austénite

L'austénite est une structure cristalline cubique à faces centrées du fer qui existe à hautes températures, généralement au-dessus de 912 degrés Celsius dans le fer pur. Contrairement à la ferrite, la forme du fer à température ambiante, l'austénite est non magnétique et considérablement plus résistante. La structure tire son nom de Sir William Chandler Roberts-Austen, un métallurgiste du 19e siècle. Lorsque le fer est chauffé au-dessus de la température critique, les atomes se réorganisent d'une géométrie cubique centrée vers l'arrangement à faces centrées qui définit l'austénite.

L'importance pratique de l'austénite réside dans la production d'acier et le traitement thermique. Lorsque l'acier contenant du carbone est chauffé dans la plage austénitique, les atomes de carbone se dissolvent dans le réseau cristallin du fer beaucoup plus facilement que dans la ferrite. C'est pourquoi l'austénite est le point de départ de la plupart des processus de durcissement et de trempe. Les aciers inoxydables, en particulier ceux à haute teneur en nickel et en manganèse, peuvent rester austénitiques même à température ambiante ; on les appelle aciers inoxydables austénitiques et ils sont appréciés pour leur résistance à la corrosion et leur ténacité.

La transformation de l'austénite en ferrite pendant le refroidissement est contrôlée avec précision dans l'industrie. Un refroidissement rapide depuis la région austénitique piège les atomes de carbone dans une structure déformée appelée martensite, qui est extrêmement dure mais fragile. Un refroidissement plus lent produit de la perlite, une structure lamellaire de ferrite et de cémentite. La vitesse de refroidissement, mesurée en degrés par seconde, détermine la dureté et la ténacité finales de l'acier. C'est le fondement de la trempe et du revenu.

Taille de grain de l'austénite et travail

La taille des grains d'austénite formés pendant le chauffage affecte directement les propriétés mécaniques finales. Les gros grains produisent de grandes plaques de martensite lors de la trempe, ce qui conduit à des structures grossières et fragiles. Les grains fins affinent la microstructure martensitique. Pour cette raison, les aciéristes contrôlent soigneusement la température et le temps de chauffage, et utilisent souvent des formateurs d'austénite à grains fins comme l'aluminium ou le vanadium pour empêcher la croissance des grains.

Dans certains grades d'acier, l'austénite retenue, c'est-à-dire l'austénite qui ne se transforme pas complètement en martensite pendant le refroidissement, améliore en fait la résistance aux chocs et la ductilité des pièces finies. La quantité d'austénite retenue est mesurée métallographiquement ou par diffraction des rayons X, et est gérée en ajustant la température de revenu. Cet équilibre entre dureté et ténacité définit une grande partie de l'ingénierie moderne de l'acier.