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Glossaire technique

Voici un glossaire complet qui a pour sujet le vocabulaire fréquemment employé en fonderie (avec une traduction anglaise pour certains mots):

A

Ac1: température de la transformation eutectoïde d'un acier, déterminée au chauffage à une vitesse de 150 à 300°C/h

Ac3: température de la transformation alpha/gamma dans un acier, déterminée au chauffage à une vitesse de 150 à 300°C/h

Acm: température de la transformation Fe3C/gamma dans un acier, déterminée au chauffage à une vitesse de 150 à 300°C/h

Aciculaire: structure dont les constituants micrographiques apparaissent en forme d'aiguilles sur une coupe métallographique.

Acier : (steel) alliage métallique constitué de fer (métal de base) et de carbone (< 2%) avec éventuellement des éléments d'addition (métalliques ou non)

Acier allié :(alloy steel) acier dont la teneur en éléments d'alliage est supérieure aux limites fixées pour les aciers non alliés (norme NF.EN 10.020)

Acier peu allié (définition non normalisée) : acier dont la somme des éléments d'alliage est inférieure à 5%. Ces aciers font partie des aciers alliés de la norme

Acier très allié (définition non normalisée) : acier dont au moins un des éléments d'alliage est supérieure à 5%. Ces aciers font partie des aciers alliés de la norme

Acier calmé : cas actuel des aciers, désoxydés au cours de l'élaboration grâce à l'addition dans l'acier liquide d'éléments très avides d'oxygène (Al, Ca...)

Acier effervescent : acier non désoxydé à l'état liquide par ajout d'éléments chimiques adaptés (Al, Si) entraînant des dégagements gazeux et donc des soufflures à la soufflures à la solidification

Acier inoxydable : acier contenant au moins 10.5% de Crome avec éventuellement d'autres éléments d'addition (norme NF.EN 10.088-1)

Acier non allié: acier dont les teneurs en éléments d'alliage, à l'exception du carbone, sont inférieures à 1.65% pour le manganèse, à 0.50% pour le silicium, et à des valeurs plus faibles, toutes inférieures à 0.40% pour les autres

éléments (norme NF.EN 10.020)

Acier rapide : acier allié destiné à la réalisation d'outils à coupe rapide, comprenant de nombreux et fins carbures très stables

Aciers spéciaux : aciers de plus haute qualité, en particulier par leur niveau de pureté, taux inclusionnaire, précision de composition et niveau de contrôle. Les aciers spéciaux comprennent trois familles principales : aciers de construction et pour appareils à pression, aciers inoxydables et réfractaires, aciers à outils et rapides (norme NF.EN 10.020)

Addition (élément d') : élément chimique ajouté au métal de base pour fabriquer un alliage métallique ayant des propriétés différentes de celles du métal de base

Adoucissement (traitement d') : traitement thermique ayant pour objet d'abaisser la dureté du métal à un niveau donné

Agitation thermique (à l'état solide) : vibration des atomes autour de leur position d'équilibre sous l'action de la température

Aiguillée (structure): voir aciculaire

Alliage : corps obtenu en incorporant à un métal de base (> 50%) un ou plusieurs éléments d'addition (métalliques ou non) et conservant les propriétés des métaux

Allongement à rupture : valeur, exprimée en %, du rapport de la différence ( l/l0 ) de longueur (entre repères) entre l'état après rupture et l'état initial, à la longueur initiale l0, multiplié par 100

Allotropique (transformation): pour un métal pur, changement réversible de structure cristalline à une température définie

Alphagène (élément): élément d'alliage favorisant la stabilité de la phase alpha

Aluminisation : traitement thermochimique d'enrichissement superficiel en Al d'une pièce

Anisotrope (matériau) : matériau dont les propriétés ne sont pas identiques dans toutes les directions

Atome : la plus petite entité d'un élément chimique simple

Austénite : forme cubique à faces centrées du fer pur ou des alliages de fer

Austénite résiduelle : austénite non transformée subsistant à température ambiante après un traitement de durcissement par trempe d'un acier (trempe martensitique)

Austénitisation : traitement thermique de chauffage des aciers qui aboutit à la formation de la structure austénitique CFC homogène

Auto revenu : revenu spontané de la martensite au cours de la trempe

B

Bainite : constituant métastable intermédiaire des aciers, constitué de ferrite sursaturée en carbone (de forme aciculaire ou en latte) et de fines particules de cémentite en forme de bâtonnets généralement. Par extension pour certains autres métaux, phase hors d'équilibre formée par transformation à une température intermédiaire entre la transformation d'équilibre et la transformation martensitique

Bainitique (transformation) : transformation de l'austénite observée dans les aciers pour des vitesses de refroidissement ou des températures adéquates aboutissant à la formation de la bainite

Bande de glissement : ensemble de lignes parallèles visibles en microscopie optique correspondant à de très petites marches débouchant à la surface du métal préalablement polie, formées par les dislocations ayant glissé lors d'une déformation plastique sur des plans parallèles

Basaltique (croissance) : croissance colonnaire des grains, à partir du liquide, obtenue pour certaines conditions de refroidissement (en particulier depuis la peau du lingot vers le centre)

Bétagène (élément): élément d'alliage favorisant la stabilité de la phase bêta boruration : traitement thermochimique d'enrichissement superficiel en bore d'un acier

