l’analyse d’images offrent la possibilité de simuler d’une part l’influence des éléments d’alliage sur la composition des phases et d’autre part l’évolution des profils de fraction massique en carbone obtenus après transfert de carbone à l’interface gaz solide. L’objectif est de maîtriser aussi bien le choix du matériau que le procédé de cémentation à mettre en œuvre pour son traitement.
Figure 1 : évolution de la courbe de prise de masse et de la structure d’un alliage Fe-13Cr-Ni-Mo-C traité à 950 °C.
Figure 2 : Coupe pseudo binaire d’un alliage Fe-13Cr-C.
Figure 3 : évolution des fractions massiques des phases constituant un alliage Fe-13Cr-C à 950°C en fonction de la teneur totale en carbone.
Figure 4 : évolution du pourcentage massique de chrome dans chaque phase d’un alliage Fe-13Cr-C à 950 °C en fonction de la teneur totale en carbone.
Figure 5 : Coupe isotherme à 950 °C d’un Fe-13Cr-.
Figure 6 : Pourcentage de chrome dans l’austénite en fonction de la concentration totale en carbone pour deux alliages à 980 °C.
Figure 7 : Répartition de la teneur en chrome en fonction de la teneur en carbone Acier XCrNi17.2 à 980 °C.
Figure 8 : Profils carbone simulés et mesures expérimentales après l’enrichissement d’un alliage Fe-13Cr-Ni-Mo-C à 950 °C.
Figure 9 : Comparaison des pourcentages surfaciques de carbures expérimentaux et théoriques en fonction de la concentration totale en carbone alliage Fe-13Cr-Ni-Mo-C à 950 °C.
Figure 10 : Comparaison des profils carbone simulés après enrichissement puis diffusion à flux nul de 3 heures avec les mesures expérimentales pour un alliage Fe-Cr-Ni-Mo-C à 950 °C.
Figure 11 : Profils carbone mesurés et calculés X12CrNiMoV12 à 955 °C.
Figure 12 : Coupe isotherme à Fe-Cr-C à 955 °C.
Figure 13 : Microstructures observées après 9 heures d’enrichissement.
Figure 14 : Comparaison entre les profils carbone simulés et les analyses expérimentales au cours d’un enrichissement pour différents temps de traitement d’un alliage Fe-Cr-Ni-Mo-C à 950 °C.
Figure 15 : Influence du film de Cr2O3 sur le transfert de carbone à 955 °C (Fe-13Cr-2Ni).
Figure 16 : Diagramme de stabilité des phases du système Fe-13Cr-C-O à 870, 950, 1 000 °C
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