Evolution de la structure de solidification des alliages en fonction de la composition et des conditions de refroidissement. : cas des alliages plomb-etain.

Abstract

Dans cette étude on s'est attaché à comprendre comment ces différentes structures apparaissent et évoluent en fonction des conditions de refroidissement. La compréhension de ses phénomènes permettra d'agir sur les conditions de refroidissement pour minimiser l'hétérogénéité structurale et par suite l'hétérogénéité de composition chimique qui en résulte. Ces hétérogénéité sont en général indésirables à cause de leurs effets néfastes sur les propriétés mécaniques et physiques des métaux. Bien que dans la pratique courante, les conditions de refroidissement des métaux et alliages soient très variées, on a choisi de prendre pour variables: * La vitesse de refroidissement des alliages; en les coulant dans des moules de nature et de dimension différentes. * La massivité de la pièce * La composition chimique des alliages. Qui sont autant de facteur permettant de fixer différentes valeurs du gradient thermique et de la vitesse de solidification. Ces deux derniers paramètres déterminent les conditions de refroidissement. Comme cas d'application pratique à cette étude, le choix d'un alliage de plomb a été fixé par la nécessité de disposer d'un métal industriel de pureté convenable présentant un point de fusion suffisamment bas pour que la réalisation expérimentale des essais en soit facilitée, le choix de l’étain comme élément d'alliage présentait l'avantage de former un eutectique à une basse température et de posséder un coefficient de partage entre les phases solides et liquide assez faible (environ 0,4 d’après le diagramme d'équilibre) ce qui exagérait le phénomène de ségrégation que l'on voulait mettre en évidence.