Brasage : opération d'assemblage par fusion locale d'un alliage, appelé métal d'apport, plus fusible que les pièces métalliques à assembler

Brinell (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Brinell normalisé conduit avec une bille très dure, en rapportant la charge appliquée à la surface de l'empreinte de la bille laissée dans le matériau après déchargement (norme NF.EN ISO 6506-1)

Bronze : alliage de cuivre et d'étain avec éventuellement d'autres éléments d'addition

Brûlure : dégradation irréversible de la structure et des propriétés par fusion partielle, souvent localisée aux joints de grains, d'un eutectique résiduel, à la suite d'un chauffage à une température trop élevée

C

Caléfaction : phénomène observé lors de la trempe d'une pièce chaude dans un liquide de refroidissement et consistant en la formation d'une gaine de vapeur de ce liquide à la surface de la pièce, gaine de vapeur isolant la pièce du bain liquide et ralentissant le refroidissement

Carbonitruration : traitement thermochimique d'un acier porté à l'état austénitique, dans une atmosphère convenable, pour obtenir, par diffusion, un enrichissement superficiel en carbone et en azote, éléments en solution solide dans l'austénite

Carbure: composé défini alliant des atomes de carbone et de métal, métal de base et/ou éléments d'alliage

Carbures spéciaux : fins carbures durcissants formés essentiellement avec les éléments d'alliage ajoutés à cet effet

Carburigène : voir élément carburigène

CC : structure cubique centrée

Cémentation : traitement thermochimique d'un acier porté à l'état austénitique, dans une atmosphère convenable, qui aboutit, par diffusion, à l'enrichissement superficiel en carbone (ou autres éléments par extension)

Cémentation ionique : cémentation par bombardement ionique, ou cémentation par plasma

Cémentite : composé défini, de formule atomique Fe3C, rencontré dans les alliages ferreux

CFC : structure cubique à faces centrées

Chaleur latente: chaleur à fournir à un corps pour lui permettre de changer d'état au chauffage (solide -->liquide ou liquide-->gaz) et que ce corps restitue lors des changements d'état inverses au refroidissement

Chaleur spécifique : chaleur à fournir à un kilogramme de matière pour augmenter sa température de 1 Kelvin, chaleur, qui sera restituée au refroidissement

Chromisation : traitement thermochimique d'un acier en vue d'obtenir un enrichissement superficiel en chrome

Clivage : décohésion fragile et brutale suivant des plans cristallins préférentiels

Coalescence : croissance de la dimension moyenne de précipités ou de phases et diminution simultanée de leur nombre lors d'un maintien prolongé à une température suffisante

Coefficient de striction : valeur de la déformation localisée, exprimée en %, obtenue en rapportant la différence entre la section initiale S0 de l'éprouvette et la section Sf après rupture (au niveau de la striction) à la section initiale S0, rapport multiplié par 100 --> (S0-Sf)/S0

Composé défini : phase dont la composition ne varie pas ou varie peu autour de sa composition dite stoechiométrique par exemple AnBm, Al2O3, Fe3C...

Composé intermétallique : composé défini ne comprenant que des atomes métalliques (par exemple Al2Cu, Ti3Al...)

Consolidation : conséquence du mécanisme d'écrouissage, se traduisant par l'augmentation de la contrainte d'écoulement plastique du matériau, en particulier lors d'un essai de traction

Consolidation (taux de) : pente de la courbe rationnelle de traction dans le domaine des allongements uniformément répartis

Constituant (micrographique) : phase unique ou mélange de phases apparaissant comme un composant individualisé dans une structure d'alliage observée au microscope

Contrainte : rapport de l'effort exercé sur une surface à l'aire de cette surface σ =F/S ; la contrainte s'exprime en N/m2, c'est à dire en pascal (Pa)

Corrosion : dégradation chimique ou électrochimique d'un matériau par interaction avec le milieu environnant

Corrosion sous contrainte : mécanisme de corrosion, en général fissurant, nécessitant en plus du milieu corrosif, l'application d'une contrainte de tension

Corroyage : mise en forme d'un matériau métallique par déformation plastique généralement à chaud, sans consolidation associée, (forgeage, laminage, tréfilage), opération qui a souvent pour effet de le rendre plus homogène en composition et de créer un fibrage

Couche de combinaison : couche superficielle formée pendant un traitement thermochimique, constituée par des composés chimiques formés par le ou les éléments apportés lors du traitement et certains éléments du métal de base

Couche de diffusion : couche superficielle formée pendant un traitement thermochimique contenant le ou les éléments en solution solide apportés par le traitement (ou éventuellement partiellement précipités)

Couches électroniques : orbites déterminées par les règles de la mécanique quantique sur lesquelles gravitent les électrons d'un atome

Cristal : arrangement tri périodique régulier des atomes (ou des molécules)

Croissance anormale des grains : voir recristallisation secondaire

Cupro béryllium : alliage de cuivre et de béryllium

CVD : ( chemical vapor deposition) dépôt chimique en phase vapeur

D

Décarburation : appauvrissement en carbone de la couche superficielle d'un produit ferreux

Décohésion : séparation de plans cristallins, joints de grains, surfaces, sans déformation plastique importante

Défaut cristallin : voir imperfection cristalline

Déformation élastique : voir élastique

Déformation plastique : voir plastique

Dendrite : monocristal de forme arborescente obtenu directement dans certaines conditions de solidification ; les bras des dendrites correspondent aux directions denses du cristal

Désursaturation (revenu de) : traitement thermique d'un alliage effectué après un traitement de mise en solution et trempe, pour amener ses propriétés au niveau souhaité, par le contrôle de la précipitation

Détente (traitement de) : traitement effectué généralement à température moyenne, pour réduire ou supprimer les contraintes résiduelles (de trempe, de soudage, de mise en forme ...)

