Cours métallurgie

Leçon 1 • Structures cristallines des métaux

Examine les mailles élémentaires BCC, FCC et HCP ainsi que leur compacité. Relie la géométrie cristalline à la densité, la ductilité et la disponibilité des systèmes de glissement.

Leçon 2 • Imperfections et défauts dans les cristaux

Identifie les défauts ponctuels, linéaires et planaires ainsi que leur origine lors de la solidification. Relie la densité de défauts à la résistance, à la vitesse de diffusion et à la susceptibilité à la rupture.

Leçon 3 • Classification des métaux et alliages

Distingue les familles de métaux ferreux, non ferreux et réfractaires ainsi que leurs systèmes d'alliage. Permet d'acquérir le vocabulaire précis de sélection des matériaux utilisé tout au long du cours.

Leçon 4 • Introduction aux propriétés mécaniques

Définit la contrainte, la déformation, la dureté, la ténacité et la résistance à la fatigue comme descripteurs mesurables des matériaux. Établit le cadre des propriétés de référence utilisé dans chaque chapitre suivant.

Leçon 1 • Solidification et microségrégation

Décrit la germination, la croissance dendritique et la redistribution du soluté lors de la solidification. Explique comment la vitesse de refroidissement crée des gradients de composition affectant les propriétés finales.

Leçon 2 • Principes thermodynamiques de la stabilité des phases

Introduit l'énergie libre de Gibbs, l'enthalpie et l'entropie comme moteurs de la stabilité des phases. Fonctionne l'interprétation des diagrammes de phases sur un raisonnement thermodynamique plutôt que sur la mémorisation.

Leçon 3 • Diagramme de phases fer-carbone en profondeur

Analyse le système Fe-C du fer pur à 6,67 % de carbone en poids, couvrant toutes les réactions invariantes. Permet directement la prédiction de la microstructure des aciers et des fontes.

Leçon 4 • Lecture des diagrammes de phases binaires

Enseigne les lignes liquidus, solidus, solvus et les régions biphasées dans les systèmes binaires. Les étudiants extraient l'identité, la composition et la fraction de la phase à partir de tout point du diagramme.

Leçon 1 • Interprétation des diagrammes TTT et CCT

Lit les diagrammes de transformation en refroidissement continu et temps-température-transformation pour les aciers. Les étudiants sélectionnent les chemins de refroidissement pour obtenir les microstructures cibles telles que la martensite ou la bainite.

Leçon 2 • Lois de Fick et calculs de diffusion

Applique les première et deuxième lois de Fick aux problèmes de diffusion en régime permanent et transitoire. Permet la prédiction quantitative des profils de concentration dans la cémentation et la nitruration.

Leçon 3 • Mécanismes de la diffusion atomique

Explique les voies de diffusion par lacunes, interstitiels et joints de grains ainsi que leurs énergies d'activation. Établit la base physique de tous les changements microstructuraux induits thermiquement.

Leçon 4 • Cinétique de germination et de croissance

Modélise la théorie classique de la germination et les vitesses de croissance contrôlées par l'interface pour les phases à l'état solide. Relie la force motrice thermodynamique au temps nécessaire à l'achèvement de la transformation.

Leçon 1 • Mécanismes de renforcement des métaux

Couvre les stratégies de renforcement par solution solide, écrouissage, affinement du grain et précipitation. Fournit la boîte à outils mécanistique pour les décisions de conception d'alliages dans les chapitres suivants.

Leçon 2 • Déformation plastique et mouvement des dislocations

Explique le glissement, le maclage et le glissement des dislocations comme mécanismes de déformation plastique. Relie la cission critique résolue à la limite d'élasticité macroscopique.

Leçon 3 • Fondamentaux de la mécanique de la rupture

Introduit le facteur d'intensité de contrainte, la ténacité à la rupture et la théorie de Griffith pour la rupture fragile et ductile. Permet le calcul de la taille de défaut critique pour l'évaluation de l'intégrité structurale.

Leçon 4 • Comportement en fatigue et fluage

Caractérise les courbes S-N, la propagation des fissures de fatigue et la déformation de fluage sous charge maintenue. Applique la loi de Paris et le paramètre de Larson-Miller à l'estimation de la durée de vie en service.

