Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article détaille les quatre étapes principales de la fabrication des aciers et alliages réfractaires : l’élaboration (avec phase de fusion dans un four à arc, suivie d’une opération d’affinage), la coulée sous forme de lingots, la transformation à chaud et la transformation à froid. S’ensuivent le parachèvement de surface et les traitements thermiques adaptés à chacune des familles d’acier ou d’alliage, puis les procédés de moulage. Le choix d’un acier ou d’un alliage réfractaire doit s’effectuer sur quelques paramètres principaux. Par exemple, la résistance à la corrosion est liée à l’oxydation du chrome et d’éléments mineurs comme le silicium ou l’aluminium ; l’addition d’éléments à oxydes très stables permet d’améliorer la résistance dans des atmosphères réductrices ; une structure austénitique garantit une bonne tenue au fluage.
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Albert KOZLOWSKI : Ingénieur conseil FFA (Fédération française de l’acier)
INTRODUCTION
Les aciers et alliages réfractaires sont généralement utilisés pour la fabrication de pièces caractérisées essentiellement par leur résistance aux effets des gaz chauds et des produits de combustion à des températures supérieures à 550 °C. Vers les plus hautes températures, c’est la disparition des propriétés d’usage qui limite le domaine d’utilisation des aciers et alliages réfractaires.
Les principaux paramètres à retenir pour choisir un acier ou un alliage réfractaire sont les suivants :
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la résistance à la corrosion est essentiellement liée à l’oxydation sélective du chrome et de certains éléments mineurs (Si, Al,…). Un bon alliage réfractaire doit donc avoir une teneur élevée en chrome et, souvent, une addition de Si ou Al ;
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le nickel, ne se combinant pas au carbone, sera favorable pour les atmosphères réductrices, mais il présente l’inconvénient de ne pas résister aux atmosphères sulfureuses. Il faudra donc prévoir l’addition d’éléments à oxydes très stables (Si, Al) pour améliorer la résistance dans ces milieux ;
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la tenue au fluage est fortement influencée par la structure de l’alliage. La structure ferritique résiste mal, voire pas du tout à partir de 800 °C. La structure austénitique est celle qui résiste le mieux.
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Transformation à chaud
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3. Coulée
3.1 Coulée en lingots
Elle peut s’effectuer en « chute » ou en « source ». La coulée en source est la plus utilisée (figure 5). Elle est réalisée à l’aide d’un tube central, ou mère de coulée, qui amène le métal liquide par des canaux de coulée à la base des lingotières. Ce procédé permet un remplissage régulier des lingotières, une bonne protection par rapport à l’atmosphère ambiante, et un bon état de surface des lingots.
HAUT DE PAGE3.2 Coulée continue
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Le principe consiste à obtenir rapidement, et en continu, une peau solide capable de contenir le métal liquide jusqu’à sa solidification complète. Deux types d’installations sont utilisées (figure 6) :
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installations verticales ;
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installations courbes.
Une lingotière en cuivre refroidie par circulation d’eau est alimentée par un répartiteur à niveau constant. Les jets de coulée, entre poche et répartiteur et entre répartiteur et lingotière, sont protégés de l’atmosphère ambiante par l’utilisation d’un tube avec injection de gaz inerte et par l’emploi d’une busette immergée. Les surfaces de métal liquide au niveau de la lingotière sont également protégées en étant recouvertes de poudres, notamment de poudre de coulée, dont le rôle est important pour la lubrification dans la lingotière, et au niveau de la propreté inclusionnaire. Un brassage électromagnétique, situé dans la zone de refroidissement secondaire, favorise la formation d’une structure équiaxe dans la partie centrale du produit obtenu.
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Coulée
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Aciers moulés réfractaires. - NF EN 10295 – AFNOR - Décembre 2002
-
Aciers et alliages de nickel réfractaires. - NF EN 10095 – AFNOR - Juillet 1999
-
Fils à rivets en alliages d'aluminium, en acier, en alliages inoxydables et réfractaires – Dimensions. - NFL 21-106 – AFNOR - Janvier 1975
-
Rivets en acier et en alliages inoxydables et réfractaires – Spécification technique. - NFL 21-203 – AFNOR - Novembre 1974
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