QCM : Crise de fissuration et vieillissement des aciers — 8 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle formule donne le carbone équivalent (Ceq) utilisé pour évaluer la trempabilité des aciers non alliés ?

Ceq = C + (Mn + Ni)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Nb)/15
Ceq = C + (Mn + Ni)/4 + (Cr + Mo + V)/6 + (Cu + Nb)/20
Ceq = C + (Mn + Ni)/5 + (Cr + Mo + V)/4 + (Cu + Nb)/10
Ceq = C + (Mn + Ni + Cr + Mo + V + Cu + Nb)/7

Ceq = C + (Mn + Ni)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Nb)/15

Explication

La formule précise du carbone équivalent (Ceq) est C + (Mn + Ni)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Nb)/15. Elle permet d’évaluer la trempabilité et la tendance à la fissuration fragile des aciers non alliés. Plus Ceq est élevé, plus la trempabilité est grande, ce qui peut augmenter le risque de fissuration fragile lors du soudage.

2. Quelle est la propriété essentielle de la microstructure responsable de la fissuration à froid dans les aciers ?

Sa microstructure fragile, comme la martensite ou la bainite
Sa résistance à la corrosion
Sa résistance à l'usure
Sa résistance à la traction élevée

Sa microstructure fragile, comme la martensite ou la bainite

Explication

La fissuration à froid repose principalement sur la présence d'une microstructure fragile, comme la martensite ou la bainite, qui favorise la propagation des fissures lorsque combinée à des contraintes résiduelles et à la présence d'hydrogène diffusible.

3. Qu'est-ce que le vieillissement aciers tel que décrit dans le contexte ?

C'est une perte de ductilité pour les aciers ferritiques ou ferrito-perlitiques, causée par la précipitation de nitrures de fer Fe4N dans la ferrite.
C'est une augmentation permanente de la ductilité due à la dissolution de phases fragiles dans la ferrite.
C'est une modification microstructurale irréversible liée à la croissance de grains lors du refroidissement.
C'est une corrosion superficielle qui affaiblit la surface de l'acier sans modifier ses propriétés mécaniques.

C'est une perte de ductilité pour les aciers ferritiques ou ferrito-perlitiques, causée par la précipitation de nitrures de fer Fe4N dans la ferrite.

Explication

Le vieillissement aciers, tel que présenté, correspond à la perte de ductilité dans les aciers ferritiques ou ferrito-perlitiques, principalement due à la précipitation de nitrures de fer Fe4N dans la ferrite. Ce phénomène est réversible et entraîne une fragilisation par clivage. Les autres options sont incorrectes : la première décrit une dissolution de phases plutôt qu'une précipitation; la troisième évoque une croissance de grains qui n’est pas le phénomène principal ici; la quatrième concerne la corrosion, ce qui n’est pas le sujet.

4. Comment peut-on prévenir efficacement l'arrachement lamellaire lors de la réalisation d'une soudure sur un produit épais en acier ?

En utilisant un métal de base de qualité Z15, Z25 ou Z35 et en vérifiant son état inclusionnaire par ultrasons.
En appliquant un traitement thermique de recuit après la soudure pour éliminer les inclusions.
En utilisant un procédé de soudage à haute énergie pour réduire la durée de la déformation thermique.
En augmentant la température de soudage pour réduire les contraintes résiduelles.

En utilisant un métal de base de qualité Z15, Z25 ou Z35 et en vérifiant son état inclusionnaire par ultrasons.

Explication

Le choix d'un métal de base de qualité Z15, Z25 ou Z35 garantit une meilleure résistance à l'arrachement lamellaire en raison de la meilleure qualité de microstructure, notamment un meilleur état inclusionnaire. La vérification par ultrasons permet de s'assurer que le métal de base ne présente pas d'inclusions susceptibles de favoriser ce type de fissure. Les autres options, comme le traitement thermique ou la modification du procédé, ne ciblent pas directement la cause principale ; en revanche, utiliser un métal de qualité et contrôler son état sont des mesures efficaces et concrètes.

