INFLUENCE CELLS SEGREGATION ON STRUCTURAL HARDENING mechanisms OF LEAD-CADMIUM ALLOYS FOR BATTERY’S GRIDS

 

Influence des cellules de ségrégation sur les mécanismes de durcissement structural des alliages Pb-Cd 

pour grilles de batteries

 

E. Saad1*, E. Hilali2, N. Selhaoui2, L. Bouirden2

1  Laboratoire des procédés de valorisation des ressources naturelles, des matériaux et environnement,

équipe de chimie - physique des procédés, faculté des sciences et techniques de Settat,

BP 577, route de Casablanca, 26000 Settat, Maroc

2  Laboratoire de Thermodynamique Métallurgique et Rhéologie des Matériaux,

Faculté des Sciences, BP 8106, Cité Dakhla, Agadir, Maroc

* Corresponding author E-mail: saadelmadani@yahoo.fr

Received: 04 July 2008; revised version accepted: 15 October 2008

 

Abstract 

     The study carried out by Hilali and al.[1,2,3] shows that the age hardening of the alloys lead-cadmium is done in two concomitant stages. The first corresponds to a lenitive partial discontinuous transformation. The second is a hardening continuous precipitation. The degree of hardening depends basically on the dominant transformation. The hardening process is followed by an overageing which consists of a discontinous transformation with a reprecipitation of the Cd from the fine hardening precipitates of the same phases. It is characterized by a lamellate discontinuous transformation which is initiated in the old dendritic grain boundaries and joint. This study is focused on the influence of the presence of cells segregation on the structural hardening of the lead-cadmium alloys. Indeed, we undertook a comparative study of two structural states:  as-cast and rehomogeneized and water quenched. The various techniques used are:  hardness measurements, optical and electron microscopiy and electron microprobe. Globally, the disappearing of segregation cells by a rehomogeneisation treatemt produces a slowdown of the kinectics process of hardening. This produces after hardening a small increase of the matrix supersaturation. Indeed, the rehomogeneisation eliminates the sites density for transformation and increases the grains size. Then follows a deceleration of the ageing and over-ageing of the Pb-Cd alloys kinectics.

 

Keywords: Structural hardening; Continuous precipitation; Discontinous transformation; Cells segregation; Rehomogeneisation.

 

Résumé 

     L’étude effectuée par Hilali et al [1] montre que le vieillissement des alliages plomb-cadmium sursaturés se fait en deux étapes concomitantes. La première correspond à une transformation discontinue partielle adoucissante. La deuxième est une précipitation continue durcissante. Le degré de durcissement dépend essentiellement de la transformation dominante. Après le vieillissement, le survieillissement survient. Il est caractérisé par une transformation discontinue lamellaire qui s’initie dans les anciens joints de grains et sous joint dendritiques. Nous avons entrepris cette étude pour montrer l’influence de la présence des cellules de ségrégations sur les mécanismes de durcissement structural des alliages plomb-cadmium. En effet, nous avons mené une étude comparative de deux états structuraux: alliage brut de coulée et alliage brut de coulée puis réhomogénéisé. Les différentes techniques utilisées sont: essai de dureté, la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage et la microsonde électronique. Globalement, la disparition des cellules de ségrégation par un traitement de réhomogénéisation entraîne un ralentissement de la cinétique de durcissement par rapport à celle de l’alliage brut de coulée. En effet, la réhomogénéisation élimine les cellules de ségrégation formées lors de la solidification et augmente la taille des grains, ce qui entraîne une réduction des sites des transformations discontinues adoucissantes.

 

Mots clés: Durcissement structural;Précipitation continue; Transformation discontinue;Cellules de ségrégation; Réhomogénéisation.

 


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