MOLYBDÈNE

Influence sur le système Fe-C

Le molybdène se dissout dans le fer pur, distord le réseau et augmente la dureté. Dans les alliages Fe-C, il tend à fermer la zone γ (fig. 3) ; en conséquence, le point A₃ est relevé et la composition de l'eutectoïde est déplacée vers une plus basse teneur en carbone et, à cet effet, c'est un des éléments les plus actifs.

Le molybdène entre à la fois dans l'austénite et dans les carbures. Pour des aciers peu alliés, la cémentite peut avoir une teneur en molybdène atteignant 3 p. 100. Mais d'autres types de carbures se forment quand cette teneur dépasse environ 0,3 p. 100.

Pour les teneurs élevées en carbone, c'est-à-dire avec des fontes où la solidification se termine avec formation d'un eutectique fer-cémentite ou fer-graphite, le molybdène favorise la trempe primaire, mais cette action n'est pas très énergique et, quand la teneur en éléments carburigènes est insuffisante pour éviter la formation de graphite, il affine celui-ci.

Dans les aciers riches en éléments d'alliage, le molybdène peut former des composés intermétalliques ou entrer dans leur composition : phase σ (Fe-Cr et Fe-Mo) de structure quadratique, phase ε ou μ (Fe₇Mo₆) de structure hexagonale, phase de Laves (Fe₂Mo) de structure hexagonale, phase χ (Fe₃₆Cr₁₂Mo₁₀) de structure cubique.

Autres influences

Le molybdène a une influence sur la cinétique des transformations allotropiques et invariantes. Il retarde un peu la formation de la ferrite et considérablement celle de la perlite, agissant sur les vitesses de germination et de croissance. La transformation bainitique est également retardée, mais moins que la transformation perlitique, et débute à plus basse température. Il en résulte, entre autres, une augmentation de l'aptitude à la trempe.

Le molybdène a trois actions majeures sur le revenu : il limite l'adoucissement au revenu, il permet d'obtenir un durcissement secondaire (fig. 4) – ces deux phénomènes sont d'ailleurs étroitement liés – et d'éviter la fragilité de revenu (fig. 5) qui se manifeste soit par maintien soit par passage lent dans la zone de température comprise entre 400 et 550 ⁰C.

Les bases théoriques du rôle du molybdène dans les alliages et aciers inoxydables sont encore discutées. Dans le cas des aciers inoxydables, le molybdène faciliterait la formation du film passivant et augmenterait sa stabilité. Dans les autres cas, où la résistance chimique ne résulte pas de la formation d'une couche passivante, le molybdène peut apporter à l'alliage sa propre résistance à certains réactifs. C'est le cas, par exemple, de la résistance à l'acide chlorhydrique.

On peut dire qu'à l'exception des solutions nitriques le molybdène apporte une amélioration à la résistance à la corrosion dans tous les milieux.

Importance pratique dans les aciers et les fontes alliés

Une ou plusieurs des actions du molybdène convenablement dosées sont utilisées afin d'obtenir les caractéristiques désirées. Dans les aciers de construction, le molybdène est surtout ajouté pour obtenir l'aptitude à la trempe et éviter la fragilité de revenu. La très haute résistance des aciers du type Maraging est obtenue après un vieillissement qui provoque une précipitation de composés intermétalliques qui durcissent la matrice (phase σ et μ avec le molybdène).

La résistance au fluage des aciers qui travaillent à haute température est due à la présence du molybdène dans les carbures. Dans les aciers à outils, il agit sur l'aptitude à la trempe, la dureté à chaud (résistance au revenu et précipitation secondaire) et la ténacité. Dans les aciers et alliages inoxydables, il améliore la résistance à la corrosion. Dans les fontes grises, il affine le graphite et permet de communiquer à la matrice les caractéristiques mécaniques désirées. Dans les fontes blanches, il augmente la trempabilité martensitique de la matrice.