Aciers et aciers spéciaux

Aciers de construction

Dans cette catégorie, on distingue les aciers de construction métallique, les aciers à hautes limites élastiques et les aciers pour formage à froid.

1-Les aciers de construction métallique

Pour ces aciers de construction, leurs dénominations comportent la lettre qui désigne leur usage :

  • la lettre S (Structure) pour un usage général de construction métallique
  • la lettre E (Engine) pour construction mécanique.

Cette lettre est suivie de la limite élastique (Re) exprimée en méga-pascal (MPa). Cette limite élastique est une donnée caractérisant ses propriétés mécaniques puisque c’est cela qui importe quand on choisit un acier de construction. Les constructions exigeant toujours une certaine rigidité, les aciers sont toujours choisis avec une limite élastique minimale.  Plus cette limite élastique est élevée, moins l’acier est déformable. Exemple : l’acier S355J0 et l’acier S235JR. Ce dernier est un acier de construction destiné à un usage général avec une limite élastique minimal de 235 MPa. Le S235JR est la nuance la plus courante.

Aciers laminés, écroutés, galetés, rectifiés

Au sein même des usines productrices, des unités de parachèvement ont été développées pour amener l’acier dans un état de surface idéal pour permettre son utilisation et sa vente.

Aciers laminés 

Dans une première étape, en usine, les brames, billettes et blooms sont issus du procédé de fabrication des aciers par coulée continue. Ces demi-produits passent dans un laminoir (passage entre deux cylindres) pour y être amenés à la dimension voulue. Cela constitue la matière première pour la fabrication des tôles et des ronds qui sont les produits finis en vente dans le commerce.

Aciers étirés 

L’opération d’étirage à froid (ou calibrage) consiste à passer une barre issue de l’état brut de laminage à chaud, décalaminée (sans calamine), dans une filière, en réduisant son diamètre, pour l’étirer et obtenir une barre aux tolérances dimensionnelles serrées. 

 

 

Aciers au carbone laminés

Leurs désignations indiquent le pourcentage de carbone qui les compose.

 

Exemples :

  • C22 (appelé aussi XC18) avec 0.20% de carbone est un acier doux.
  • C35 (appelé aussi XC38), avec 0.35% de carbone et une dureté de 50kg, est un acier mi-dur.
  • C40 (appelé aussi XC48), avec une dureté de 60 kg, est un acier mi-dur.
  • L’XC38 et l’XC48 s’usinent avec autant de facilité l’un que l’autre. L’XC48 prend mieux la trempe que l’XC38.

 

L’avantage de ces aciers est leur prix, les nombreux formats disponibles en rond et en plaque. Ils s’usinent facilement, sont aptes au traitement thermique. Leurs caractéristiques mécaniques et leur composition sont garanties par le fabriquant. 

Aciers étirés

Parmi les aciers étirés, on distingue: les aciers de construction au carbone (0.20%) type S235JR+C ayant une limite élastique de 235MPa qui sont des aciers doux avec une dureté de 37 à 40kg et les aciers mi-durs appelés C40/45+C avec une dureté de 60 kg. Les étirés possèdent une tolérance h11 pour les carrés et les méplats et une tolérance h10 ou h9 pour les ronds et les hexagones. C’est leur tolérance dimensionnelle relativement serrée qui leur confère leur simplicité d’emploi.

Aciers pour roulement

Les aciers pour roulement sont surtout utilisés dans le secteur du transport (poids lourds, automobiles, chemins de fer, 2 roues, sport automobile…) mais aussi dans tout assemblage mécanique où le roulement assure le mouvement (éolien, mécanique générale, moteurs électriques…).Pour les aciers à roulement, on peut utiliser : les aciers de traitement thermique au carbone, à teneur au carbone compris entre 0.55 et 0.75% utilisés dans le secteur automobile.

 

Aciers alliés

On appelle acier allié un acier contenant, en plus du fer et du carbone, un ou plusieurs éléments d’addition en proportions suffisantes pour modifier sensiblement au moins l’une des propriétés de l’acier ordinaire contenant la même teneur de carbone.

