Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Le tréfilage utilise l’aptitude à la déformation plastique du métal. Ce procédé de transformation à froid consiste à faire passer le métal à travers un orifice calibré, la filière, sous l’action d’une traction continue. Avec l’expérience, les conditions d’élaboration des aciers au carbone utilisés pour le tréfilage ont été optimisées. Les propriétés mécaniques retenues sur fil tréfilé sont, plus généralement, celles de traction et, dans des cas particuliers, de dureté, de pliage alterné et de torsion. Le recuit (recristallisation ou globulisation) reste, la plupart du temps, nécessaire pour ajuster les caractéristiques finales, le revêtement métallique fait, quant à lui, barrière à la corrosion.
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Steel wire drawing is based on the plastic deformation capacity of metal. This cold drawing method draws the metal through a calibrated orifice, the die, under the action of a continuous traction. With experience, the conditions for the production of steels used for drawing have been optimized. The mechanical properties selected for drawn wires are generally those of traction and, in specific cases, of hardness, alternated bending and torsion. Annealing (recrystallization or spheroidization) remains most of the time necessary for the adjustment of the final properties; the metal coating is used as a barrier against corrosion.
Auteur(s)
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André LEFORT : Responsable du groupe tréfilage au Centre de recherche des produits longs d’ArcelorMittal (AM) - Et la participation de Bertrand LAPOSTOLLE et Christian BOBADILLA pour une mise à jour de l’article du groupe d’ingénieurs des Tréfileries de Conflandey de même titre paru en 1996
INTRODUCTION
Connu depuis la plus haute antiquité, le tréfilage permet d’obtenir des fils métalliques de section et de forme bien déterminée.
Le principe du tréfilage est défini dans l’étymologie du mot, qui fait appel à deux notions : celle de « traction » et celle de « fil ». Il s’agit d’un procédé de transformation à froid consistant à faire passer le métal à travers un orifice calibré, appelé « filière » (qui peut être assimilée à un cône) sous l’action d’une traction continue.
Cette technique utilise l’aptitude à la déformation plastique du métal.
Les aciers utilisés pour le tréfilage sont obtenus par laminage à chaud à partir de nuances d’acier au carbone (micro-allié ou non) compris entre 0,03 et 0,92 % de carbone. Les conditions d’élaboration et les éléments d’alliage, les conditions de laminage à chaud et, surtout, de refroidissement sont optimisées de manière à préparer des microstructures parfaitement adaptées pour :
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faciliter la mise en forme du matériau et, plus particulièrement, limiter les ruptures lors de la transformation à froid ;
-
assurer l’objectif recherché (souvent en termes de caractéristiques mécaniques) quant aux propriétés d’emploi du produit.
Les évolutions technologiques ont permis d’améliorer la qualité des produits et de maintenir la place des fils d’acier dans de très nombreuses applications. En effet, l’utilisation des fils tréfilés a gagné progressivement les divers secteurs de l’activité humaine et a constamment contribué à leur développement. L’exemple du fil pour précontrainte illustre ce propos et montre que le mariage béton/acier permet de réaliser des prouesses technologiques dans le domaine de la construction.
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Traitements thermiques associés au tréfilage4. Évolution des caractéristiques mécaniques après tréfilage
Les caractéristiques mécaniques prises en compte sur fil tréfilé sont, plus généralement, celles de traction et, dans des cas particuliers, celles de dureté, de pliage alterné, de torsion et, plus rarement, de fatigue (dans d’autres modes de sollicitation).
Au fur et à mesure que le fil s’écrouit, ses caractéristiques de limite élastique (Re ou Rp02), et de résistance (Rm) ou de dureté, augmentent. Tandis que, d’une façon générale et à quelques exceptions près comme nous le verrons après, ses caractéristiques de ductilité (allongement (A), striction en traction (Z), tenue en pliages alternés et torsion) diminuent.
4.1 Caractéristiques de traction
Outre la résistance, les autres caractéristiques de traction sont parfois prises en compte et les graphes illustrent l’évolution de Rp02, Rm, A et Z pour un acier doux (figure 18a) et pour un acier dur (figure 18b).
Concernant les strictions, on peut faire les remarques qui suivent.
-
Sur fil d’acier doux
La striction chute progressivement dès les premières passes de tréfilage, puis rapidement dans la phase de tréfilage, rapidement dans la phase de tréfilage ultime qui conduit à la ruine du matériau. Cette phase n’est généralement jamais atteinte dans les conditions de tréfilage usuelles.
-
Sur fil d’acier dur et perlitique
L’évolution de la striction y est particulière : on assiste, dans les toutes premières passes, à une chute légère de cette caractéristique, puis à une remontée progressive et assez notable jusqu’à une asymptote dont la position, au niveau du taux d’écrouissage, va dépendre de nombreux facteurs (nuance, niveau de résistance, diamètre du fil, finesse de la perlite...).
Les photos de la figure 19 réalisées au MEB illustrent l’évolution de la perlite au cours de l’écrouissage.
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Cette évolution de la structure des lamelles de cémentite permet de comprendre l’évolution de la striction au cours de l’écrouissage. Dès les premières passes de tréfilage, la striction chute pour, ensuite,...
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Évolution des caractéristiques mécaniques après tréfilage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SIEBEL (E.) - * - . – Stahl u. Eisen, 66/67 (1947).
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(2) - BONZEL (M.) - Le tréfilage de l’acier - Dunod, p. 132-63 (1958).
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(3) - HUTTE - * - . – Taschenbuch für Eisenhuttenleute Hrsg. vom Akademischen Verein Düsseldorf (1961).
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(4) - LE FLOCH (A.), FELDER (E.), LAPOSTOLLE (B.) - Conditions de travail des filières de tréfilage - ARMINES STA (1975).
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(5) - DELILLE (J.), FLENDER (H.C.), FUNKE (P.), KNOCHE (H.J.), KRAUTMACHER (H.), LEPAND (H.), MARTIN (M.), MONTENS (A.), NUSSER (L.) - * - . – Verlagstahleisen MBH. Herstellung von Stahldraht (Fabrication du fil d’acier).
-
(6) - HOFFMAN, SACHS - Introduction to the theory of plasticity for engineers - MacGraw-Hill (1953).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Fils et produits tréfilés en acier – Généralités – Partie 1 : Méthodes d’essai. - EN 10218-1 - 1994
-
Fils et produits tréfilés en acier – Généralités – Partie 2 : Dimensions et tolérances des fils. - EN 10218-2 - 1996
-
Système ISO de tolérances et d’ajustements. Partie 1 : base des tolérances, écarts et ajustement. - EN 20286-1 - 1993
-
Fils tréfilés ronds pour câbles d’usages courants en acier non allié et pour câbles en acier de gros diamètre – Spécifications. - ISO 2232 - 1990
-
Fils tréfilés pour câbles d’usages courants en acier non allié – Conditions de réception. - ISO 2701 - 1977
-
Matériaux métalliques – Essai de traction à température ambiante. - ISO 6892 - 1984
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