Chapitre I : Etude bibliographique
I.3.3 Sélection spatiale de variants à l’échelle du grain parent
La sélection spatiale de variants, dans les aciers bainitiques et martensitiques, n’est pas
seulement présente aux joints de grains austénitiques. Une organisation spatiale non aléatoire
des variants à l’intérieur d’un ancien grain parent est aussi observée. D’après l’étude de la
littérature sur les microtextures héritées de la transformation phase, nous séparons les produits
de transformation en deux catégories : les produits de transformation obtenus à basse
température que sont la martensite et la bainite inférieure, et les produits formés à plus haute
température, que sont la bainite supérieure et la ferrite aciculaire.
I.3.3.1 Cas de la martensite et de la bainite inférieure
Pour la martensite, Morito et coll. [Morito03], [Morito06] ont étudié la morphologie des
microstructures en lattes, dans des aciers faiblement alliés avec différentes concentrations en
carbone. Ces études montrent que la transformation de phase aboutit à la division d’un ancien
grain austénitique en plusieurs paquets de lattes parallèles. Les lattes à l’intérieur d’un paquet
correspondent à différents variants qui partagent un même plan dense {111}
γ.
60° <111> 60° <110> 49.5° <110> 10.5 <110>
Tableau I.4 : désorientations entre variants KS qui ont leur plan dense {111}
γen commun.
Cependant la distribution spatiale des variants au sein d’un paquet n’est pas aléatoire. En effet
au sein de chaque paquet, on identifie des « blocs ». Il s’agit d’un ensemble de lattes
correspondant soit à deux variants (parmi les 6) faiblement désorientés soit à un même
variant. Ainsi, pour des alliages bas carbone (< 0.4%C) les blocs contiennent chacun deux
variants faiblement désorientés (10,5° <110>
αselon KS), mais seulement un variant pour des
alliages plus chargés (0.6%C) (figure I.16).
D’autre auteurs [Gourgues00], [Réglé04] confirment, pour des aciers bas carbone faiblement
alliés et un acier TRIP, que les lattes sont organisées en paquet de variants voisins possédant
un plan {111}
γen commun. Ils observent également qu’au sein de ces paquets, les blocs de
variants voisins sont fréquemment en relation de macle.
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Figure I.16 : Illustration de la microstructure de martensite en lattes :
(a) alliages bas carbone (< 0.4%C), (b) alliages haut carbone (0.6%C) [Morito03]
La bainite inférieure présente une microtexture similaire à celle de la martensite en lattes.
Cette structure de transformation est observée dans des aciers bas carbone faiblement alliés
[Gourgues00], [Lubin09], pour des aciers TRIP chargés en carbone [Cabus05] et pour des
alliages Fe-Ni-C [Furuhara06]. Pour des aciers chargés en chrome (5%) avec une RO proche
de celle de NW, les paquets contiennent trois variants bainitiques avec un plan dense commun
(car pour NW, il y a deux fois moins de variants possibles que pour KS) [Pancholi08].
Pour la martensite comme pour la bainite inférieure, l’analyse des histogrammes de
distribution des angles de désorientation entre variants voisins montre l’absence de
désorientations de 20°, ainsi qu’une proportion faible de joints proches de 50° (figure I.17b),
qui sont normalement prédits par les RO de KS et de NW (figure I.17a) [Gourgues00]. Ces
histogrammes révèlent une très forte proportion de joints de fortes désorientations (50-60°) et
une très faible proportion des joints de faibles désorientations (< 20°), caractéristique qui est
observée pour un grand nombre d’aciers [Morito03], [Lambert04], [Zajac05] et [Furuhara06].
I.3.3.2 Cas de la bainite supérieure et ferrite aciculaire
Pour la bainite supérieure et la ferrite aciculaire observées dans les aciers bas carbone
faiblement alliés, un ancien grain austénitique se divise également en paquet de lattes
parallèles mais ces lattes n’ont pas forcément de plan {111}
γen commun. Les lattes voisines
sont rarement en relation de macle et présentent souvent de faibles désorientations. Ce sont
donc souvent des variants bainitiques proches, situés dans la même région de Bain
[Gourgues00], [Lambert04]. Lubin observe, pour des aciers faiblement alliés, que des groupes
de deux lattes bainitiques faiblement désorientées présentent une direction dense <110>
γen
commun. Pour des alliages Fe-Ni-C, Furuhara et coll. [Furuhara06] observent des paquets de
lattes de bainite supérieure. Le paquet contient seulement deux variants cristallographiques
faiblement désorientés.
Chapitre I : Etude bibliographique