Diagramme d'équilibre : diagramme représentant les domaines d'existence des phases en équilibre en fonction de la température et de la composition pour un système donné

Diagramme TRC : voir TRC

Diagramme TTT : voir TTT

Diffusion atomique (à l'état solide) : déplacement des atomes dans le réseau cristallin sous l'action de la température

Diffusive (transformation): transformation mettant en jeu la diffusion atomique

Direction dense : direction cristalline sur laquelle les atomes métalliques sont les plus proches

Dislocation coin : imperfection cristalline linéaire due à la présence d'un demi-plan supplémentaire dans le cristal

Displacive (transformation) : changement de phase sans diffusion atomique mettant en jeu un mouvement coopératif des atomes

Drasticité (d'un bain de trempe) : aptitude d'un bain à tremper ou refroidir une pièce plus ou moins rapidement

Ductile (rupture) : rupture précédée par une importante déformation plastique

Ductilité : aptitude du matériau à se déformer plastiquement

Duralumin : un des alliages d'aluminium et de cuivre (série 5000)

Durcissement par précipitation : durcissement du matériau obtenu par précipitation d'un composé dans une solution solide sursaturée. Certains auteurs réservent ce terme aux précipitations formées lors du refroidissement du produit

Durcissement par trempe : durcissement d'un alliage obtenu par un traitement de trempe (formation par exemple de martensite pour les aciers)

Durcissement secondaire : durcissement supplémentaire d'un alliage ferreux obtenu à la suite d'un ou plusieurs revenus (réalisés après un durcissement par trempe) par précipitation de carbures spéciaux (ou éventuellement la formation de martensite secondaire ou de bainite à partir de l'austénite résiduelle)

Durcissement structural : terme controversé; certains considèrent qu'il est équivalent au terme durcissement par précipités dans sa définition générique; d'autres réservent ce terme au mécanisme de durcissement associé à une précipitation par trempe et revenu (précipités à l'équilibre ou non, cohérents ou non avec la matrice) : mécanismes observés en particulier dans certains alliages d'aluminium et certains superalliages

Durée de vie (en fatigue): nombre de cycles à rupture

Durée de vie (en fluage): temps conduisant à la rupture par fluage sous une contrainte donnée à une température fixée

Dureté : résistance d'un matériau à la pénétration d'un autre corps supposé indéformable

E

Écoulement (contrainte d'): contrainte au delà de laquelle la déformation plastique est générale dans tout le matériau

Écrouissage : phénomène de durcissement observé sur les matériaux métalliques, dû à l'accroissement du nombre des dislocations lors de la

déformation plastique à froid et à l'interaction entre celles-ci

Élastique (déformation): déformation réversible (elle disparaît lorsque les efforts disparaissent)

Élément carburigène : éléments d'alliage ajoutés dans les aciers pour provoquer la formation de carbures spéciaux (Cr, Mo, V, W, Ti, Nb...)

Emboutissage : opération de mise en forme d'un produit plat (tôle, feuillard) entre un poinçon et une matrice

Embryon : premier groupement d'atomes d'une phase formé dans un liquide et susceptible soit de se dissoudre, soit de se développer

Endogène : qui provient de l'intérieur du système

Entaille : discontinuité macroscopique débouchante

Epsilon (carbure) : carbure de fer formé dans des conditions hors d'équilibre répondant à la formule FenC, avec 2,4 < n < 2,6

Équiaxe (croissance) : croissance sensiblement isotrope (des grains) dans toutes les directions de l'espace

Équiaxe (grain) : grain dont les dimensions sont à peu près les mêmes dans toutes les directions

Étirage : procédé de mise en forme de produits longs, généralement à froid par traction d'une barre à travers une filière

Eutectique (transformation) : transformation isotherme réversible d'un liquide en un agrégat de plusieurs phases solides en équilibre formées simultanément

Eutectoïde (transformation) : transformation isotherme réversible d'une phase solide homogène en un agrégat de plusieurs phases solides en équilibre, formées simultanément

Exogène : qui provient de l'extérieur

Extensomètre : appareillage fixé sur une éprouvette permettant de suivre ses variations de dimension au cours d'une sollicitation mécanique

Extrusion : voir filage

F

Facteur critique d'intensité de contrainte : grandeur caractérisant la résistance d'un matériau à la propagation brutale des fissures (ténacité)

Famille de plans : ensemble des plans réticulaires parallèles portant tous les nœuds du réseau cristallin

Fatigue : endommagement d'un matériau sous l'action d'efforts mécaniques cycliques

Fatigue - corrosion : mécanisme de fatigue en présence d'un milieu corrosif

Fe3C : cémentite, carbure de fer

Ferrite : forme cubique centrée du fer pur ou des alliages ferreux existant à basse température

