TP de Métallurgie
Analyse thermique

Introduction :

Au cours de ce Tp, nous nous intéresserons à 2 techniques d’analyse thermique : l’analyse thermique simple dans un premier temps, puis l’analyse thermique différentielle. L’analyse thermique consistera à déterminer la courbe Température = f(temps) de différents alliages de Pb-Sn. L’objectif de ces 2 analyses thermiques est de construire, à terme, le diagramme binaire Pb-Sn. Nous utiliserons aussi le logiciel Winphad, afin de déterminer grâce au calcul le digramme binaire de Pb-Sn et quelques courbes d’enthalpie libres.

I-Analyse thermique simple

L’analyse thermique simple consiste au chauffage de 8 échantillons de Pb-Sn à différentes compositions :
90 Pb – 10 Sn
75 Pb – 25 Sn
55 Pb – 45 Sn
38.1 Pb – 61.9 Sn
25 Pb – 75 Sn
8 Pb – 92 Sn
1.5 Pb – 98.5 Sn
Un échantillon de composition inconnue que nous chercherons à identifier.

Nous chauffons donc les alliages dans un four à une température de 350°C et récupérons les températures des différents échantillons grâce à des thermocouples et un module Labview pendant une durée de 6300s.
Le module ne fonctionnant pas correctement depuis le début de l’année (voir courbes), nous avons récupéré les courbes d’un Tp fait l’année précédente.

Grâce à ses courbes, nous pouvons déterminer pour chaque échantillon différentes informations, selon la composition de l’échantillon :
T° du palier eutectique
T° de liquidus
T° de solidus
Durée (en seconde) du palier eutectique pour déterminer ensuite le triangle de TAMMANN

Voici un tableau récapitulatif des points obtenus lors du chauffage:

Composition
T° eutectique (°C)
T° solidus (°C)
T° liquidus (°C)
Durée eutectique (s)
90 Pb – 10 Sn

246
290

75 Pb – 25 Sn

189

281.8
285
55 Pb – 45 Sn

185.9

248
675
38.1 Pb – 61.9 Sn

184.7

194.9
918
25 Pb – 75 Sn

183.7

213.1
686
8 Pb – 92 Sn

183

228.1
232
1.5 Pb – 98.5 Sn

230.2

Composition inconnu
186

245.1
771

Grâce à ces points, nous avons pu tracer un premier diagramme