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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Parachèvement de surface
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5. Transformation à froid
Après recuit, grenaillage et décapage, afin d’obtenir un alliage adouci et exempt d’oxydes superficiels, le produit peut être soumis à une transformation à froid (à température ambiante) par laminage, tréfilage ou étirage.
5.1 Laminage à froid
Il est généralement réalisé sur laminoirs réversibles multicylindres de type Sendzimir. La cage de laminage est composée d’une vingtaine de cylindres et les deux cylindres de travail de faible diamètre (de l’ordre de 10 cm), assurant le laminage, travaillent en appui sur des cylindres de diamètre croissant. Deux bobineuses sont disposées de chaque côté de la cage pour assurer la traction et contre-traction de la bande. Le laminage s’effectue sous film d’huile minérale afin de faciliter l’écoulement du métal, éliminer la chaleur produite par le laminage et lubrifier les équipements internes de la cage de laminage.
Ce type de matériel permet d’obtenir de fortes réductions par passe et une bonne maîtrise des tolérances d’épaisseur. L’opération est généralement réalisée en une dizaine de passes avec une réduction totale d’épaisseur de l’ordre de 80 %, entraînant un écrouissage important du métal qui nécessitera de réaliser un recuit final provoquant une recristallisation et l’obtention des caractéristiques mécaniques recherchées, voire, pour certaines nuances (notamment base Ni-Cr), des recuits intermédiaires en cours de transformation.
En fonction de l’aspect de surface demandé, la bande subit, soit un recuit suivi d’un décapage soit un recuit brillant. Ces recuits sont précédés d’opération de dégraissage (pour éliminer les résidus d’huile qui, en brûlant, peuvent laisser des marques sur la bande, carburer l’alliage, ou affecter le point de rosée de l’ammoniac cracké à point de rosée contrôlé, généralement inférieur à − 60 °C), et peuvent être effectués sous atmosphère protectrice.
Les opérations s’effectuent au défilé, la température et la vitesse de défilement permettent d’obtenir la structure métallurgique recherchée.
Après recuit final, les produits laminés à froid peuvent être soumis à l’opération de skin pass, réalisée sur un laminoir...
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Transformation à froid
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
-
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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