Caractérisation de la propreté inclusionnaire d’aciers de fonderie par analyse d’images en microscopie électronique à balayage

Abstract

L’étude porte sur les aciers bas carbone (0,2 %) faiblement alliés bruts de fonderie. Les différentes opérations effectuées dans le bain liquide de l’acier influent sur la population inclusionnaire ; ces inclusions sont elles-mêmes responsables d’une partie des propriétés mécaniques de l’acier. Leur contrôle et leur étude revêtent donc une grande importance. L’objet de ce travail est de mettre au point une méthode de comptage, d’en évaluer la fiabilité et la reproductibilité ainsi que d’en montrer la limite. D’ordinaire, cette opération est réalisée par microscopie optique, méthode longue à mettre en œuvre et ne couvrant qu’une surface d’échantillon très limitée. La méthode présentée ici requiert un microscope électronique à balayage (MEB) doté d’une forte stabilité du faisceau d’où l’utilisation d’un canon à émission de champs (FEG). Cette méthode est plus rapide et couvre une surface plus large. Elle est déjà utilisée en sidérurgie pour des aciers laminés mais est beaucoup moins courante pour des contrôles métallurgiques sur des aciers moulés. Pour transposer cette méthode à ce type d’acier il est donc nécessaire de confirmer sa fiabilité et sa répétabilité. Dans un premier temps, un opérateur définit des critères morphologiques et chimiques sur les inclusions rencontrées dans une zone représentative très réduite. Dans un second temps, un logiciel scanne automatiquement une zone beaucoup plus large et classe les inclusions détectées selon les critères pré-définis (taille, forme, nature). Afin de statuer sur la répétabilité et la reproductibilité de cette méthode, une étude statistique est réalisée sur une surface test ; cette zone est analysée plusieurs fois dans le but de définir des intervalles de tolérances. Si les résultats obtenus en termes de population inclusionnaire sont significatifs, il sera alors possible de statuer sur la pertinence des différentes opérations effectuées dans les bains d’acier liquide.