Le diagramme fer-carbone (DFC)
La carte des aciers : ce qui se passe vraiment lors du chauffage et du refroidissement
AI generated Le diagramme fer- est la carte la plus importante de la science des matériaux. Il te montre quelle structure un acier prend à quelle température et avec quelle teneur en carbone — et donc pourquoi la soudure durcit lors du . Celui qui sait lire le DFC comprend la trempe, la tendance à la fissuration et le traitement thermique, au lieu de les apprendre par cœur.
Le (DFC) est la carte sur laquelle chaque acier est localisé. Sur l'axe horizontal se trouve la teneur en , sur l'axe vertical la température. Le diagramme te dit : à cette température et avec cette teneur en C, ton acier a exactement cette structure.
Le fer pur subit deux transformations de réseau lors du chauffage. Sous 911 °C, c'est de la — une structure douce, facilement déformable, avec un réseau cubique centré, qui ne peut presque pas dissoudre de (maximum 0,02 %). Entre 911 °C et 1392 °C, il devient , un réseau cubique à faces centrées qui absorbe nettement plus de (jusqu'à 2,06 %). C'est exactement le point clé : le est bien soluble dans l', pratiquement pas dans la .
Si tu refroidis un acier lentement, le veut quitter à nouveau l'. À 723 °C — la température perlitique — l' se décompose en un mélange fin de et de (carbure de fer Fe₃C). Ce mélange lamellaire s'appelle la . À 0,8 % de se trouve le point eutectoïde : toute l' se transforme d'un coup en . En dessous (0,02–0,8 % C), il se forme d'abord de la , le reste devient de la ; au-dessus (0,8–2,06 % C), il se forme d'abord de la aux joints de grains, le reste devient de la .
À 2,06 % de , le domaine des aciers se termine et la fonte commence. La fonte a tellement de que lors de la solidification, il se forme du graphite ou de la lédéburite — c'est pourquoi elle est cassante et coulable, mais pas forgeable.
Pour toi, soudeur, le DFC est l'explication de tout ce qui se passe dans la soudure. Lors du , l' chauffe l'acier au-dessus de 900 °C — tout devient . Si la refroidit ensuite rapidement, le n'a pas le temps de précipiter sous forme de . Au lieu de cela, le réseau bascule brusquement et forme de la — dure comme du verre, cassante, sujette aux fissures. Plus il y a de , plus la est dure et dangereuse.
C'est pourquoi deux valeurs sont si importantes : la teneur en carbone détermine la maximale, et la vitesse de refroidissement détermine la quantité qui se forme réellement. Les deux ensemble expliquent pourquoi tu préchauffes les tôles épaisses et pourquoi tu ne soudes les aciers à haute teneur en carbone qu'avec précaution.