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En anglais
RÉSUMÉ
Les aciers d'usage général sont utilisés par la plupart des industries. Ils se caractérisent par leur état structural qui est d'être prêts à l'emploi sans traitement thermique chez l'utilisateur. Aussi, leur choix se fait uniquement par leur forme et leurs propriétés et non par leur composition chimique. Néanmoins, une grande diversité de nuances existe : des tôles fortes aux tôles minces, aux fils, aux barres, aux rails, aux produits pour béton etc... De grands progrès sur leurs propriétés ont été obtenus par les nouveaux procédés de fabrication comme les microalliages, les traitements thermomécaniques, les recuits continus et les lignes de revêtements. Dans cet article, nous présentons la classification des différents produits, les normes principales et les bases métallurgiques.
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General-use steels are used by almost all industries. They are characterized by being ready to use with no heat treatment at the user shop. Thus criteria for choice are limited to shape and properties, and do not include chemical analysis. Nevertheless, there is a wide variety of grades: plates, thin sheet, wires, bars, rails, concrete reinforcement bars, etc. Much improvement of properties has been obtained by new processes such as microalloying, thermomechanical treatments, continuous annealing and galvanizing lines. In this paper we present steel classification, important standards and basic metallurgical knowledge.
Auteur(s)
-
Marc GRUMBACH : Ingénieur civil des mines
INTRODUCTION
Les aciers d’usage général sont utilisés dans la plupart des applications courantes.
Malgré la grande diversité des utilisations de ces aciers dans tous les domaines industriels, de la construction aux transports, mais aussi de l’électroménager à l’emballage, on retrouve un ensemble de caractéristiques communes à tous ces produits dont la plus importante est d’être livrés « prêts à l’emploi », cas contraire de celui des aciers de traitement thermique qui obtiennent leurs caractéristiques chez l’utilisateur. De ce fait, les critères de choix des nuances et des qualités sont essentiellement basés sur les propriétés mécaniques et non sur la composition chimique.
L’évolution des aciers d’usage général se présente de façon différente suivant les domaines d’utilisation. Des progrès considérables dans l’élaboration de l’acier ont été obtenus.
Sous la pression des exigences des utilisateurs, il existe des grandes tendances d’évolution des propriétés comme l’allégement, la soudabilité et la durabilité avec la protection contre la corrosion.
La notion d’aciers d’usage général est un peu vague et ne s’affirme vraiment que par opposition aux aciers spéciaux, au moins dans la majorité des cas ; parmi les aciers spéciaux, on note essentiellement les aciers inoxydables, les aciers pour construction mécanique, les tôles magnétiques et les aciers à outils. Il est clair que la plupart de ces nuances, sauf les aciers inoxydables, nécessitent un traitement thermique chez l’utilisateur.
Dans ce premier article, nous traitons de la classification et de la métallurgie des aciers d’usage général. Dans un deuxième article « Aciers d’usage général. Propriétés et produits » [M 4 516], nous étudions leurs propriétés, les principaux produits, le choix des nuances et des qualités.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
classification | standards | metallurgical basic knowledge
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 2005 par Marc GRUMBACH
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
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3. Bases métalliques
Les propriétés des aciers dépendent de plusieurs facteurs, de leur structure cristallographique, c’est-à-dire des phases en présence, mais également de la teneur de ces phases en éléments interstitiels ou de substitution, et enfin d’un effet de taille des constituants. La nature des phases, leur proportion et leur dimension dépendent des conditions de transformation de phases qui sont fonction également de la composition chimique. D’autres phénomènes sont également importants comme la recristallisation après déformation et la précipitation.
Ces interactions complexes font qu’il n’est pas raisonnable de compter sur des relations simples et linéaires entre les propriétés et la composition chimique ; néanmoins, de telles relations sont parfois utilisées pour fixer des ordres de grandeur. Il faut donc aborder l’influence des éléments par deux facteurs : l’effet structural et l’effet de la composition, même si c’est l’effet global qui est souvent montré.
Du fait que les aciers de base contiennent de moins en moins d’impuretés et peu d’éléments d'alliage avec une grande proportion d'aciers à bas carbone ou ultra-bas carbone, leurs propriétés sont surtout déterminées par leurs microstructures. Nous examinerons d'abord l'aspect microstucture avant de passer en revue l'action des éléments.
3.1 Structures
En ce qui concerne les nuances considérées dans ce texte, les principales phases sont la ferrite, la perlite et la cémentite, et plus rarement la bainite et la martensite. Il faut y ajouter les précipités, les inclusions et éventuellement l'austénite résiduelle.
La très grande majorité des aciers d'usage général sont à base de ferrite ou de ferrite-perlite, mais l'introduction de nuances trempées ou trempées revenues se fait plus fréquente.
Toutes ces structures se forment en cours de fabrication, à partir d'austénite phase stable à haute température et de la transformation γ → α, qui se produit au moins une fois au cours du refroidissement qui suit le laminage à chaud. Pour certaines nuances, des réchauffages permettent de revenir en phase γ avant un dernier changement pour finir en phase α (normalisation ou trempe).
Un développement plus original qui touche surtout les tôles minces concerne le durcissement de la ferrite par une proportion variable de...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HORI (S.), SUZUKI (M.), UNIGAWA (Y.) - Effect of carbon on the low temperature brittleness of iron. - J. Japan Iron Inst. Metals, n° 2, p. 138-414 (1980).
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(2) - CONSTANT (A.), GRUMBACH (M.), SANZ (G.) - Les aciers utilisés dans la construction métallique. - Revue de Métallurgie, p. 637-48 (oct. 1973).
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(3) - LAFRANCE (M.) - Propriétés d’emploi des tôles fortes en acier. - Les Éditions de la revue de métallurgie, Revue de Métallurgie (juin, juillet, août, oct. 1999, janv. et mars 2000).
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(4) - MATSUBARA (H.), OSUKA (T.), KOSAZU (I.), TSUKADA (K.) - Optimisation of metallurgical factors for production of high strength high toughness steel plate by control rolling. - Trans. ISIJ, vol. 12, p. 435-43 (1972).
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(5) - PICKERING (F.B.), GLADMAN (T.) - An investigation into some factors which control strength of carbon steels. - Metallurgical development in carbon steels. Iron Steel Institute Special Report, n° 81, p. 10, 25.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Le CODAP est le code des appareils à pression français, on peut se le procurer au CETIM à Senlis, mais il y a maintenant un code européen normalisé en 4 parties :
-
NF EN 12952 Chaudières à tubes d’eau ;
-
NF EN 12953 Chaudières à tubes de fumée ;
-
NF EN 13445 Récipients sous pression non soumis à la flamme ;
-
NF EN 13480 Tuyauteries industrielles.
EUROCODES
OTUA
HAUT DE PAGE
NF EN 10020 - 09-00 - Désignation et classification des nuances d’aciers. - -
NF EN 10025 - 03-09 - Produits laminés à chaud en aciers de construction. - -
NF EN 10149 - 12-95 - Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid. - -
NF EN 10111 - 07-98 - Bandes et tôles laminées à chaud en continu, en acier doux pour emboutissage ou pliage à froid. - -
NF EN 10130 - 09-98 - Produits sidérurgiques. Produits...
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