acier lpee-bis2-
DESCRIPTION
l'acierTRANSCRIPT
Réalisé par: M.REFFADI
Encadré par: H.OUMCHEGRI
Centre Expérimental des Matériaux et du Génie IndustrielCentre Expérimental des Matériaux et du Génie Industriel« C.E.M.G.I »« C.E.M.G.I »
. طريق، 7كلم البيضاء الدار :022488703/022041087هاتف: الالجديدة 022250361 فاكس Km 7, Route d’el Jadida Casablanca. Tel 022488703/022041087 Fax : 022 250361
www.lpee.co.ma
PlanPlanI- L’acier : présentation d’un
matériau
I-1 Composition
I-2 Processus de fabrication
II- Les phases de l’acier
II-1 Types d’acier
II-2 Nuance d’acier
III- Critères de caractérisation des
aciers
IV- Désignation des aciers
V- Conclusion
Combinaison de fer et du carbone, l’acier est un matériau obtenu par
transformation. Il peut être élaboré selon deux filières (Fonte ‘haut fourneau’ et
Ferrailles ‘four électrique’).
Ses principales utilisations sont le bâtiment et les ouvrages d’art, les moyens
de transport dont l’automobile, la construction mécanique, la chaudronnerie,
les emballages…
I- L’acier : présentation d’un matériau
L'acier est un alliage à base de fer additionné d'un faible pourcentage de
carbone (de 0,008 à environ 2 % en masse).
Il peut contenir aussi d’autres éléments en faible quantité qui sont soit des impuretés
(soufre, phosphore), soit des introductions volontaires (silicium, nickel, chrome, cuivre,
manganèse…) ajustables en fonction des qualités du produit recherché.
I-1 Composition
I-2 Processus de fabrication
Matières premières
l’acier liquide
Demi-produits
Produits finis
I-2 Processus de fabrication
II- Les phases de l’acier
Ferrite(ou Ferα) : Etat stable du fer pur en dessous de 910°C. Il a une structure cristalline cubique centrée. Il ne dissout pratiquement pas le carbone, il est doux, très malléable et très magnétique.
Austénite(ou Ferγ) : État stable du fer entre 910°C et 1400°C. Il a une structure cristalline cubique à faces centrées. Il dissout un maximum de 2,1% de carbone et il est paramagnétique.
Perlite : C'est du fer pratiquement pur qui ne contient que des traces de carbone (0.08%) à température ambiante. Elle n'est pas très dure (Hv :80 à 100), peu tenace (Rm=300N/mm²), mais elle est très ductile (A=35% après rupture).
Cémentite (ou Fe3C) : Elle contient 6,67% de C. C'est un composé très dur (dureté Vickers HV=700 à 800) mais très fragile A=0%, Rm=700N/mm².
Bainite : c'est de la ferrite sursaturée de carbone (0.06%) + cémentite (agrégat). La bainite est un composant de trempe.
Martensite : solution solide sursaturée de carbone. Elle est un composant de trempe.
II-1 Types d’acier
Aciers Hypoeutectoïdes
(de 0,008 à 0,8 %)
Aciers eutectoïdes
Aciersferritiques
E2,11%
Aciers Hypereutectoïdes(de 0,8 à 2,11 %)
S 0,8%
723°C
910°C
0,08%
Austénite
L’eutectoïde constitué de lamelles alternées de ferrite et de cémentite, c’est la perlite
- Les aciers eutectoïdes
Suivant la vitesse de refroidissement les lamelles peuvent être plus ou moins fines
En cas de refroidissement rapide, seule la microscopie électronique permet d’identifier les 2 phases.
Ils sont constitués de ferrite proeutectoïde et de perlite.
- Les aciers hypoeutoctoïdes
En augmentant le teneur en carbone
•La teneur en ferrite décroît
•La teneur en perlite croit
Ils sont constitués de cémentite proeutectoïde et de perlite.
- Les aciers hypereutoctoïdes
Re (Mpa)Re (Mpa)Rr (Mpa)Rr (Mpa)A %A %Durtée Durtée BrinellBrinell
FerritesFerrites
Ferrite pureFerrite pure10010020020050507575
Ferrite impureFerrite impure20020030030040408080
CémentiteCémentite550550
PerlitesPerlites
Perlite grossièrePerlite grossière3503506256252020185185
Perlite moyennePerlite moyenne4504508508501515205205
Perlite finePerlite fine550550107510751010225225
- Propriétés des phases remarquables
- Utilisation des aciers ferritiques
Principalement utilisés dans les applications qui exigent une grande formabilité.
- Utilisation de l’acier perlitique
Principalement utilisé dans les applications qui demandent une grande résistance.
- Utilisation des aciers hypoeutectoïdes
Ce sont les aciers de construction.
