Thèse soutenue

Décarburation d'aciers doux : cinétique et mécanismes d'échange de matière, carbone, à l'interface métal-gaz, dans des atmosphères complexes

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Auteur / Autrice : Cora Beatriz Bracho-Troconis
Direction : Michel Lambertin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique Appliquée et Matériaux
Date : Soutenance en 1990
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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L'étude de la décarburation du fer pur (auquel ont été ajoutées différentes quantités de carbone) dans un mélange gazeux complexe N2, CO, CH4, H2, H20 a été réalisée en utilisant la technique de thermogravimétrie. Les conditions expérimentales (valeur du flux gazeux, épaisseur de l'échantillon) ont été choisies de manière à ce que la vitesse de réaction enregistrée corresponde à la seule étape de transfert de carbone à l'interface solide-gaz. Nous avons pu observer tout d'abord que la vitesse de décarburation augmente avec la température et avec la teneur en eau de l'atmosphère. Cette vitesse est systématiquement plus faible lorsque le solide est monophasé (γ) que lorsqu'il est biphasé (α + γ). La teneur en méthane du mélange gazeux ne semble pas affecter la vitesse de la réaction. Par ailleurs, la détermination de l'énergie d'activation expérimentale montre l'existence de deux domaines cinétiques dépendant de la pression partielle d'eau dans le mélange complexe composés de H2-H20-N2 et CH4-H2-H20-N2. En ce qui concerne les mélanges CO-CH4-H2-H20-N2 et CO-H2-H20-N2 l'énergie d'activation diminue progressivement lorsque la pression de vapeur d'eau dans l'atmosphère diminue. Les résultats montrent que quelle que soit l'atmosphère décarburante utilisée, lorsque la teneur en eau est suffisante, la réaction globale de perte de carbone est contrôlée par l'adsorption dissociative de l'eau sur la surface du fer.