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RÉSUMÉ
Cet article traite des aciers inoxydables, dits austéno-ferritiques. Découverts dans les années 1930, ils sont des alliages biphasés avec une structure 50 % α (ferrite) et 50 % γ (austénite), obtenue grâce à une composition chimique spécifique incluant carbone, chrome et nickel. Ils sont élaborés au four électrique suivi d’un affinage, assurant une reproductibilité des compositions chimiques. Ces aciers ont des caractéristiques mécaniques supérieures aux aciers inoxydables austénitiques, en particulier en résistance à la traction et en limite d'élasticité. Ils sont adaptés à l'industrie chimique grâce à leur résistance à la corrosion et à l'abrasion, notamment dans une plage de températures de fonctionnement entre - 50 °C et + 300 °C.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les aciers austéno-ferritiques, nés dans les années 1930, symbolisent une avancée majeure dans le domaine des alliages métalliques, en combinant des propriétés des aciers austénitiques et ferritiques. Leur composition chimique soigneusement équilibrée, intégrant du carbone, du chrome et du nickel, donne naissance à une structure biphasée distinctive. Le processus d’élaboration, effectué au four électrique suivi d’un affinage, permet une reproductibilité des compositions chimiques, pivot pour les propriétés intrinsèques de l’alliage.
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Aciers austéno-ferritiques
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3. Aciers austénitiques
3.1 Composition
Dans le cadre des aciers ferritiques et martensitiques, le chrome agit comme l’élément d’alliage dominant. Cependant, en intégrant une quantité suffisante de nickel, il est possible de créer des aciers qui sont austénitiques à température ambiante. Similairement aux aciers ferritiques, l’absence de transformation de phase dans les aciers austénitiques les rend vulnérables à la croissance granulaire lorsqu’exposés à des températures élevées. Par ailleurs, leur ductilité est notablement supérieure. La nature de la phase, qu’elle soit ferritique ou austénitique, est déterminée par la combinaison des éléments d’alliage.
HAUT DE PAGE3.2 Traitement thermique
Les aciers austénitiques sont généralement livrés dans un état austénitique complet, résultant d’un processus d’hypertrempage. Ce traitement thermique implique un maintien à une température située entre 1 025 °C et 1 150 °C, selon la composition chimique, suivi d’un refroidissement rapide, que ce soit à l’air libre ou dans de l’eau. Le produit final est une structure cristalline cubique à faces centrées (CFC).
HAUT DE PAGE3.3 Caractéristiques uniques
Une particularité essentielle de ces aciers est leur absence de point de transformation. Cela signifie qu’un traitement thermique ne permettra pas de recristallisation ou d’affinement du grain à moins d’un écrouissage préalable d’au moins 20 à 25 %.
HAUT DE PAGE3.4 Composition chimique
La composition chimique de ces aciers inclut toujours du chrome à une teneur supérieure à 16 % pour assurer la résistance à la corrosion, et du nickel en proportion supérieure à 9 % pour stabiliser la structure austénitique. La teneur en carbone est classée en trois catégories :
-
C < 0,03 % : aciers à bas carbone ;
-
0,03 %...
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Aciers austénitiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENSAADA (S.) - Traitements thermiques, classification et désignation des aciers et fontes. - ResearchGate (2019).
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(2) - CAUMETTE (J.) - Traitement thermique du béton par l'électricité. - Masson, Paris (1990).
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(3) - KRZYŻANOWSKI (M.) - Oxide scale behaviour in high temperature metal processing. - Weinheim: Wiley-VCH (2010).
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(4) - SCHMIDT (P.) - Le traitement thermique des matières premières lithiques : que se passe-t-il lors de la chauffe ? - Archaeopress, Oxford (2013).
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(5) - MURRY (G.) - Métallurgie : Métaux, alliages, propriétés. - 2e éd., Dunod, Paris (2010).
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(6) - PEYRE (J.-P.), TOURNIER (C.) - Choix des traitements thermiques superficiels. - CETIM...
NORMES
-
Aciers spéciaux – Conditions techniques de livraison des aciers destinés à la trempe et au revenu. - NF A 35-551 - 1992
-
Aciers spéciaux – Conditions techniques de livraison des aciers destinés à la cémentation. - NF A 35-552 - 1994
-
Aciers pour traitement thermique et aciers de cémentation – Partie 1 : conditions techniques de livraison des aciers pour traitement thermique. - NF EN 10083-1 - 2006
-
Aciers pour traitement thermique et aciers de cémentation – Partie 3 : conditions techniques de livraison des aciers d’emploi général pour traitement thermique et cémentation. - NF EN 10083-3 - 2006
-
Aciers à ressort trempés et revenus – Partie 3 : conditions techniques de livraison. - NF EN 10132-3 - 2000
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