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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Moulage
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10. Traitements de surface sur moules et outils
Les propriétés en volume des matériaux pour moules et outils sont améliorées en surface par les traitements et revêtements. Les traitements (carburation, nitruration, trempe laser) durcissent la pièce sur quelques dizaines, voire centaines de microns, et l’ordre de grandeur des températures auxquelles résiste ce durcissement est comparable à celui du matériau de base. Les revêtements minces (chimiques ou électrochimiques) permettent de durcir la surface sur quelques microns, ou de modifier ses propriétés tribologiques (en particulier pour le forgeage) ou chimiques (en particulier pour la fonderie). Les températures de fonctionnement dépendent essentiellement du matériau déposé.
Les revêtements épais (jusqu’à plusieurs millimètres), obtenus par projection thermique ou rechargement, permettent de disposer, au contact du produit mis en forme, des matériaux à très haute résistance (carbure de tungstène…).
Le rechargement par compaction isostatique à chaud (CIC) assure une excellente liaison avec les substrats, résistant à des conditions de sollicitation sévères en fatigue de l’interface revêtement/substrat, y compris lorsque le matériau déposé est réputé non soudable avec le substrat.
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Traitements de surface sur moules et outils
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Aciers moulés réfractaires. - NF EN 10295 – AFNOR - Décembre 2002
-
Aciers et alliages de nickel réfractaires. - NF EN 10095 – AFNOR - Juillet 1999
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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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