Introduction et classification des aciers au carbone

Classification des aciers au carbone

1. Selon la teneur massique en carbone : acier faiblement allié au carbone (C : 0,25 %), acier moyennement allié au carbone (C : 0,25 % < C < 0,6 %), acier fortement allié au carbone (C > 0,6 %)

Plus la teneur en carbone est élevée, plus la dureté et la résistance sont importantes, mais la plasticité diminue.

2. Selon la qualité de l’acier (principalement la teneur en impuretés soufre et phosphore) : acier au carbone ordinaire (S < 0,055 %, P < 0,045 %), acier au carbone de haute qualité (S < 0,040 %, P < 0,040 %), acier au carbone de qualité supérieure (S < 0,030 %, P < 0,035 %)

3. Par usage : Acier de construction au carbone : principalement utilisé pour les ponts, les navires, les éléments de construction et les composants mécaniques ; acier à outils au carbone : principalement utilisé pour les couteaux, les matrices, les outils de mesure, etc.

Désignations et utilisations des aciers au carbone

Acier de construction courant au carbone : Q195, Q215, Q235, Q255, Q275, etc. Les chiffres indiquent la limite élastique minimale. Les nuances Q195, Q215 et Q235 présentent une bonne ductilité et peuvent être laminées en tôles d’acier, barres d’acier, tubes d’acier, etc. Les nuances Q255 et Q275 peuvent être laminées en profilés métalliques, tôles d’acier, etc.

Acier de construction de qualité supérieure : la désignation de l’acier est exprimée en dix-millièmes de la teneur moyenne en carbone, par exemple 20#, 45#, etc. La désignation 20# signifie une teneur en C de 0,20 % (20/10 000).

Principalement utilisé pour la fabrication de diverses pièces mécaniques.

Acier à outils au carbone : La désignation de l’acier est exprimée par la teneur moyenne en carbone, précédée de la lettre T, par exemple T9, T12, etc. T9 signifie une teneur en C de 0,9 % (9 parties par millier).

Principalement utilisé pour la fabrication de divers outils de coupe, outils de mesure, matrices, etc.

Acier moulé : La nuance d'acier moulé est précédée de la désignation ZG suivie d'un nombre, ce dernier représentant la teneur moyenne en masse de l'élément considéré dans l'acier (exprimée en dix-millièmes). Par exemple, ZG25 signifie une teneur en C de 0,25 %.

Utilisation : Il est principalement utilisé pour la fabrication de pièces à géométrie complexe nécessitant une certaine résistance, ductilité et ténacité, telles que les engrenages, les accouplements, etc.

Traitement thermique conventionnel des aciers au carbone

recuit

L'acier est chauffé à une température appropriée, maintenu à cette température pendant une durée déterminée, puis refroidi lentement (refroidissement en four) afin d'obtenir un état structurel proche de l'équilibre.

Recuit complet, recuit isotherme, recuit de sphéroïdisation, recuit de diffusion, recuit de détente

Normalisation

Le traitement thermique consiste à chauffer les pièces en acier à une température située entre 30 et 50 °C au-dessus des températures AC3 et Acm, à les maintenir à cette température pendant une durée appropriée, puis à les refroidir à l'air libre afin d'obtenir une structure de type perlite.

Trempage

Un procédé de traitement thermique au cours duquel des pièces en acier sont chauffées jusqu’à l’austénitisation, puis refroidies rapidement afin de transformer leur structure en martensite. La morphologie de la martensite obtenue est étroitement liée à la composition de l’acier, à la taille des grains d’austénite initiaux et aux conditions de formation. Plus les grains d’austénite sont petits, plus la martensite est fine.

Revenu

Après trempe des pièces en acier, afin d’éliminer les contraintes internes et d’obtenir les propriétés requises, celles-ci sont chauffées à une température déterminée inférieure à AC1, maintenues à cette température pendant une durée donnée, puis refroidies jusqu’à la température ambiante.

acier allié

Un ou plusieurs éléments d’alliage sont ajoutés à l’acier au carbone pour former un acier appelé acier allié.

Classification des aciers alliés

Selon la teneur en éléments d’alliage : acier faiblement allié (fraction massique totale inférieure à 5 %), acier moyennement allié (fraction massique totale de 5 % à 10 %), acier fortement allié (fraction massique totale supérieure à 10 %)

Selon les types d’éléments d’alliage principaux : acier au chrome, acier au chrome-nickel, acier, acier au silicium-manganèse, etc.

Par usage : acier structural, acier à outils, acier à propriétés spéciales.

Acier inoxydable

Un type d’acier présentant une forte résistance à la corrosion dans l’atmosphère et dans des milieux généralement corrosifs.

Usage : il est principalement utilisé pour fabriquer des pièces ou des éléments structurels destinés à fonctionner dans divers milieux corrosifs et exigeant une haute résistance à la corrosion. Il est largement utilisé dans les secteurs du pétrole, de la chimie, de l’énergie atomique, de l’exploitation maritime, de la défense nationale ainsi que dans certains domaines scientifiques et technologiques de pointe.