Ce document présente une variété d'exercices et de corrections relatifs au concours de qualification professionnelle en matériaux métalliques, abordant des sujets tels que l'examen microscopique des structures, la détermination de la taille des grains de ferrite, les traitements thermiques, l'acier cémenté, l'acier inoxydable, etc.
Il couvre un large éventail de connaissances en science des matériaux, comme le facteur de remplissage (BCC) du réseau cubique centré, la formation de la perlite, la déformation à froid, l'effet de masse, la règle des phases de Gibbs, la comparaison de la dureté, le contrôle par courants de Foucault, le contrôle par pénétrants, les alliages amorphes, etc.
Ce document résume les notions essentielles pour réussir le concours de qualification professionnelle en matériaux métalliques, et constitue une ressource précieuse pour les candidats souhaitant se préparer à l'examen.
1. Indiquez l'ordre des étapes de l'examen microscopique de la structure métallique.. ◑ Prélèvement de l'éprouvette - Montage de l'éprouvette - Corrosion - Séchage - Observation microscopique
2. Indiquez les 3 méthodes de détermination de la taille des grains de ferrite. ◑ Méthode de comparaison ◑ Méthode d'intersection ◑ Méthode de coupe
3. Calculez le facteur de remplissage (ou taux d'empilement) du BCC.
4. Dessinez et expliquez le mécanisme de précipitation lors de la formation de la perlite. ◑ Croissance du noyau Fe3C aux joints de grains d'austénite ◑ Croissance du noyau Fe3C ◑ Formation de ferrite autour du Fe3C ◑ Formation de Fe3C aux joints de grains de ferrite
5. Indiquez les conditions requises pour un acier de cémentation. ◑ Acier faiblement carboné ◑ Ne doit pas contenir d'éléments qui gênent la cémentation ◑ La taille des grains ne doit pas augmenter lors d'un chauffage prolongé à haute température ◑ Absence de porosité ou de fissures lors de la coulée ◑ Bonne machinabilité et forgeabilité
6. Écrivez l'équation de réaction de combustion du gaz propane dans un four et, en cas de combustion complète, indiquez le rapport (air : propane) des gaz. ◑ C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) ◑ En cas de combustion complète, le rapport des gaz → 5 : 1
7. Indiquez les 3 étapes du phénomène qui se produit lors du recuit d'un métal ayant subi une déformation à froid et précisez la force motrice de chacune d'elles. ※ Phénomène en 3 étapes et force motrice ◑ Recuit : Énergie accumulée à l'intérieur du métal ◑ Recristallisation : Énergie de déformation accumulée lors de la déformation à froid ◑ Croissance des grains : Diminution de l'énergie interfaciale des joints de grains
8. Indiquez les 3 effets de masse dans le traitement thermique. ◑ Même type d'acier, la profondeur de trempe varie en fonction de la taille (masse) de la pièce. ◑ La dureté diminue progressivement du centre vers la surface. ◑ Plus la masse est importante, plus la diminution de la dureté superficielle est rapide.
9. Dans le diagramme de transformation de la structure lors du trempage-revenu, quelles sont les structures aux positions a, b, c, d, e, f ?
10. Quelle est la règle des phases de Gibbs ? ◑ Variable C = Nombre de composants ◑ Expression P = Nombre de phases (solide, liquide, gazeux) ◑ Degré de liberté F = C - P + 2 Dans ce cas, on ajoute 2 car, en plus du nombre de composants et du nombre de phases, l'expérimentateur peut modifier indépendamment P et T. Par conséquent, lors du calcul du degré de liberté, on ajoute 2.
11. Classez les structures suivantes par ordre de dureté décroissante. ★ De la plus dure à la moins dure (CemMarTroSorPerAusFer) Cimentite → Martensitique → Troostite → Sorbite → Perlite → Austenite → Ferrite
☆ De la moins dure à la plus dure (FerAusPerSorTroMarCem) Ferrite → Austenite → Perlite → Sorbite → Troostite → Martensitique → Cimentite
12. L'opération qui consiste à éliminer par combustion le carbone libre déposé sous forme de suie dans les fours de transformation ou de cémentation, car il réduit l'efficacité du four, en injectant une quantité appropriée d'air de manière régulière ou selon les besoins, est appelée ? ◑ Combustion (Burn-out)
13. Comme le montre l'illustration, pour observer une surface 2 fois plus grande, soit la surface large d'une éprouvette de cémentation d'épaisseur t, en inclinant l'éprouvette, calculez l'angle d'inclinaison.
14. Indiquez 5 objectifs du recuit d'homogénéisation. ◑ Affinage de la structure ◑ Augmentation de la ténacité ◑ Homogénéisation de la trempe ◑ Réduction de la déformation de trempe ◑ Amélioration de la capacité d'usinage
15. Indiquez les 5 méthodes de magnétisation utilisées dans le contrôle par magnétoscopie. ◑ Méthode des pôles ◑ Méthode de la bobine ◑ Méthode du flux magnétique transversal ◑ Méthode de la circulation axiale ◑ Méthode du « prodd »
16. Indiquez les étapes du procédé de contrôle par ressuage à l'aide d'un pénétrant coloré et d'un révélateur soluble dans un solvant. ◐ Prétraitement - Pénétration - Nettoyage - Révélation - Observation - Séchage - Post-traitement
18. Décrivez les propriétés générales des alliages amorphes. ◐ Propriétés mécaniques -. Haute ténacité, résistance à la traction, résistance à l'usure, absence de défauts cristallins -. Excellente dépendance à la température -. La consolidation à froid est presque nulle -. Possède une ténacité à la rupture élevée -. La ténacité et la ductilité varient considérablement en fonction de la température ◐ Propriétés chimiques -. Excellente résistance à la corrosion
19. Indiquez 5 équipements utilisés dans les essais de radiographie industrielle.