5. Quand la fissuration au réchauffage se produit-elle généralement dans le cycle thermique d’un acier ou d’un inox ?

Au début du chauffage avant 350°C
Lors du chauffage dans la plage de 350°C à 700°C
À température ambiante après refroidissement complet
Pendant le refroidissement après le chauffage

Lors du chauffage dans la plage de 350°C à 700°C

Explication

La fissuration au réchauffage intervient principalement lors du chauffage dans la plage de température de 350°C à 700°C, où la microstructure devient fragile, la ségrégation ou la croissance du grain favorisent la formation de fissures, notamment dans la zone affectée par la thermique.

6. Quel facteur favorise principalement la fissuration à chaud lors de la solidification en zone de fusion des inox austénitiques ?

L'utilisation d'alliages à faible intervalle de solidification
Une conception optimisée pour réduire les contraintes de solidification
Une réduction de la vitesse de soudage pour limiter la ségrégation
Une augmentation de la ségrégation et de l’intervalle de solidification

Une augmentation de la ségrégation et de l’intervalle de solidification

Explication

La fissuration à chaud lors de la solidification en zone de fusion est principalement favorisée par une augmentation de la ségrégation et de l’intervalle de solidification, qui augmentent la susceptibilité à la formation de fissures. La réduction de la vitesse de soudage ou l’utilisation d’alliages à faible intervalle de solidification sont des mesures préventives, non des causes.

7. En quoi la microstructure fragile lors du soudage et le carbone équivalent (Ceq) sont-ils liés dans l’évaluation de la soudabilité de l’inox ?

La microstructure fragile et le Ceq sont indépendants et n’ont aucun impact sur la soudabilité de l’inox.
Le Ceq élevé garantit l’absence de microstructure fragile, améliorant la comportement à la soudabilité.
La microstructure fragile est créée uniquement par le Ceq élevé, qui indique une microstructure toujours stable.
La microstructure fragile favorise la formation de fissures à froid, tandis que le Ceq permet d’évaluer la trempabilité et la tendance à cette microstructure.

La microstructure fragile favorise la formation de fissures à froid, tandis que le Ceq permet d’évaluer la trempabilité et la tendance à cette microstructure.

Explication

La microstructure fragile, comme la martensite, peut favoriser la fissuration à froid lors du soudage, ce qui nuit à la soudabilité. Le carbone équivalent (Ceq) est un indicateur de la trempabilité du matériau, permettant d’évaluer la propension à former une microstructure fragile lors du refroidissement. Un Ceq élevé indique une forte trempabilité et donc un risque accru de microstructure fragile, ce qui complique la soudabilité inox.

8. Quel est le rôle principal de l'inox austénitique dans ses applications industrielles ?

Optimiser la conductivité thermique pour améliorer l'efficacité des échangeurs de chaleur
Faciliter la fabrication de pièces métalliques grâce à sa faible ductilité et sa facilité d'usinage
Augmenter la résistance à la corrosion uniquement dans les applications marines sans influence sur la résistance mécanique
Assurer une résistance mécanique élevée et une excellente résistance à la corrosion pour prévenir la fissuration et la dégradation dans des environnements exigeants

Assurer une résistance mécanique élevée et une excellente résistance à la corrosion pour prévenir la fissuration et la dégradation dans des environnements exigeants

Explication

L'inox austénitique est principalement utilisé pour assurer une résistance mécanique et une excellente résistance à la corrosion, ce qui lui permet de prévenir la fissuration et la dégradation dans des environnements exigeants, comme l'industrie chimique ou alimentaire.

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Mémorisez les réponses avec 16 flashcards sur Crise de fissuration et vieillissement des aciers.

Soudabilité aciers non alliés — définition ?

Capacité à être soudé sans défauts ni fissures.

Fissuration à froid — température ?

En dessous de 150°C.

Microstructure fragile — exemples ?

Martensite, bainite.

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