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RÉSUMÉ
Cet article présente les définitions, classifications et données numériques portant, d’une part sur les nuances d’aciers et d’alliages non ferreux utilisées pour la fabrication des soupapes des moteurs alternatifs à combustion interne et, d’autre part, sur les nuances d’aciers et d’alliages à base de nickel et de cobalt. Ces pièces sont utilisées pour la fabrication de pièces et de matériels dont l’exigence principale porte sur leur résistance au fluage lorsqu’elles sont soumises à des contraintes de longue durée et à des températures élevées.
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Albert KOZLOWSKI : Ingénieur Conseil – Fédération française de l’acier
INTRODUCTION
Ce dossier traite des données numériques relatives, d’une part, aux nuances d’aciers et d’alliages non ferreux utilisées pour la fabrication des soupapes des moteurs alternatifs à combustion interne et, d’autre part, aux nuances d’aciers et d’alliages à base de nickel et de cobalt utilisées pour la fabrication de pièces et de matériels qui doivent résister au fluage sous certaines contraintes.
D’autres données numériques concernant les aciers et alliages réfractaires sont traitées dans le dossier Aciers et alliages réfractaires- Données numériques qui présente par ailleurs la normalisation ainsi que les règles de désignation de ces aciers et alliages.
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Aciers et alliages pour soupapes de moteurs à combustion interne
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2. Aciers et alliages à base de nickel et de cobalt résistant au fluage
La norme européenne NF EN 10302 de janvier 2003 s’applique aux nuances d’aciers et d’alliages corroyés qui sont utilisées pour la fabrication de pièces et matériels dont l’exigence principale porte sur leur résistance au fluage lorsqu’ils sont soumis à des contraintes de longue durée à des températures supérieures à 500 oC.
Les nuances d’aciers réfractaires définies par la norme NF EN 10095 peuvent, si cela a fait l’objet d’un accord, être utilisées pour des applications similaires.
2.1 Définitions et classification
Les matériaux résistant au fluage sont des aciers et des alliages à base de nickel ou de cobalt ayant une teneur minimale de 8 % en chrome, caractérisés par un bon comportement mécanique à des températures supérieures à 500 oC, dans des conditions de service prolongées, c’est-à-dire présentant une résistance à la déformation par fluage élevée ou une résistance à la rupture élevée, durant un maintien prolongé sous contrainte.
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Classification
Les matériaux sont classés comme suit selon leur structure métallographique (elle-même fonction de la composition chimique générale) :
-
aciers martensitiques ;
-
aciers austénitiques ;
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alliages à base de nickel ;
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alliages à base de cobalt.
-
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Groupes d’aciers et d’alliages résistant au fluage
Plusieurs groupes peuvent être définis :
-
les aciers martensitiques au chrome, revenus, contenant 8 à 12 % de Cr et des éléments permettant la formation de carbures et de carbonitrures, pouvant être utilisés à des températures de service allant jusqu’à 600 oC voire 650 oC ;
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la structure austénitique représentant la structure de base pour la résistance au fluage aux plus hautes températures (au-dessus de 550 oC/600 oC), on se référera :
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aux aciers hypertrempés et aux alliages à base de nickel ou de cobalt à l’état de mise en solution, dont la résistance a été accrue par un durcissement...
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