 

 

Aciers au chrome-molybdène

Parmi les nuances les plus courantes, on trouve le 25CD4 et le 38/42CD4. Le 25CD4 est livré à l’état recuit ou traité, le 38/42CD4 est traité, livré laminé ou rectifié. Le choix du matériau est lié à son usage (compromis entre dureté/ténacité) et à son degré de soudabilité. Ainsi, un 25CD4, avec un taux de carbone de 0.25%, peut être choisi pour sa soudabilité ou pour faire l’objet d’un traitement de surface comme la cémentation

Aciers au chrome, nickel, molybdène

On désigne ainsi les aciers faiblement alliés au chrome, nickel, molybdène avec le chrome ou le nickel comme élément principal d’alliage. On classe dans cette catégorie le 30CND8 traité, le 35NCD16 recuit, le 45NCD16 recuit. Pour ces aciers, c’est l’aptitude à la trempe qui est recherchée pour leur conférer les propriétés spécifiques finales recherchées. Ces aciers sont à hautes caractéristiques mécaniques en traction et ténacité. Ils sont notamment utilisés pour des pièces de sécurité fortement sollicités aux chocs, à l’usure et à la fatigue.

Aciers résistants à l'usure abrasive

Ces aciers sont destinés à résister à l’usure par frottement, par abrasion ou aux chocs. Pour ces aciers, la caractéristique mécanique principalement recherchée est la dureté. Face à des sollicitations répétées ou par contact, l’acier finit souvent arraché et disparait.

Ces aciers sont utilisés dans les mines, les carrières, l’extraction des alluvions, l’industrie du recyclage, les cimenteries avec les opérations d’extraction, de concassage, de broyage et de criblage. Ils sont aussi utilisés pour les outils de travail du sol (travaux publics et machines agricoles).

 

Aciers pour moules

On utilise ces aciers pour réaliser des moules qui servent à la réalisation d’objets en plastique ou en alliage léger type aluminium. Ces objets sont réalisés dans ce qu’on appelle des empreintes : les moules. Les tableaux de bords, les pare-chocs, de nombreux objets de la vie courante (sèche-cheveux, cafetières, chaises…) sont réalisés avec du plastique injecté ou du métal liquide d’alliage léger.

Aciers à outils

Les nuances d’aciers à outils sont nombreuses et c’est leur température d’utilisation qui permet de les classer. On distingue les aciers pour travail à froid (<à 250°), les aciers pour travail à chaud et les aciers rapides.

 

Aciers inoxydables et corrosion

Pour ralentir les phénomènes de corrosion, il existe différents types de protection : on peut agir par recouvrement à la surface de l’acier d’un revêtement destiné à isoler cette surface du milieu extérieur agressif : peinture pulvérisée, graisse, huile, vernis ou revêtements métalliques (galvanisation, électro-zingage). Ces traitements peuvent être préventifs ou protecteurs. Exemples: barrières utilisées par les municipalités, barrières de protection au bord des autoroutes....Ainsi, la corrosion des carrosseries automobiles commence par les portières en raison de l’humidité à l’intérieur de l’habitacle. Des aérations suffisantes, une tôle galvanisée et une peinture ralentissent la corrosion. Un vélo, une serrure, correctement huilé, seront moins sensibles à la corrosion.

Traitements thermiques et traitements de surface

Les caractéristiques mécaniques des aciers peuvent être améliorées grâce aux traitements thermiques et aux traitements de surface. On recherche surtout l’augmentation de la limite élastique, de la dureté et à obtenir une structure stable à grains fins. La réponse à ces traitements dépend surtout de la composition des aciers. Ainsi, différents mélanges, différents alliages ont permis d’atteindre les résistances voulues : résistance à l’usure par abrasion, résistance aux chocs, aux frottements, aux températures, résistances aux charges, à la fatigue, résistance à la corrosion, aux déformations, à la rupture…

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