Ferromagnétisme : propriété d'un corps qui est attiré par un aimant (Fe, Ni, Co)

Filage : procédé de mise en forme de produits longs à chaud ou à froid, le métal étant poussé par une presse à passer au travers d'une filière. Selon le sens de déplacement du métal par rapport au poinçon, on parle de filage direct ou de filage inverse

Fil machine : fil obtenu par laminage à chaud, de diamètre de l'ordre de 5 à 8 mm

Fissure : entaille très fine dont le rayon de courbure à fond d'entaille tend vers zéro; elle peut être débouchante ou interne

Fluage : déformation du matériau en fonction du temps sous l'effet d'une contrainte et d'une température suffisantes (température fonction de sa température de fusion)

Fluage - corrosion : combinaison des mécanismes de corrosion et de fluage d'une pièce doublement sollicitée

Fonderie : procédé d'élaboration par fusion et solidification d'un alliage dans un moule ayant la forme de la pièce finale

Fonte (ferreuse) : alliage fer-carbone dont la teneur en carbone est supérieure à 2%

Forgeage : opération de formage par déformation plastique, à chaud ou à froid, par chocs ou par pression, avec ou sans matrice

Forgeage en matrice fermée : mise en forme par écrasement d'un lopin dans une matrice

Forgeage libre : opération de forgeage sans matrice

Formage : opération de mise en forme par déformation plastique

Fragile : qui se casse sans déformation plastique

Fragilité de revenu : fragilité réversible qui affecte certains aciers trempés et revenus après un maintien à une température comprise entre 450 et 525°C, ou lors d'un refroidissement lent dans cet intervalle de température ; fragilité due à la ségrégation de certains éléments chimiques (S, P, Sb, Sn...) dans les joints de grains

Frappe à froid : forgeage à froid à grande vitesse en matrice fermée, en général de petites pièces

Frittage : opération à chaud avec ou sans charge, permettant de densifier par diffusion un comprimé de poudre

G

Gammagène (élément) : élément d'alliage favorisant la stabilité de la phase gamma

Germe : particule, premier stade de la formation de la nouvelle phase, lors d'une transformation de phase liquide/solide ou solide/liquide

Germination hétérogène : formation préférentielle des germes sur des supports particuliers (parois des moules, particules solides pour la solidification, joints de grains, précipités pour les solides...)

Germination homogène : germination au sein du métal sans support particulier

Glissement (contrainte de): contrainte permettant d'activer le glissement des dislocations

Glissement (des dislocations): déplacement progressif des dislocations sur le plan de glissement sous l'action d'une contrainte de cisaillement suffisante

Globulisation : évolution géométrique d'une phase (particules de carbures comme les lamelles de cémentite, par exemple vers la forme sphérique, plus stable)

Gradient thermique : différence de température entre 2 points de la pièce rapportée à la distance entre ces points (θ1 - θ 2) / (x1 - x2)

Grain : monocristal dans le métal poly cristallin

H

HC : structure hexagonale compacte

Hooke (loi de) : loi physique établissant la proportionnalité entre la contrainte appliquée et la déformation réversible d'un matériau dans le domaine élastique

Hyper eutectique (alliage) : alliage de composition supérieure à celle de l'eutectique

Hyper eutectoïde (alliage) : alliage de composition supérieure à celle de l'eutectoïde

Hypo eutectique (alliage) : alliage de composition inférieure à celle de l'eutectique

Hypo eutectoïde (alliage) : alliage de composition inférieure à celle de l'eutectoïde

Hypertrempe : refroidissement des aciers inoxydables austénitiques permettant de conserver à température ambiante la structure austénitique à l'état métastable

Hystérésis: terme général, qui signifie pour les transformations métallurgiques, retard à la transformation solide - solide, par rapport à la température d'équilibre, au cours du chauffage ou du refroidissement

I

Imperfection cristalline : élément cristallographique introduisant une irrégularité dans l'arrangement idéal des atomes (ou des molécules) du réseau cristallin

Inclusion : particule en général non métallique, souvent indésirable, issue de l'élaboration (oxydes, sulfures, silicates…)

Indices de Miller : coordonnées conventionnelles d'un plan réticulaire (ou d'une direction) correspondant aux plus petits nombres entiers proportionnels aux inverses des coordonnées des intersections du plan avec les axes de coordonnées

Induction (chauffage par) : chauffage par l'intermédiaire des courants induits dans la pièce placée dans le champ électromagnétique d'un solénoïde (inducteur)

Inter critique (traitement) : traitement thermique d'un acier hypo eutectoïde comportant un chauffage et un maintien entre AC1 et AC3 suivi d'un refroidissement adapté aux caractéristiques recherchées

Inter granulaire : qui se trouve aux joints des grains

Intra granulaire : qui se trouve à l'intérieur des grains

Inoculation : procédé utilisé en fonderie qui consiste à ajouter dans le liquide de fines particules solides appropriées, pour multiplier les sites de germination hétérogène et obtenir un solide final à grains fins

Isotrope (matériau) : matériau dont les propriétés sont identiques dans toutes les directions

J

Joint de grain : imperfection cristalline correspondant aux interfaces entre les grains contigus d'orientations différentes

