Élément gammagène
Les éléments gammagènes sont des éléments d'alliage qui stabilisent le réseau austénitique. Ils déplacent la transformation vers des températures plus basses, de sorte qu'à refroidissement moins de martensite dure se forme. Ainsi, la soudure reste ductile et moins sensible aux fissures.
Mécanisme d'action physico-chimique
Le nickel, le Manganèseèse, le carbone et l'azote se dissolvent dans l'austénite et élargissent son domaine d'existence dans le diagramme fer-carbone. Ils abaissent la température critique de refroidissement à laquelle l'austénite se transforme en ferrite ou en martensite. Ainsi, le réseau cfc (cubique à faces centrées) est conservé même à température ambiante. Cette phase est plus douce, plus tenace et non magnétique.
Pertinence métallurgique et risques en soudage
Les éléments gammagènes réduisent la dureté et le risque de fissuration dans la zone affectée thermiquement. Mais une teneur trop élevée (surtout dans les aciers inoxydables austénitiques Cr-Ni) peut provoquer des fissures à chaud. Raison : une structure entièrement austénitique se solidifie avec un grain grossier et a une faible solubilité pour les impuretés comme le soufre et le phosphore. Ces éléments forment des films à bas point de fusion aux joints de grains, qui se déchirent sous l'effet des contraintes de retrait.
Pratique d'atelier et consignes
Lors du soudage d'aciers austénitiques, vise toujours une petite teneur en ferrite (3–10 %). Cela évite les fissures à chaud. Vérifie la composition avec le diagramme de Schaeffler : reporte l'équivalent nickel (Ni + 0,5 Mn + 30 C) contre l'équivalent chrome (Cr + Mo + 1,5 Si + 0,5 Nb). Pour les aciers non alliés : garde le carbone équivalent CEV sous 0,45 %, sinon formation de martensite par refroidissement trop rapide. Le préchauffage et un refroidissement lent réduisent le risque.