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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Traitements thermiques
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6. Parachèvement de surface
6.1 Grenaillage
Le grenaillage consiste à projeter, sur la surface du produit à traiter, des particules de forme sphérique, très dures. Leur diamètre étant de 0,15 à 0,6 mm. La nature et la vitesse de projection des particules, ainsi que la durée de l’opération de grenaillage, sont à optimiser en fonction du résultat recherché. Après grenaillage, la couche superficielle du produit traité est écrouie sur une épaisseur de quelques dixièmes de millimètre (jusqu’à 0,3 mm). La mise en compression des surfaces qui en découle a un effet favorable sur la tenue en fatigue.
Remarque : les produits en alliages résistant à la corrosion humide ne doivent pas être grenaillés après les opérations de décapage, car le grenaille peut provoquer des incrustations d’acier en surface pouvant provoquer une corrosion galvanique par effet de pile entre incrustation et métal de base.
6.2 Traitements chimiques
6.2.1 Conditionnement des oxydes
Après certains traitements thermiques dans des atmosphères oxydantes, la couche d’oxyde est trop compacte et trop épaisse pour être éliminée par un simple décapage et, par ailleurs, l’oxyde des alliages de base Ni-Cr et Ni-Cr-Mo est pratiquement inerte vis-à-vis des bains de décapage acide. C’est la raison pour laquelle ce décapage acide est précédé d’un traitement de transformation thermochimique de l’oxyde à l’aide des opérations suivantes :
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traitement de conditionnement de la couche d’oxyde dans un bain de soude fondue. Ce traitement présente un caractère basique et oxydant et fissure la couche d’oxyde par choc thermique ;
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rinçage à l’eau froide ;
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traitement de décapage proprement dit, en bain acide.
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Parachèvement de surface
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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