Jominy (courbe) : courbe obtenue en mesurant sur un acier la dureté en fonction de la distance à l'extrémité refroidie d'une éprouvette Jominy

Jominy (essai) : essai normalisé qui consiste à austénitiser une éprouvette d'acier puis à refroidir par arrosage à l'eau l'une de ses extrémités

L

Lacune : imperfection cristalline, défaut ponctuel constitué par l'absence d'un atome sur un nœud du réseau cristallin

Laiton : alliage de cuivre et de zinc avec éventuellement d'autres éléments d'addition

Laminage : opération de formage qui réduit la section du produit par passage entre 2 cylindres tournant en sens inverses

Laminage contrôlé : pour les aciers, en particulier produits plats, procédé de laminage à chaud dans lequel le taux d'écrouissage et la température de chaque passe sont contrôlés pour obtenir un affinage optimal du grain (traitement thermomécanique, TTM, d'écrouissage et de recristallisation contrôlés)

Lédéburite : constituant métallographique des fontes, issu de la transformation eutectique du diagramme Fer Cémentite, et constitué d'un agrégat de cémentite et d'austénite nodulaire, laquelle au refroidissement se transformera en perlite

Liaison covalente : liaison forte associant deux ou plusieurs atomes par la mise en commun d'un ou plusieurs électrons de valence des atomes considérés, en vue de la saturation des couches électroniques périphériques

Liaison ionique : liaison forte associant des atomes par cession et réception d'électrons de valence, d'un atome à l'autre, en vue de saturer les couches

électroniques périphériques des différents atomes

Liaison métallique : liaison forte ou moyenne délocalisée obtenue par la mise en commun à grande échelle des électrons de valence des différents atomes métalliques

Ligne d'arrêt : ligne courbe observable macroscopiquement sur certains faciès de rupture, marquant, dans la vie de la pièce, les changements de régime des sollicitations (arrêt, changement de l'intensité des efforts...)

Ligne de dislocation : voir dislocation ; intersection du demi plan cristallin supplémentaire et du plan de glissement de la dislocation

Ligne de glissement : trace, visible en microscopie optique, de la marche formée à la surface (préalablement polie miroir) du métal par l'accumulation de dislocations ayant glissé sur le même plan de glissement et débouchant à la surface

Limite d'élasticité : contrainte seuil entre le domaine des déformations élastiques et celui des déformations plastiques

Limite d'élasticité vraie : contrainte minimale engendrant le glissement des dislocations

Limite d'élasticité conventionnelle : contrainte correspondant à un certain taux (0.2%, 0.1%...) de déformation plastique

Limite d'endurance : contrainte cyclique maximale ne devant pas entraîner la rupture du matériau avant un grand nombre de cycles qu'il convient de préciser (106, 107, 108 cycles)

Limite de solubilité : limite de concentration d'un élément d'addition en solution solide à une température donnée; au delà de la limite de solubilité, une 2ème phase riche en l’élément d'addition se forme

Liquidus : sur un diagramme d'équilibre, température minimale pour laquelle l'alliage constitué d'un mélange solide + liquide devient entièrement liquide; au chauffage : fin de la transformation solide → liquide

M

M50 : température correspondant à la formation de 50% de martensite

Macle : imperfection cristalline volumique ; délimitée par 2 plans parallèles ou joints de macle, (correspondant à un défaut d'empilement), la macle est l'image miroir du réseau cristallin d'origine par rapport au plan de macle

Maille (cristalline) : prisme construit à partir des 3 vecteurs décrivant le réseau cristallin, montrant les symétries du cristal et décrivant par translation

tout le réseau cristallin dans l'espace

Martensite : phase résultant de la transformation martensitique, présentant souvent une structure micrographique en aiguilles ou en lattes et possédant des relations d'orientation cristallographique avec la phase mère

Martensite (des aciers) : solution solide métastable de carbone dans le fer, de structure quadratique centrée, obtenue par transformation sans diffusion de l'austénite lors d'un refroidissement suffisamment rapide

Martensite revenue : structure obtenue après avoir pratiqué un traitement de revenu sur une structure martensitique

Martensitique (transformation): transformation displacive sans diffusion aboutissant à la formation de martensite

Masselotte : dispositif utilisé en fonderie, qui doit être judicieusement situé au niveau du moule, pour localiser la zone de retassure, qui se forme lors de la solidification, dans la partie qui devra être chutée

Matriçage : voir forgeage en matrice fermée

MEB : Microscope Electronique à Balayage; appareil d'observation possédant une grande profondeur de champ, et un bon pouvoir de résolution permettant d'observer des surfaces rugueuses (cassures), et des surfaces polies à des grandissements pouvant varier de 10 à 50000

Métallurgie : science des matériaux métalliques de leur extraction à leur utilisation

Métastable (état) : état de stabilité correspondant à un minimum relatif de l'énergie libre du système, et susceptible d'évoluer vers un état plus stable. En métallurgie, état d'une phase hors d'équilibre, maintenu à température relativement basse (généralement l'ambiante ou en dessous) parce que la vitesse de retour à l'état stable est quasi nulle (extrêmement lente); état susceptible de revenir à l'état stable par chauffage, par exemple

Mf : température de fin de transformation martensitique

Microstructure : ensemble des phases et éléments cristallins constituant un métal pur ou un alliage observable par microscopie