Leçon 1 • Revenu et austénite résiduelle

Décrit les stades de revenu, la précipitation de carbures et la transformation de l'austénite résiduelle lors du réchauffage. Équilibre la réduction de dureté avec l'amélioration de la ténacité pour les exigences de service.

Leçon 2 • Procédés de recuit et de normalisation

Distingue le recuit complet, le recuit de régénération et la normalisation par plage de température et vitesse de refroidissement. Explique comment chaque cycle relaxe les contraintes, affine la taille de grain ou restaure la ductilité.

Leçon 3 • Défauts de traitement thermique et contrôle qualité

Identifie la fissuration de trempe, la décarburation, la distorsion et les points mous comme défauts courants de traitement thermique. Applique des ajustements correctifs du procédé et des méthodes d'inspection pour garantir la conformité.

Leçon 4 • Trempe et trempabilité

Couvre la sélection des milieux de trempe, les gradients de vitesse de refroidissement et l'essai Jominy pour la trempabilité. Relie la composition de l'alliage à la profondeur de trempe dans les sections transversales.

Leçon 1 • Superalliages de nickel pour hautes températures

Analyse le renforcement par la phase gamma prime, la solidification dirigée et le coulage monocristallin dans les superalliages de nickel. Aborde les revêtements de résistance à l'oxydation et la prédiction de la durée de vie en fluage.

Leçon 2 • Applications des alliages de magnésium et de zinc

Passe en revue les alliages légers de magnésium pour moulage sous pression et les systèmes de zinc pour moulage sous pression. Évalue les stratégies de protection contre la corrosion et la recyclabilité pour les applications automobiles et grand public.

Leçon 3 • Alliages de titane et classification des phases

Distingue les alliages de titane alpha, bêta et alpha-bêta par leur microstructure et leur réponse à la mise en œuvre. Met en évidence les avantages en termes de résistance spécifique, de biocompatibilité et de résistance à la corrosion.

Leçon 4 • Alliages d'aluminium et désignations d'état métallurgique

Couvre les séries d'aluminium corroyé et moulé, les codes d'état métallurgique et la réponse au durcissement par vieillissement. Relie la composition aux compromis entre résistance à la corrosion, résistance mécanique et soudabilité.

Leçon 1 • Revêtements protecteurs et traitements de surface

Compare les revêtements organiques, les dépôts métalliques, les revêtements de conversion et la projection thermique pour la protection barrière. Évalue l'adhérence, la porosité et la compatibilité avec l'environnement de service.

Leçon 2 • Fondamentaux électrochimiques de la corrosion

Établit les demi-réactions, les potentiels d'électrode standard et la série galvanique pour les métaux. Fournit le cadre électrochimique pour diagnostiquer toutes les formes de corrosion.

Leçon 3 • Mesure et prédiction de la vitesse de corrosion

Applique les méthodes d'extrapolation de Tafel, de résistance de polarisation linéaire et de perte de poids pour quantifier la vitesse de corrosion. Convertit les données électrochimiques en vitesse de pénétration pour l'estimation de la durée de vie en service.

Leçon 4 • Protection cathodique et inhibiteurs

Conçoit des systèmes de protection cathodique par courant imposé et par anodes sacrificielles pour les structures enterrées et immergées. Sélectionne les inhibiteurs chimiques selon le mécanisme d'adsorption et la compatibilité avec l'environnement.

Leçon 1 • Méthodes d'examen métallographique

Couvre le tronçonnage, l'enrobage, le meulage, le polissage et l'attaque pour la microscopie optique et électronique. Révèle les preuves microstructurales de surchauffe, de décarburation et de traitement thermique inapproprié.

Leçon 2 • Systèmes qualité et action corrective

Intègre la maîtrise statistique des procédés, la certification des matériaux et le reporting des actions correctives dans l'assurance qualité. Aligne la pratique métallurgique avec les exigences de gestion de la qualité du secteur.

Leçon 3 • Méthodologie d'analyse de défaillance

Présente la séquence d'investigation systématique de la collecte des preuves jusqu'à la détermination de la cause racine. Établit un cadre reproductible applicable à tous les modes de défaillance rencontrés dans la pratique.

Leçon 4 • Techniques d'analyse fractographique

Interprète les caractéristiques de la surface de rupture, y compris les marques de plage, les motifs en chevron et les cupules à l'aide du MEB. Relie la morphologie de la rupture au mode de chargement, à l'environnement et à l'état du matériau.