AcierUn acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone. Il se distingue des fontes et des ferroalliages par sa teneur en carbone comprise entre 0,02 % et 2 % en masse. C’est essentiellement cette teneur en carbone qui confère à l'acier ses propriétés. Histoire de la production de l'acier L’Âge du fer se caractérise par l’adaptation du bas fourneau à la réduction du fer. Ce bas fourneau produit une loupe, un mélange hétérogène de fer, d’acier et de laitier, dont les meilleurs morceaux doivent être sélectionnés, puis cinglés pour en chasser le laitier.
Traitement thermique d'un métalLe traitement thermique d'une pièce de métal consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les caractéristiques mécaniques : dureté, ductilité, limite d'élasticité Ce procédé est souvent couplé avec l'emploi d'une atmosphère contrôlée lors de la mise en température de la pièce, soit pour éviter son oxydation, soit pour effectuer un apport ou changement moléculaire de surface (traitement de surface).
Hardening (metallurgy)Hardening is a metallurgical metalworking process used to increase the hardness of a metal. The hardness of a metal is directly proportional to the uniaxial yield stress at the location of the imposed strain. A harder metal will have a higher resistance to plastic deformation than a less hard metal. The five hardening processes are: The Hall–Petch method, or grain boundary strengthening, is to obtain small grains. Smaller grains increases the likelihood of dislocations running into grain boundaries after shorter distances, which are very strong dislocation barriers.
Alliage à mémoire de formeUn alliage à mémoire de forme (AMF) est un alliage possédant plusieurs propriétés inédites parmi les matériaux métalliques : la capacité de garder en mémoire une forme initiale et d'y retourner même après une déformation, la possibilité d'alterner entre deux formes préalablement mémorisées lorsque sa température varie autour d'une température critique, et un comportement superélastique permettant des allongements sans déformation permanente supérieurs à ceux des autres métaux.
Diffusionless transformationDiffusionless transformations, also referred to as displacive transformations, are solid-state changes in the crystal structure that do not rely on the diffusion of atoms over long distances. Instead, they occur due to coordinated shifts in atomic positions, where atoms move by a distance less than the span between neighboring atoms while maintaining their relative arrangement. An illustrative instance of this is the martensitic transformation observed in steel.
BainiteLa bainite est le nom d'une microstructure de l'acier découverte en 1930 par E. S. Davenport et Edgar Bain lors de leurs études de la décomposition isotherme de l'austénite. Ce constituant se présente sous la forme d'un agrégat de plaquettes (ou lattes) de ferrite et de particules de cémentite. Il se forme lorsque le refroidissement de l'acier est trop rapide pour obtenir la formation de perlite mais trop lent pour obtenir la formation de martensite.
Martensitevignette|Martensite : Microstructure en forme d'aiguille. La martensite (fer α') est une phase métastable des aciers, issue de la transformation sans diffusion de l'austénite γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par Floris Osmond en 1890. La martensite est ferromagnétique. Elle possède une grande dureté (HV > 800) et une fragilité notable.
Revenu (métallurgie)Les traitements thermiques dits de revenu font partie d'une famille de traitements thermiques ayant pour trait commun d'être toujours effectués à des températures inférieures aux températures de transformations allotropiques des métaux, lorsque celles-ci existent. Les revenus ont la particularité de produire deux effets : une transformation métallurgique rendue possible par le mécanisme de diffusion amorcé pendant un séjour suffisant à température (voir Diagramme temps-température-transformation) ; un abaissement de la limite d'élasticité et, de moindre façon, du module d'élasticité pendant la montée en température et une légère amorce de fluage pendant le temps de palier à température de revenu.
NitinolLe nickel-titane, connu aussi sous le nom de Nitinol est un alliage de nickel et de titane, dans lequel ces deux éléments sont approximativement présents dans les mêmes pourcentages. Cet alliage possède deux propriétés bien spécifiques : la mémoire de forme et une super-élasticité (connue également sous le nom de pseudo-élasticité). La mémoire de forme correspond à la capacité du nitinol à retrouver sa forme originale après avoir enduré une déformation, ainsi que celle d’alterner entre deux formes autour d’une température de transformation critique.
AusténiteL'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911 et à la pression atmosphérique. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à ). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T < Tc = – et entre dans le domaine paramagnétique). vignette|Austénite.
RecuitLe recuit d'une pièce métallique ou d'un matériau est un procédé correspondant à un cycle de chauffage. Celui-ci consiste en une étape de montée graduelle en température suivie d'un refroidissement contrôlé. Cette procédure, courante en sciences des matériaux, permet de modifier les caractéristiques physiques du métal ou du matériau étudié. Cette action est particulièrement employée pour faciliter la relaxation des contraintes pouvant s'accumuler au cœur de la matière, sous l'effet de contraintes mécaniques ou thermiques, intervenant dans les étapes de synthèse et de mise en forme des matériaux.