Mise en solution (traitement) : traitement thermique ayant pour but la mise en solution des constituants préalablement précipités

Module d'Young ou module d'élasticité (E): il caractérise la rigidité du matériau et correspond à la pente de la droite d'élasticité σ=E.ε obtenue lors d'un essai de traction, avec ε mesuré directement sur l'éprouvette

Molécule : association de plusieurs atomes par des liaisons covalentes ou ioniques (ex : H2, O2, H2O, CO2)

Monocristal : solide constitué d'un cristal unique Monophasé : constitué d'une seule phase Moulage : mise en forme par coulée dans un moule

Moule : récipient creux de forme appropriée destiné à recevoir le métal liquide dans une opération de fonderie

Ms : température du début de la transformation martensitique

Mûrissement : voir vieillissement ; terme utilisé en particulier pour le durcissement à température ambiante des alliages d'aluminium ayant subi préalablement un traitement thermique

N

Neutron : particule pesante, électriquement neutre, constitutive du noyau atomique

Nitruration : traitement thermochimique dans une atmosphère adéquate permettant l'enrichissement superficiel de la pièce en azote

Nitruration ionique : nitruration par bombardement ionique, ou nitruration par plasma

Nœuds (du réseau cristallin) : sites des atomes ou des molécules qui se déduisent par translation dans les trois directions de l'espace

Nombre de masse : M, somme du nombre des protons et du nombre des neutrons d'un atome

Normalisation (traitement ou recuit de) : traitement thermique des aciers faiblement alliés comportant une austénitisation suivie d'un refroidissement à l'air calme, permettant en particulier d'affiner le grain

Nucléon : particule pesante constitutive du noyau atomique, proton ou neutron

Numéro atomique : Z, nombre de protons (et donc d'électrons) d'un atome

O

Oligocyclique (fatigue) : sollicitations cycliques à un niveau de contrainte relativement élevé par rapport à la limite d'élasticité du matériau, provoquant la rupture du matériau en un petit nombre de cycles

Oxydation interne: formation de précipités d'oxydes dans un acier, due à la diffusion de l'oxygène du four à l'intérieur du matériau

P

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Perlite : constituant micrographique issu de la transformation eutectoïde des aciers et constitué d'un agrégat de ferrite et de cémentite de morphologie souvent lamellaire, parfois nodulaire

Perlite globulaire : perlite où la cémentite est sous forme de nodules, obtenue par exemple après un traitement thermique isotherme prolongé autour de 700°C

Phase : partie homogène d'un système (l'eau et la glace sont deux phases d'un même corps pur). Dans un système métallurgique, constituant homogène (tout ou partie du système) solide, liquide ou gazeux ayant sa propre identité (même composition, même structure), et physiquement séparable. Une phase peut être discontinue dans le système.

Plan dense : plan réticulaire contenant les directions denses du cristal, et contenant le plus grand nombre d'atomes par unité de surface

Plasma : gaz porté à haute température et ionisé par décharge électrique (ensemble riche en ions et en électrons libres)

Plastique (déformation) : déformation irréversible (elle reste permanente lorsque les efforts disparaissent)

Point de Curie : température en dessous de laquelle certains métaux ou alliages sont ferromagnétiques et au dessus de laquelle ils deviennent paramagnétiques

Potentiel carbone : concentration superficielle en carbone de la surface d'un produit (constitué initialement de fer pur) en équilibre avec l'atmosphère cémentant

Précipitation : formation de précipités (phase nouvelle)

Précipité : imperfection cristalline volumique correspondant à l'apparition, sous forme de particules, plus ou moins dispersés, d'une nouvelle phase quand la limite de solubilité de la matrice est dépassée. Ces précipités correspondent souvent à des composés définis

Proton : particule pesante, chargée positivement, constitutive du noyau atomique

Pro eutectique (constituant) : qui se forme avant la transformation eutectique

Pro eutectoïde (constituant) : qui se forme avant la transformation eutectoïde

PVD : ( physical vapor deposition) dépôt physique en phase vapeur

R

Rayon critique : dimension à partir de laquelle l'embryon devient un germe, c'est à dire à partir de laquelle le germe est amené à grossir

Recalescence : remontée de la température d’une pièce due au dégagement de chaleur accompagnant une transformation exothermique lors d'un refroidissement

Recristallisation : formation par germination et croissance de nouveaux grains dans un métal écroui porté à une température appropriée

Recristallisation secondaire : mécanisme de grossissement anormal des grains de recristallisation primaire au cours d'un traitement de maintien en température (certains grains grossissent exagérément au détriment des autres)

Recuit : traitement thermique comportant un chauffage et un maintien à une température appropriée suivis d'un refroidissement bien choisi (généralement plus lent) conduisant à une constitution structurale proche de l'équilibre

Recuit isotherme (des aciers) : trempe étagée réalisée dans le domaine ferrito perlitique du diagramme TTT afin d'obtenir les constituants d'équilibre sur un acier allié

Régénération du grain (recuit): traitement thermique destiné à affiner le grain, comprenant un chauffage à une température juste supérieure au point de transformation et un refroidissement approprié

Relaxation : diminution dans le temps, en général à chaud, d'une contrainte appliquée, à déformation constante. Par extension, diminution des contraintes internes

