Métallurgie : Cours et exercices corrigés



TABLE DES MATIERES

CHAPITRE I

STRUCTURE CRISTALLINE DES METAUX ET DES ALLIAGES
Introduction
1.1 Liaisons interatomiques………………………………………………………………………05
1.2 Cristallographie géométrique……………………………………………………………  ….06
1.3 Réseaux cristallins………………………………………………………………………   ….06
1.4 Notations cristallographiques………………………………………………………………...07
1.4.1 Plans cristallographiques……………………………………………………………...……07
1.4.2 Directions cristallographiques ……………………………………………………………..08
1.4.3 Distance interréticulaire………………………………………………………………...…..09
1.4.4 Structures cristallines principales des métaux purs et des alliages………………….......….09
1.5 Structure compacte des métaux ……………………………………………………….……..10
1.5.1 Structures cubiques et hexagonales compactes………………………………………….…10
1.5.1.1 Structure cubique centrée………………………………………………………..……….10
1.5.1.2 Structure cubique à faces centrées………………………………………………….…….11
1.5.1.3 Structure hexagonale compacte ………………………………………………………….12
1.6 Sites interstitiels ………………………………………………………………………….......13
1.8 Solutions solides ……………………………………………………………………....……..14
1.8.1 Solutions solides de substitution…………………………………………………………....15
1.8.2 Solutions solides ordonnées et désordonnées…………………………………………..…..15

CHAITRE II

IMPERFECTION DES CRISTAUX REELS
2.1 Défauts cristallins ………………………………………………………………………………...17
2.1.1 Défauts ponctuels ……………………………………………………………………………... 17
2.1.1.1 Lacunes ……………………………………………………………………………….. …….17
2.1.1.2 Interstitiel ……………………………………………………………………………… ……17
2.1.1.3 Atome en substitution …………………………………………………………………… ….17
2.1.2 Défauts linéaires ou dislocations …………………………………………………………    …18
2.1.2.1 Dislocation coin ……………………………………………………………………………...18
2.1.2.2 Dislocation vis………………………………………………………………………...……...19
2.1.3 Interaction avec des défauts ponctuels ………………………………………………….....…..20
2.1.4 Forces agissant sur une dislocation ……………………………………………………......…..20
2.1.5 Mouvement des dislocations ……………………………………………………………..……20
2.1.6 Défauts plans ………………………………………………………………………………….21 
Métallurgie : Cours et exercices corrigés
3
2.1.6.1 Les joints de grains …………………………………………………………………………21
2.1.6.2 Les joints de macles……………………………………………………………………...….22

CHAPITRE III

DIFFUSION A L’ETAT SOLIDE
Généralités
3.1 Aspects macroscopiques de la diffusion ………………………………………………….........23
3.1.1 Diffusion uniforme……………………………………………………………………………24
3.1.2 Diffusion non uniforme …………………………………………………………………..…..24
3.2 Aspects microscopiques de la diffusion………………………………………………………...24
3.2.1 Mécanismes de la diffusion……………………………………………………………….…..24
3.2.2 Diffusion aux joints de grains……………………………………………………………..….25

CHAPITRE IV

DIAGRAMMES D’EQUILIBREDES ALLIAGES
Généralités
4.1 Diagrammes d’équilibre binaires …………………………………………………………….27
4.1.1 Degrés de liberté d’un système binaire………………………………………………….….28
4.1.2 Enthalpie libre ………………………………………………………………………….…..28
4.1.3Démixtion …………………………………………………………………………….. ……28
4.2 Alliage binaire formé de deux phases en équilibre …………………………………………...29
4.3 Les diagrammes d’équilibre des alliages binaires ……………………………………………30
4.3.1 Les métaux sont entièrement miscibles à l’état liquide …………………………………….30
4.3.2 Alliages à deux solutions solides avec point eutectique ……………………………………31
4.3.3 Alliages à deux solutions solides avec transformation péritectique……………………...…32
4.3.3.1 Règles de lecture des diagrammes binaires……………………………………………… 33

CHAPITRE V

ALLIAGES FER – CARBONE
Généralités
5.1 Aciers ordinaires recuits ………………………………………………………………….36
5.1.1 variétés allotropiques du fer pur ……………………………………………………..…36
5.2 Constituants des aciers recuits………………………………………………………….…36
5.3 Aciers de construction pour traitements thermiques ……………………………………...37
5.4 Désignation des aciers alliés ……………………………………………………………. ..38
5.4.1 Désignations des aciers fortement alliés ……………………………………………… ..39
6.1 Les fontes …………………………………………………………………………….……40
6.1.2 Les fontes blanches ……………………………………………………………...………40 
Métallurgie : Cours et exercices corrigés
4
6.1.3 Les fontes grises ……………………………………………………………………...….41
6.1.4 Les fontes à graphite lamellaire ………………………………………………………….41
6.1.5 Les fontes à graphite sphéroidal……………………………………………………… ....41
Exercices ………………………………………………………………………………… ….43-62
Exercices corrigés……………………………………………………………………….....….64-76
Bibliographie………………………………………………………………………....……….77-78
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