Qu'est-ce que l'acier ?
L'acier est un alliage de fer dont le principal élément d'alliage est le carbone. Il existe toutefois quelques exceptions à cette définition, comme les aciers sans interstitiels (IF) et les aciers inoxydables ferritiques de type 409, dans lesquels le carbone est considéré comme une impureté.
Qu'est-ce qu'un alliage ?
Lorsque différents éléments sont mélangés en plus petites quantités dans l'élément de base, le produit obtenu est appelé alliage de cet élément. L'acier est donc un alliage de fer, car le fer est l'élément de base (constituant principal) de l'acier et le carbone est le principal élément d'alliage. D'autres éléments tels que le manganèse, le silicium, le nickel, le chrome, le molybdène, le vanadium, le titane, le niobium, l'aluminium, etc. sont également ajoutés en quantités variables pour produire différentes nuances (ou types) d'acier.
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Quels sont les différents types d’acier ?
Sur la base des compositions chimiques, l'acier peut être classé en quatre (04) types de base :
● Acier au carbone
● Acier inoxydable
● Acier allié
● Acier à outils
1. Acier au carbone :
L'acier au carbone est l'acier le plus utilisé dans l'industrie et représente plus de 90 % de la production totale d'acier. Selon leur teneur en carbone, les aciers au carbone sont classés en trois groupes.
● Acier à faible teneur en carbone/acier doux
● Acier à teneur moyenne en carbone
● Acier à haute teneur en carbone
La teneur en carbone est indiquée dans le tableau ci-dessous :
| Non. | Type d'acier au carbone | Pourcentage de carbone |
| 1 | Acier à faible teneur en carbone/Acier doux | Jusqu'à 0,25% |
| 2 | Acier à teneur moyenne en carbone | 0,25% à 0,60% |
| 3 | Acier à haute teneur en carbone | 0,60% à 1,5% |
2. Acier inoxydable :
L'acier inoxydable est un acier allié contenant au minimum 10,5 % de chrome. Il présente des propriétés de résistance à la corrosion grâce à la formation d'une très fine couche de Cr₂O₃ à sa surface. Cette couche est également appelée couche passive. L'augmentation de la quantité de chrome augmente encore la résistance à la corrosion du matériau. Outre le chrome, du nickel et du molybdène sont également ajoutés pour conférer les propriétés souhaitées (ou améliorées). L'acier inoxydable contient également des quantités variables de carbone, de silicium et de manganèse.
Les aciers inoxydables sont en outre classés comme suit :
1. Aciers inoxydables ferritiques
2. Aciers inoxydables martensitiques
3. Aciers inoxydables austénitiques
4. Aciers inoxydables duplex
5. Aciers inoxydables à durcissement par précipitation (PH)
● Acier inoxydable ferritique : les aciers ferritiques sont constitués d'alliages fer-chrome à structure cristalline cubique centrée (BCC). Ils sont généralement magnétiques et ne peuvent pas être durcis par traitement thermique, mais peuvent être renforcés par écrouissage.
● Acier inoxydable austénitique : Les aciers austénitiques sont les plus résistants à la corrosion. Ils sont non magnétiques et ne peuvent pas être traités thermiquement. En général, les aciers austénitiques sont hautement soudables.
Acier inoxydable martensitique : les aciers inoxydables martensitiques sont extrêmement solides et résistants, mais moins résistants à la corrosion que les deux autres classes. Ces aciers sont hautement usinables, magnétiques et thermodurcissables.
● Aciers inoxydables duplex : L'acier inoxydable duplex est constitué d'une microstructure biphasée composée de grains d'acier inoxydable ferritique et austénitique (c'est-à-dire ferrite + austénite). Les aciers duplex sont environ deux fois plus résistants que les aciers inoxydables austénitiques ou ferritiques.
● Aciers inoxydables à durcissement par précipitation (PH) : Les aciers inoxydables à durcissement par précipitation (PH) possèdent une résistance ultra élevée grâce au durcissement par précipitation.
3. Acier allié
Dans l'acier allié, des proportions variables d'éléments d'alliage sont utilisées pour obtenir les propriétés souhaitées (améliorées) telles que la soudabilité, la ductilité, l'usinabilité, la résistance, la trempabilité et la résistance à la corrosion, etc. Certains des éléments d'alliage les plus utilisés et leurs effets sont les suivants ;
● Manganèse – Augmente la résistance et la dureté, diminue la ductilité et la soudabilité.
● Silicium – Utilisé comme désoxydant dans le processus de fabrication de l’acier.
● Phosphore – Augmente la résistance et la dureté et diminue la ductilité et la résistance aux chocs de l’acier.
● Soufre – Diminue la ductilité, la résistance aux chocs et la soudabilité. Présent sous forme d'inclusions de sulfure.
● Cuivre – résistance à la corrosion améliorée.
● Nickel – Augmente la trempabilité et la résistance aux chocs des aciers.
● Molybdène – Augmente la trempabilité et améliore la résistance au fluage des aciers faiblement alliés.
4. Acier à outils
Les aciers à outils ont une teneur élevée en carbone (0,5 % à 1,5 %). Une teneur plus élevée en carbone confère une dureté et une résistance accrues. Ces aciers sont principalement utilisés pour la fabrication d'outils et de matrices. Ils contiennent diverses quantités de tungstène, de cobalt, de molybdène et de vanadium pour augmenter leur résistance à la chaleur et à l'usure, ainsi que leur durabilité. Ils sont donc particulièrement adaptés aux outils de coupe et de perçage.
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Date de publication : 19 décembre 2022