MartemperingMartempering is also known as stepped quenching or interrupted quenching. In this process, steel is heated above the upper critical point (above the transformation range) and then quenched in a hot-oil, molten-salt, or molten-lead bath kept at a temperature of 150-300 °C. The workpiece is held at this temperature above martensite start (Ms) point until the temperature becomes uniform throughout the cross-section of the workpiece. After that, it is cooled in air or oil to room temperature. The steel is then tempered.
Hot workingIn metallurgy, hot working refers to processes where metals are plastically deformed above their recrystallization temperature. Being above the recrystallization temperature allows the material to recrystallize during deformation. This is important because recrystallization keeps the materials from strain hardening, which ultimately keeps the yield strength and hardness low and ductility high. This contrasts with cold working. Many kinds of working, including rolling, forging, extrusion, and drawing, can be done with hot metal.
Fabrication des sabres japonaisLa fabrication d’un sabre japonais prend un peu plus d’un mois : un mois de forge et une semaine de polissage. La lame du sabre japonais est traditionnellement forgée à partir d’un acier brut (tamahagane) transformé en acier composite : le massiot d’acier. Celui-ci est naturellement composé de deux nuances et il est brisé en petits morceaux qui sont triés en fonction de leur dureté. Les morceaux durs (hadagane ou kawagane) contiennent plus de carbone et sont utilisés pour l’enveloppe tandis que les morceaux plus tendres (shingane) sont utilisés pour le noyau.
SuperalliageUn superalliage ou alliage à haute performance est un alliage métallique présentant une excellente résistance mécanique et une bonne résistance au fluage à haute température (typiquement sa température de fusion), une bonne stabilité surfacique ainsi qu'une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation. Les superalliages présentent typiquement une structure cristalline cubique à faces centrées de type austénitique. Les éléments d'alliages à la base d'un superalliage sont le plus souvent le nickel, le cobalt et le fer, mais aussi le titane et l'aluminium.
Macle (cristallographie)thumb|right|Macle par pénétration de trois cristaux de pyrite. Une macle est une association orientée de plusieurs cristaux identiques, dits individus, reliés par une opération de groupe ponctuel de symétrie. Les cristaux formant une macle ont en commun un réseau qui s'appelle réseau de la macle. Ce réseau est formé par les nœuds des réseaux des individus maclés qui sont superposés par l'opération de macle. Selon que ce réseau existe en une, deux ou trois dimensions, les macles sont dites monopériodiques, dipériodiques et tripériodiques respectivement.
LaminageLe laminage est un procédé de fabrication par déformation plastique. Il concerne différents matériaux comme du métal ou tout autre matériau sous forme pâteuse comme le papier ou les pâtes alimentaires. Cette déformation est obtenue par compression continue au passage entre deux cylindres contrarotatifs (tournant en sens inverse l'un de l'autre) appelés « laminoir ». Un laminoir est une installation industrielle ayant pour but la réduction d'épaisseur d'un matériau (généralement du métal).
Sélection naturellevignette|Selon les principes de la sélection naturelle de Darwin, les pinsons des Galápagos sont issus d'une espèce souche venue du continent. La sélection s'est traduite par une spécialisation de la taille de leur bec en liaison avec leur régime alimentaire (seconde édition de son la publiée en 1845). En biologie, la est l'un des mécanismes moteurs de l'évolution des espèces qui explique le succès reproductif différentiel entre des individus d'une même espèce et le succès différentiel des gènes présents dans une population.
Joint de grainsUn joint de grains est l'interface entre deux cristaux de même structure cristalline et de même composition, mais d’orientation différente. vignette|Microstructure de VT22 () après trempe. L'échelle est en micromètres. vignette|Schéma d'un joint de grain, dont les atomes communs à deux cristaux (orange et bleu) sont représentés en vert. Les joints de grains peuvent se former dans deux cas de figure : lors de la solidification du matériau et par recristallisation, durant certains traitements thermomécaniques.
Sélection stabilisatriceEn génétique des populations, la sélection stabilisatrice ou stabilisante (à ne pas confondre avec la sélection négative ou purificatrice) est un mode de sélection naturelle dans laquelle la moyenne de la population se stabilise sur une valeur de trait non extrême particulière. On pense que c'est le mécanisme d'action le plus courant pour la sélection naturelle car la plupart des traits ne semblent pas changer radicalement au cours du temps.
