Affinage du grain au zirconium
Le zirconium empêche la croissance de gros cristaux dans les aciers spéciaux en formant des carbures et des nitrures. Cela conduit à des grains fins et améliore la dureté et la ténacité.
Mécanisme physico-chimique
Le zirconium réagit dans le bain de fusion liquide avec le carbone et l'azote pour former des carbures et des nitrures. Ces composés se déposent aux joints de grains et limitent la croissance des gros cristaux, ce qui conduit à une structure à grains fins.
Pertinence métallurgique et risques en soudage
Une structure à grains fins améliore la dureté et la ténacité de l'acier, mais réduit aussi sa ductilité. Avec une concentration en zirconium trop élevée, la structure peut devenir trop dure, avec des phases comme la martensite, ce qui entraîne des fissures à chaud et une faible formabilité.
Pratique d'atelier et consignes
Pour obtenir une formation de grains fins optimale avec le zirconium, la teneur en zirconium dans le bain de fusion doit être comprise entre 0,1% et 0,5%. Les étapes de refroidissement doivent être lentes (t8/5 > 25 s) pour éviter la croissance de gros cristaux. Si le refroidissement est trop rapide, la concentration en zirconium peut devenir trop élevée et donner une structure dure.