II-2 Nuance d’acier -Les aciers alliés
Propriétés mécaniquesrésilience, résistance au fluage..
la résistance à la corrosion
Propriétés physiques dilatabilité... ,
Amélioration
Ar %Ar %Rr(Mpa)Rr(Mpa)Re ( Mpa)Re ( Mpa)
Limite des aciers alliésLimite des aciers alliés662500250024002400
Résistance à Résistance à la tractionla traction
ReReRésistance Résistance à l'usureà l'usure
Résistance à Résistance à la fatiguela fatigue
RésilienceRésilienceDureté à Dureté à
froidfroidDureté à Dureté à
chaudchaudA%A%
AluminiumAluminium
CarboneCarbone
CobaltCobalt
ChromeChrome
ManganèseManganèse
NickelNickel
SiliciumSilicium
- Influence des éléments d'addition
III- Critères de caractérisation des aciers
Physique Chimique Mécanique
• Dilatation
• Conductivité thermique
•La teneur des éléments chimiques.
L’indication est soit une « fourchette » avec les teneurs maximale et minimale, soit une valeur fixe (minimale ou maximale).
•Limite d’élasticité : Re.
•Résistance à la traction : Rm.
•Allongement à rupture : A en %
•Module d’élasticité : E.
•Résilience : KCV en J/cm².
IV- désignation des aciers
Selon l’usage auquel on les destine, on peut
classer les aciers soit en fonction de leurs propriétés
mécanique (Re, Rm, A, KCV), soit en fonction de leur
composition chimique.
Catégories d'aciersCatégories d'aciersRèglesRèglesExemplesExemples
Aciers Aciers d'usaged'usage général général
1 - construction mécanique 1 - construction mécanique
1 - Lettre A1 - Lettre A2 - Valeur au 1/10 de la résistance à la 2 - Valeur au 1/10 de la résistance à la traction - Rm = 330 à 700 Mpatraction - Rm = 330 à 700 Mpa3 - Indice de la qualité (1 à 4)3 - Indice de la qualité (1 à 4)
A 33-2A 33-2A 70-2A 70-2
2 - construction métalliqu2 - construction métalliquee
1 - Lettre E1 - Lettre E2 - Valeur au 1/10 de la limite apparente 2 - Valeur au 1/10 de la limite apparente d'élasticité - Re = 240 à 360 Mpad'élasticité - Re = 240 à 360 Mpa3 - Indice de la qualité (1 à 4) 3 - Indice de la qualité (1 à 4)
E 24-2E 24-2E 36-2E 36-2
IV-a Aciers d’usage général
Catégories d'aciersCatégories d'aciersRèglesRèglesExemplesExemples
Aciers pour traitements thermiquesAciers pour traitements thermiques
1 - Non alliés de qualité courante1 - Non alliés de qualité courante1 - lettre CC1 - lettre CC2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone3 - Éventuellement la lettre S (Soudabilité)3 - Éventuellement la lettre S (Soudabilité)
CC 35CC 35CC 120CC 120
2 - Non alliés de caractéristiques 2 - Non alliés de caractéristiques serréesserrées
1 - lettre XC1 - lettre XC2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone3 - Éventuellement la lettre S (Soudabilité)3 - Éventuellement la lettre S (Soudabilité)
XC 18SXC 18S
3 - Faiblement alliés (la teneur de 3 - Faiblement alliés (la teneur de chaque éléments d'addition est chaque éléments d'addition est inférieur à 5%inférieur à 5%
1 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone1 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone2 - Série de lettres indiquant les éléments présents dans 2 - Série de lettres indiquant les éléments présents dans l'ordre de teneur décroissantel'ordre de teneur décroissante3 - Nombre indiquant la teneur du principal élément 3 - Nombre indiquant la teneur du principal élément d'addition :d'addition : * x4 pour CKMNS* x4 pour CKMNS * x10 pour les autres éléments d'addition* x10 pour les autres éléments d'addition
16NC616NC635 NCD635 NCD6
4 - Fortement alliés (la teneur de 4 - Fortement alliés (la teneur de chaque éléments d'addition est chaque éléments d'addition est supérieur à 5%supérieur à 5%
1 - Lettre Z1 - Lettre Z2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone2 - Nombre entier égal à 100 fois la teneur en carbone3 - Série de lettres indiquant les éléments présents dans 3 - Série de lettres indiquant les éléments présents dans l'ordre décroissant.l'ordre décroissant.4 - Série de nombres indiquant les teneurs respectives des 4 - Série de nombres indiquant les teneurs respectives des élémentséléments
Z 10 CN 18-12Z 10 CN 18-12Z 80 WCV 18-Z 80 WCV 18-04-0104-01
IV-b Aciers pour traitements thermiques
V- Conclusion