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 de surface sur moules et outils
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9. Rechargement
9.1 Revêtements intermétalliques anti-oxydation – Barrières thermiques
Le rechargement consiste à revêtir la surface de l’acier de base support, par un acier ou un alliage réfractaire. Les techniques de rechargement utilisent, en général, un procédé de soudage automatique à savoir :
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rechargement à l’arc électrique sous flux solide (poudre) à l’aide de plusieurs électrodes ;
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rechargement sous laitier électroconducteur à l’aide d’un feuillard. Ce procédé réduit le phénomène de dilution et permet une productivité élevée ;
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rechargement sous protection gazeuse avec un fil électrode.
La pénétration dans le métal de base doit être limitée à 1,5 mm, pour les procédés à l’arc, et 0,5 mm, pour le procédé avec laitier électroconducteur. Compte tenu de l’épaisseur des rechargements (5 à 10 mm), on opère généralement en 3 couches.
Afin de tenir compte de la dilution en première passe, le produit d’apport sera plus riche en éléments d’alliage que le rechargement hors dilution.
HAUT DE PAGE9.2 Rechargement laser
Le rechargement par laser consiste à déposer, sur la surface d’une pièce, un matériau de nature différente. Le métal d’apport est transporté sous forme de fil ou de poudres, par un gaz inerte, puis injecté latéralement, ou coaxialement, dans le faisceau laser. Une partie de l’énergie délivrée par le faisceau laser sert à préchauffer la poudre dans le faisceau. La fraction d’énergie, transmise à travers le jet, permet de refondre superficiellement la surface du substrat et le bain en fusion est entretenu par l’apport d’énergie du laser, puis déplacé sur la surface du substrat.
Ce procédé permet des rendements de projection élevés (≥ 90 %), une bonne protection contre l’oxydation du bain, et des trajectoires complexes. C’est un procédé entièrement automatisé et de grande précision dimensionnelle (de l’ordre de 0,1 mm). Les épaisseurs déposées vont de 0,3 à 2 mm par couche. Les avantages...
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Rechargement
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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