Relaxation (traitement de) : traitement thermique comportant un chauffage et un maintien à une température suffisante, suivi d'un refroidissement approprié pour diminuer les contraintes résiduelles sans modifier sensiblement la structure de l'alliage. Voir traitement de détente

Réseau de Bravais : réseau décrivant l'une des 14 possibilités de cristallisation, avec ses éléments de symétrie

Résilience : aptitude à résister au choc, caractérisée par la mesure de l'énergie de rupture lors d'un essai de flexion par choc sur une éprouvette entaillée, à l'aide d'un mouton pendule Charpy

Résistance à la traction : contrainte conventionnelle maximale Fm / S0, applicable avant l'apparition de la striction (maximum de la courbe de traction contrainte déformation)

Restauration : traitement thermique d'un métal écroui conduisant au retour partiel ou total vers les propriétés physiques et mécaniques avant écrouissage, par réduction du nombre des imperfections cristallines engendrées par l'écrouissage, sans recristallisation

Retassure : manque de métal observé en fin de solidification et dû à la contraction du métal lors de la solidification ; le volume ainsi dégagé est appelé "retassure"

Revenu : traitement thermique appliqué à un alliage se trouvant dans un état hors d'équilibre dans le but de le faire évoluer dans un état plus stable

Réversible (transformation): transformation impliquant rigoureusement les mêmes phases au chauffage et au refroidissement

Rigidité (d'un matériau): propriété physique caractérisant, dans le domaine des déformations élastiques, l'amplitude des déformations élastiques enregistrée sous une contrainte donnée

Rockwell (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Rockwell normalisé, conduit avec un pénétrateur, en deux temps (application d'une pré charge puis d'une surcharge), en mesurant l'accroissement permanent e de la profondeur de pénétration sous la charge initiale, après enlèvement de la surcharge. Le pénétrateur peut être soit une bille pour les métaux tendres, soit un cône à pointe de diamant pour les métaux durs ou extra durs (norme NF.EN ISO 6508-1)

S

Ségrégation : hétérogénéité chimique dans un alliage solide, résultant du processus de solidification dans les conditions de diffusion imparfaite

Ségrégation majeure : ségrégation due à la solidification à l'échelle du lingot ou de la pièce coulée

Ségrégation mineure : ségrégation due à la solidification à l'échelle des dendrites, des grains ou des cellules de solidification.

Sévérité de trempe : caractéristique du pouvoir de refroidissement d'un milieu de trempe dans des conditions données

Siliciuration : traitement thermochimique d'enrichissement superficiel en Si d'une pièce

Site interstitiel : petite place libre entre les atomes du cristal, qui peut être

occupée par les plus petits atomes comme l'hydrogène, l'azote, le carbone

Skin-pass : terme anglo-saxon signifiant passe superficielle, s'appliquant aux déformations à froid et ne conférant au métal qu'un écrouissage superficiel réduit. Légère déformation plastique par laminage pratiquée en particulier sur les produits CC présentant une double limite d'élasticité, destinée à dépasser ce phénomène en contrainte et déformation pour s'en affranchir lors d'un essai d'emboutissage ultérieur très proche

Solidification dirigée : procédé de solidification mettant en oeuvre un gradient thermique uni axial pour favoriser la croissance privilégiée des grains dans le sens du gradient imposé (formation d'eutectiques orientés ou de structures colonnaires)

Solidus : sur un diagramme d'équilibre, température pour laquelle l'alliage constitué d'un mélange solide + liquide devient entièrement solide; au refroidissement : fin de solidification

Solution solide : phase homogène constituée des atomes du métal de base et des éléments d'addition répartis de façon aléatoire dans le réseau cristallin

Solution solide d'insertion : solution solide pour laquelle les éléments d'addition occupent des sites d'insertion dans le réseau cristallin (ex : la ferrite et l'austénite sont des solutions solides d'insertion du carbone dans le fer)

Solution solide de substitution : solution solide dans laquelle les éléments d'addition occupent la place des atomes du métal de base

Soudage : en général assemblage par fusion localisée des pièces à souder

Soudage diffusion : assemblage à l'état solide sous une pression adaptée, fonction de la température et du temps de l'opération, et sous une atmosphère adéquate

Soufflure : défaut de fonderie ; porosité créée par l'occlusion de gaz exogènes ou endogènes, lors de la solidification du liquide

Sphéroïdalisation : évolution de la forme des précipités d'une phase vers la forme sphérique (voir globulisation)

Stabilisation (traitement de) : traitement thermique consistant à réchauffer la pièce à température modérée, pour éviter les variations dimensionnelles dans le temps lesquelles peuvent être engendrées par l'évolution des contraintes internes ou des phases métastables

Striction : déformation plastique localisée qui suit la déformation plastique répartie

Stries de fatigue : lignes courbe parallèles observables au MEB sur certains faciès de rupture de pièces rompues en fatigue, correspondant aux avancées de la fissure à chaque cycle

Structure (cristalline) : arrangement des atomes du solide selon l'un des 14 réseaux de Bravais

Structure (micrographique) : arrangement, dimension et forme des différents constituants métallographiques d'un alliage, observable au microscope

Sulfuro carbonitruration : traitement thermochimique d'un alliage ferreux réalisé en vue de provoquer un enrichissement superficiel en soufre, carbone et azote

Superalliage : alliage ayant de bonnes performances mécaniques et chimiques à haute température, généralement à base de Fer, Nickel ou de Cobalt.

