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    Acier (historique) : l'acier est connu depuis l'Antiquité (4000 ans avant J.C.). Sa production, artisanale jusqu'au XIXème siècle, était réalisée à partir de minerai de fer et de charbon de bois dans des foyers disséminés dans les forêts. La production a progressé en Angleterre au XVII^ème siècle et s'est industrialisée au XIX^ème siècle avec l'invention du convertisseur par Bessemer (1856), qui eut également l'idée de la coulée continue. Le procédé des chimistes anglais Thomas et Gilchrist (1878) permit de traiter les minerais contenant du phosphore, grâce au manganèse*. Ces procédés seront améliorés par des ingénieurs comme E. et P.Martin, ou Wil. Siemens à qui l'on doit les aciéries électriques. Ces progrès contribuèrent à l'essor de l'acier qui s'imposa au détriment du fer.

• Constituants métallographiques des aciers et des fontes :

Ferrite :  C'est une solution solide (dans la structure cubique centrée) d'un ou de plusieurs éléments dans le fer α. C'est du fer pratiquement pur qui ne contient que des traces de carbone (0.008%) à température ambiante. Sa solubilité maximale est de 0.02% en masse à 727°C. Après attaque au Nital, elle se présente sous forme de polyèdres blancs dont les joints de grains apparaissent en foncé. Elle n'est pas très dure (Hv :80 à 100), peu tenace (Rm=300N/mm²), mais elle est très ductile (A=35% après rupture).

Cémentite ou Carbure de fer Fe₃C : C'est un composé interstitiel à maille orthorhombique à 6.67% de carbone qui accompagne la ferrite ou la perlite. A l'état de phase, elle fait partie de la perlite ou de la lédéburite (constituant eutectique de la fonte blanche). Elle apparaît en blanc après attaque au Nital sans que l'on puisse distinguer les joints de grains. Elle est colorée en rouge brun par le picrate de sodium. C'est une combinaison très dure (Hv=800) mais très fragile A=0%, Rm=700N/mm² Elle donne une très bonne tenue à l'abrasion et à l'érosion.

Perlite : C'est un mélange hétérogène de ferrite et de cémentite à 0.85% en masse de carbone (eutectoïde) qui peut avoir deux aspects : lamellaire ou globulaire (ou coalescée). Elle est très dure (HB=200), tenace (Rm=850N/mm²) et assez ductile (A%=10), facile à usiner et offre une assez bonne résistance aux efforts statiques et à l'usure par frottements.

Perlite lamellaire  : Alternance de lamelles de ferrite et de cémentite dont l'épaisseur et les écarts dépendent de la vitesse de refroidissement. On distingue une alternance de bandes claires et sombres qui ne représentent pas les constituants mais qui correspondent aux zones planes et inclinées de l'échantillon, provoquées par l'abrasion préférentielle des zones à faible dureté. A faible grossissement, les lamelles peuvent ne pas être distinctes, on dit alors que la perlite est irrésolue.

Propriétés mécaniques : Hv : 200 à300 Rm : 900 N/mm² A : 10%

Perlite globulaire ou coalescée : Petits globules blancs de Fe₃C de contour noir sur fond de ferrite. Cette structure est consécutive à un recuit d'adoucissement.

Austénite : C'est une solution solide de carbone (ou de plusieurs éléments) dans le Fer γ  , elle peut dissoudre jusqu'à 1.7%. C'est le constituant intermédiaire de durcissement par trempe, après chauffage (austénitisation) et avant refroidissement (trempe). Elle est assez douce et assez facile à usiner. Elle possède un coefficient de dilatation élevé et une bonne résistance à l'usure. Elle possède une bonne résilience aux températures cryogéniques.

Constituants de trempe :

Martensite : C'est une solution solide d'insertion sursaturée de carbone dans le fer g. C'est le constituant de trempe le plus dur (HV=800), mais il est fragile. Elle est obtenue par refroidissement rapide et de ce fait pénètre plus ou moins au cœur de la matière. Elle est très dure, difficilement usinable et assez fragile.

Bainite : C'est un agrégat de ferrite et de carbures. C'est un constituant qui présente les mêmes phases que la perlite (ferrite et cémentite), mais de structure particulièrement fine, souvent en aiguilles ce qui lui confère de bonnes propriétés mécaniques. Elle est dure et assez facile à usiner.