Chimie, etude des matériaux : exo
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Chimie, etude des matériaux : exo



  1. #1
    ferger

    Chimie, etude des matériaux : exo


    ------

    Bonjour, voici un exercice que je n’arrive pas a résoudre. Voici l’énoncée
    Nous avons trouvé une vieille pièce d’acier au laboratoire de métallurgie avec une étiquette un peu effacée indiquant « Alliage Fe-C sans traitement thermique ». Grâce à cette étiquette nous pouvons constater que l’échantillon se trouve dans l’équilibre. Malheureusement nous n’arrivons pas à lire le pourcentage de carbone que contient cette pièce.
    Comme nous ne disposons pas d’un grand équipement de laboratoire capable de déterminer la composition chimique (ex. microscope électronique à balayage), nous avons décidé d’utiliser les équipements existants dans notre laboratoire. Nous devrons également utiliser toutes les informations que l’on peut obtenir de la littérature et appliquer les calculs enseignés dans le cours d’étude des matériaux.
    Pour cela nous avons préparé l’échantillon avec une série d’étapes de polissage puis une attaque chimique au Nital. Une fois l’échantillon préparé, nous avons placé l’échantillon sur le microscope optique en obtenant l’image montrée dans la figure 1 ci-dessous. On peut y observer la ferrite proeutectoïde (blanche) et la perlite (colorée). Afin de pouvoir réaliser une analyse de la quantité surfacique de chaque composant, nous avons traité, binarisé l’image (figure 2) et ensuite comptabilisé le nombre de pixels dans chaque composant.

    Figure 1 Image obtenue après traitement Figure 2 Image traitée et binarisée
    A partir cette image, nous avons trouvé 122558 pixels pour la ferrite proeutectoïde et 168278 pixels pour la perlite.
    Déterminer le %m de carbone et de fer pour ce composant.
    Mon début de résolution :
    %surfacique ferrite : :122558/(122558+168278) = 0,4214 -> 42,14%
    On peut dire que le %surfacique est égale au volumique donc pourcentage volumique de ferrite : 42.14%
    Il faut donc la masse volumique de la ferrite mais celle-ci varie en fonction du pourcentage de carbone donc comment faire ?
    Merci d’avance

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  2. #2
    moco

    Re : Chimie, etude des matériaux : exo

    Bonjour,
    Il n'y a nulle part de figure ni 1 ni 2. De toute façon, j'aimerais bien me tromper. Mais je doute que nous puissions vous aider. Je crains que cette question soit plus de la compétence de spécialistes de l'étude des matériaux ou de la métallurgie. Est-ce qu'il existe un forum pour ce genre de problèmes ?

  3. #3
    40CDV20

    Re : Chimie, etude des matériaux : exo

    Bjr,
    On peux difficilement se fier à un tel étiquetage, idéalement quand on procède à ce genre d'opération on s'assure de partir sur un état recuit, donc proche de l'état d'équilibre (c'est peut être le cas). Si vous êtes sûrs de vos manips c'est très probablement un hypoeutectoïde avec une teneur en carbone dans la plage 0.02 < C% < 0,77. Je crois me souvenir que ces opérations étaient généralement validées sur un acier "servant de témoin" hypoeutectoïde à 0.4% C qui présente la particularité d'être un quasi parfait 50-50 en quantités d'agrégats perlitiques et de cristaux de ferrite. A vérifier bien entendu, car ça remonte loin.
    Le C1 Nital pourquoi pas c'est le basique, mais par curiosité j'aurais également testé une solution C2 (acide picrique à 4 % dans l'éthanol).

    Effectivement les clichés sont en option !
    Pour aller plus avant comme le souligne Moco, ça devient très spécialisé donc un secteur d'intérêt très étroit. Bien entendu, si on dispose d'une base documentaire de clichés (telle celle de l'ENSAM) et le normatif qui suit,...ça aide
    Cdt

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