Qu'est-ce que l'acier ?
L'acier est un alliage de fer dont le principal élément d'alliage est le carbone. Toutefois, il existe des 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 ?
Lorsqu'on mélange différents éléments en plus petites quantités à un élément de base, le produit obtenu est appelé un alliage de cet élément de base. L'acier est donc un alliage de fer, car le fer est l'élément de base (constituant principal) de l'acier et le carbone 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 ?
En fonction de sa composition chimique, l'acier peut être classé en quatre (4) 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 sa teneur en carbone, il est classé en trois groupes.
● Acier à faible teneur en carbone/Acier doux
● Acier au carbone moyen
● 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 au carbone moyen | 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 une résistance à la corrosion grâce à la formation d'une très fine couche de Cr₂O₃ à sa surface, appelée couche passive. L'augmentation de la teneur en chrome accroît encore cette résistance. Outre le chrome, du nickel et du molybdène sont également ajoutés pour lui conférer des propriétés spécifiques ou améliorées. L'acier inoxydable contient aussi, en quantités variables, du carbone, du silicium et du manganèse.
Les aciers inoxydables sont classés en plusieurs catégories :
1. Aciers inoxydables ferritiques
2. Aciers inoxydables martensitiques
3. Aciers inoxydables austénitiques
4. Aciers inoxydables duplex
5. Aciers inoxydables à durcissement structural (PH)
● Acier inoxydable ferritique : Les aciers ferritiques sont des alliages de fer et de chrome à structure cristalline cubique centrée (BCC). Ils sont généralement magnétiques et ne peuvent 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 amagnétiques et ne peuvent être traités thermiquement. De manière générale, les aciers austénitiques sont très soudables.
● Acier inoxydable martensitique : Les aciers inoxydables martensitiques sont extrêmement résistants et tenaces, mais moins résistants à la corrosion que les deux autres classes. Ces aciers sont très usinables, magnétiques et peuvent être traités thermiquement.
● Aciers inoxydables duplex : L’acier inoxydable duplex possède une microstructure biphasée composée de grains d’acier inoxydable ferritique et austénitique (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 les aciers alliés, on utilise des proportions variables d'éléments d'alliage pour obtenir des propriétés améliorées telles que la soudabilité, la ductilité, l'usinabilité, la résistance, la trempabilité et la résistance à la corrosion, etc. Voici quelques-uns des éléments d'alliage les plus utilisés et leurs effets :
● 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 ténacité à l’impact de l’acier.
● Soufre – Diminue la ductilité, la résilience et la soudabilité. Se présente sous forme d'inclusions de sulfures.
● Cuivre – meilleure résistance à la corrosion.
● 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 %). Cette teneur élevée leur confère une dureté et une résistance supérieures. 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 afin d'accroître leur résistance à la chaleur et à l'usure, ainsi que leur durabilité. Ces propriétés rendent les aciers à outils particulièrement adaptés à la fabrication d'outils de coupe et de perçage.
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Date de publication : 19 décembre 2022
