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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 austénitiques
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2. Aciers ferritiques
2.1 Composition
Les aciers ferritiques se caractérisent par une composition de base de carbone et de chrome, ajustée pour maintenir une structure ferritique à haute température. Spécifiquement, la composition chimique moyenne se compose de 0,008 % de carbone (C), 16 à 18 % de chrome (Cr) et une limite de 0,50 % de nickel (Ni).
En raison de cette composition, ces aciers sont presque exclusivement ferritiques sur une large plage de températures. Par conséquent, ils sont susceptibles à l’agrandissement des grains lors de traitements thermiques, soudage ou formage, avec des effets souvent cumulatifs.
De plus, ils contiennent très peu d’austénite à haute température. Si elle est refroidie lentement, cette austénite se transformera en ferrite. En cas de refroidissement rapide, elle devient une martensite dure et fragile.
Remarque : lors du soudage, cette particularité doit être scrupuleusement prise en compte.
L’ajout d’éléments supplémentaires comme le molybdène ou le titane peut améliorer la résistance à la corrosion intergranulaire et faciliter le soudage.
Exemples de nuances :
-
X8 Cr 17 ;
-
X8 Cr Mo 17-01.
ces aciers sont magnétiques.
2.2 Utilisation
Ces aciers sont principalement utilisés en environnements intérieurs et sont généralement livrés au constructeur dans un état adouci pour faciliter leur mise en œuvre.
HAUT DE PAGE2.3 Caractéristiques mécaniques
Ils affichent des caractéristiques mécaniques modestes, avec des valeurs telles que :
-
résistance minimale à la traction (Rm) : 440 à 490 N/mm2 ;
-
limite d’élasticité (Re) : 245 à 275 N/mm2 ;
-
allongement (A %) : 18 %.
Les aciers sont traités thermiquement à des températures de 775 à 825 °C, puis refroidis à l’air. Il n’est généralement pas fourni de garantie concernant leur résilience,...
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Aciers ferritiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENSAADA (S.) - Traitements thermiques, classification et désignation des aciers et fontes. - ResearchGate (2019).
-
(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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