Perlite (acier)

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Micrographie de perlite dans un acier C10

La perlite est une phase constituée d'acier et de fonte ; c'est un eutectoïde dont la température de transformation est de 727 °C. C'est un agrégat formé de 89 % de ferrite et 11 % de cémentite. La composition de la perlite est de 0,77 %m de carbone.

Sa structure est généralement formée de lamelles alternées de cémentite (Fe₃C) et de ferrite. La germination se fait aux joints de grain de la phase mère austénitique. La croissance des lamelles (ferrite, cémentite) est parallèle. Suivant la vitesse de refroidissement, on parle de perlite fine (vitesse élevée) ou de perlite grossière (vitesse lente). Les propriétés mécaniques dépendent de la finesse (distance entre lamelles). La dureté de la perlite est d'environ 220 H_V, nettement supérieure à celle de la ferrite (80 H_V).

La cémentite est un composé métastable, qui tend à se décomposer en ferrite α et en graphite si l'on attend « suffisamment longtemps » :

Fe₃C → 3Fe + C.

Les aciers contiennent peu de carbone (moins de 2,11 %), cette transformation n'a donc jamais lieu : le carbone n'atteint pas localement une concentration suffisante pour former du graphite (carbone pur). Les fontes contiennent plus de carbone. Si le refroidissement n'est pas trop lent, et notamment en présence d'éléments anti-graphitisants (manganèse), il se forme de la perlite (fonte grise). Si le refroidissement de la fonte est suffisamment lent, et surtout si la fonte contient des éléments d'alliage dits « graphitisants » (silicium, cuivre, nickel), il ne se forme pas de perlite mais un eutectoïde à 0,69 %C, composé de graphite + ferrite à 0,02 % en masse de carbone (fonte grise), et dont la température de transformation est 738 °C.

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  Perlite dans l'acier non trempé

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  Formation de perlite lors du refroidissement de l'acier

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  Formation de perlite dans la fonte blanche

Voir aussi

• J. Barralis, G. Maeder, Précis de métallurgie — Élaboration, structures-propriétés et normalisation, Nathan/Afnor, 1991 (ISBN 2-09-194017-8), p. 51