Surchauffe : chauffage à des températures et/ou pendant des durées trop élevées, telles qu'il se produit un grossissement exagéré du grain. Certains auteurs utilisent ce terme pour tout traitement thermique entraînant une dégradation du métal liée à un chauffage excessif, comme un grossissement de grains, une brûlure, une sensibilisation à la corrosion...

Surfusion : phénomène qui aboutit au maintien d'un corps à l'état liquide en dessous de sa température de fusion lors d'un refroidissement. L'amplitude du phénomène est mesurée par la différence entre la température de solidification à l'équilibre et la température effective du liquide maintenu à l'état liquide en dessous de cette température de solidification, compte tenu des cinétiques mises en jeu

Sursaturation : état d'une solution solide métastable, plus chargée en éléments d'alliage que l'état d'équilibre

Sursaturation (traitement de) : tout processus conduisant à un état de sursaturation (traitement thermique ou thermochimique)

Système de glissement : c'est l'ensemble plan et direction de glissement dans ce plan qui caractérise le déplacement des dislocations

T

TA6V: alliage de titane contenant 6% d'aluminium et 4% de vanadium

Tapure : fissure provoquée par les contraintes induites dans le matériau lors d'un traitement de chauffage ou de refroidissement brutal (s’accompagnant de variations dimensionnelles importantes)

Ténacité : résistance à la propagation brutale des fissures (voir facteur d'intensité de contrainte)

Texture : distribution des orientations d'une structure

Thermochimique : voir traitement thermochimique

Traction rationnelle (courbe) : courbe de traction tracée à partir des allongements vrais mesurés sur l'éprouvette à chaque étape de l'essai et de la contrainte vraie (F/S) appliquée à chaque instant (norme NF.EN 10.021)

Traitement de surface : terme générique désignant tout traitement de modification de la surface en vue d'améliorer ses propriétés d'emploi

Traitement isotherme : traitement thermique de maintien à température constante

Traitement superficiel : traitement de surface qui modifie la composition et/ou la microstructure de la couche superficielle d'une pièce en vue d'en optimiser les performances

Traitement thermochimique : traitement thermique accompagné d'un enrichissement de la composition de la surface d'un ou plusieurs éléments chimiques par diffusion

Traitement thermomécanique : opération associant traitement thermique et déformation plastique

Transformation ferrito perlitique : transformation impliquant dans un acier d'abord la formation de ferrite, puis celle de l'agrégat perlitique lors du refroidissement depuis le domaine austénitique

Transition (température de ... ductile / fragile): température au-dessus de laquelle le matériau métallique CC ou HC présente un comportement ductile lors d'un essai de choc, et en dessous de laquelle il présente un comportement fragile

TRC (diagramme): Transformation en Refroidissement Continu; diagramme représentant les transformations et les cinétiques de décomposition de la phase de haute température au cours de refroidissements continus à vitesses variables

Tréfilage : procédé de mise en forme à froid ou à chaud par passage d'un fil dans une filière, pour obtenir des fils de plus faible diamètre

Trempabilité : aptitude à former de la martensite selon la vitesse de refroidissement. La trempabilité est caractérisée par la vitesse critique de trempe

Trempe : opération qui consiste à refroidir un alliage plus rapidement qu'à l'air calme

Trempe (sursaturation) : cela correspond à un revenu à température ambiante ou voisine de l'ambiante

Trempe étagée : trempe au cours de laquelle on interrompt momentanément

le refroidissement par un maintien dans un milieu à une température convenablement choisie

Trempe étagée bainitique : trempe étagée réalisée sur un acier dans le domaine bainitique du diagramme TTT

Trempe étagée martensitique : trempe étagée réalisée 50°C au-dessus de Ms et maintenue un temps suffisamment court pour éviter tout début de transformation, suivi d'un refroidissement rapide au cours duquel se forme la martensite, traitement destiné à réduire les gradients thermiques dans la pièce avant la transformation martensitique

TTT (diagramme): Transformation – Température - Temps; diagramme représentant les transformations et les cinétiques de décomposition isotherme de la phase de haute température ramenée rapidement à diverses températures inférieures à la température de mise en solution

V

Vecteur de Bürger : vecteur caractéristique d'une dislocation, indiquant la longueur unitaire et l'orientation du déplacement de celle-ci

Vieillissement : phénomène provoquant la modification des propriétés d'un alliage, imputable à la migration de certains éléments ou à la formation de composés se produisant à des températures proches de la température ambiante ou à la température ambiante

Vickers (dureté) : valeur de la dureté obtenue, à partir de l'essai Vickers normalisé, conduit avec un diamant de forme pyramidale à base carrée, en rapportant la charge appliquée à la surface de l'empreinte de la pyramide laissée dans le matériau après déchargement (norme NF.EN ISO 6507-1)

Vitesse critique de trempe martensitique: vitesse de refroidissement la plus lente permettant de former 100% de martensite par trempe à partir du domaine de haute température

W

Widmanstätten (structure de) : structure aciculaire résultant de la formation d'une nouvelle phase dans certains plans cristallographiques d'une solution solide mère

Y

Young : voir module d'Young