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Introduction :
Le fer, la fonte et l'acier sont souvent confondus.
Le fer est un élément chimique entrant dans la composition des deux autres.
La fonte et l'acier sont fabriqués essentiellement à partir du minerai de fer mais contiennent également d'autres composants et sont différenciés par leur teneur en carbone.
Qu’est ce que l’acier ?
L'acier est un alliage métallique ferreux composé de fer + carbone
- la teneur en carbone : environ 0,005 % à 1,5 %, monte très rarement jusqu'à 2 %.
L’acier comprend également d’autres métaux, éléments ou inclusions non métalliques qui peuvent affecter ses propriétés.
L’acier est un alliage résultant d’une transformation de matières premières naturelles, tirées du sol ou recyclées.
Les conditions matérielles de cette transformation entraînent la présence dans sa composition d’une faible proportion d’autres éléments (phosphore, soufre) considérés comme des impuretés
Qu’est ce que l’acier ?
Avantages
Inconvéniants
Avantages :
• Élasticité
• Résistance à la traction
• Plasticité
• Ténacité
• Résistance aux chocs
• Dureté
• Soudabilité
• Bon marché
• Recyclable… et recyclé.
Inconvenients :
• Corrosion
• Difficilement moulables
• Masse volumique.
Les éléments chimiques présents dans l’acier peuvent être classés en 3 catégories :
• Les impuretés : soufre (S) / phosphore (P) / plomb (Pb) / l’étain (Sn) / arsenic (As) / antimoine (Sb) ...
• Les éléments d’addition : manganèse (Mn) / chrome (Cr) / nickel (Ni) / le molybdène (Mo).
• Les éléments d’accompagnement : aluminium / silicium / calcium.
Les valeurs limites des alliages constituant ces différentes classes d’aciers sont définies par la norme AFNOR.
On distingue donc deux grandes familles d'acier :
- Les aciers non alliés, composés uniquement de fer et de carbone
- Les aciers alliés, qui intègrent d'autres éléments chimiques tels que le silicium, le molybdène ou le chrome...
Les aciers traités, quant à eux, correspondent à des aciers de l'une de ces familles qui ont subi des traitements thermiques telle que la cémentation qui lui permet d'acquérir des propriétés particulières de dureté , de ductilité ...
2 grandes familles
Les aciers non alliés ou aciers au carbone :
Ils se caractérisent par une valeur minimale de teneur en éléments d’addition.
Nous distinguons :
• Acier à faible teneur en carbone : environ 0,3% / Il se caractérise par une plasticité et une ductilité élevées, ainsi qu’un traitement facile.
• Acier à moyen carbone : 0,3 à 0,6% / Il est plus dur que décrit précédemment.
• Acier à haute teneur en carbone : jusqu’à 0,6% / Affecte la résistance à la coupe et à la flexion de cet alliage
Les aciers alliés :
Certains éléments sont ajoutés pour obtenir de nouvelles fonctionnalités. Chacun d’eux donne des propriétés différentes. (éléments additionnable)
Eléments les plus couramment utilisés :
• Chrome : améliore la résistance, la dureté et la ténacité du matériau
• Nickel : donne des propriétés similaires au Cr + il réduit la température seuil de fragilité
• Manganèse : augmente également la dureté et la résistance. Réduit la plasticité de l’alliage, augmente la limite élastique et renforce la résistance à l’abrasion.
• Silicium : Augmente la résistance et la dureté.
• Molybdène : Augmente la trempabilité + réduit également sa fragilité
L’acier allié peut être divisé en fonction de la quantité d’additifs utilisés pour le créer. Il existe trois types:
• Acier faiblement allié : la teneur en additif principal est < à 2% et la somme de tous les adjuvants = max 3,5%.
• Acier moyennement allié : la teneur en additif principal est de 2 à 8%, la somme de tous les adjuvants = max 12%.
• Acier fortement allié : la teneur en additif principal > à 8%, la somme de tous les adjuvants = max 55%.
Aciers non alliés
Création
L'acier s'élabore actuellement de deux manières :
• Dans un haut fourneau, à partir du minerai de fer et de coke avec réduction du carbone dans un convertisseur.
• Dans un four électrique, à partir d'acier de récupération. On parle d'acier de recyclage ou d'acier électrique.
Norme
Comment identifier le type d’acier :
Marquages spéciaux : se composent de deux symboles principaux et d’au moins un additif.
Le premier indique à quoi sert l’acier par une lettre majuscule :
• S – acier qui correspond à un usage général de base ( construction de bâtiment)
• L – acier pour les tubes de conduites
• B – acier pour armatures de béton
• R – acier pour les rails
• Y – acier pour béton précontraint
• P – acier pour usage dans les appareils de pression
• G – acier moulé
Le deuxième symbole est un nombre à trois chiffres indiquant la limite élastique à la traction Re (MPa).
Le troisième symbole supplémentaire de l’acier de construction dépend de son type.
Pour l’acier non allié, deux caractères sont utilisés. Le premier est lié à énergie de rupture JR, J0 et J2. Si la valeur de travail est de 40 J et que la température est la même, alors K (KR, K0, K2) est utilisé au lieu de J.
Le dernier symbole supplémentaire est Gn, où n peut être compris entre 1 et 4:
• G1 : non calmé,
• G2 : calmé,
• G3 : acier ayant subi un recuit de normalisation,
• G4 : état de livraison libre, au choix du producteur
Exemples de marquages : non alliés: S235J0, S235J2G3, S355K2G3.
Exemples de marquages : alliés: S355J2WP, S355J0W, S355J2G1W, S355K2G1W.
Acier corten :
Exemple d’acier en Aménagement Paysager :
L’acier corten possède plusieurs particularités, vous pouvez compter parmi celles-ci :
• Excellent rapport qualité / prix.
• Résistant à la chaleur et au froid, il ne se déforme pas.
• Durable, il est solide, à l’épreuve du temps et des aléas climatiques.
• Écologique, car recyclable dans son intégralité.
• Qualitatif, il ne se désagrège pas et ne rouille pas comme l’acier normal.
• Facile d’entretien, nul besoin de le peindre ou de le traiter, il est totalement autonome.
• Intemporel, il convient autant aux espaces modernes que classiques.
• Résistance à la chaleur,
• Résistance aux intempéries
• Résistance à la corrosion
• Résistance à la traction
ll doit sa couleur exceptionnelle à sa nature hétéroclite, résultante d’une corrosion superficielle provoquée. L’acier Corten est un alliage original, composé, entre autres :
• de cuivre,
• de phosphore,
• de chrome,
• de nickel,
• de molybdène
Décoration de jardin :
• une pergola
• une jardinière ou tout autre bac
• une bordure d’allée, de pelouse ou de parterre
• un brise vue, une clôture et même une palissade
• le bardage d’une façade ou d’un mur
• Le mobilier, banc, barbecue, brasero, boites aux lettres...
Acier inoxydable:
Plus connu sous le nom d’inox est un alliage métallique ferreux. qui contient plus de 50 % de fer, min 10,5 % de chrome et max 1,2 % de carbone. Sa grande résistance à la corrosion est sa principale caractéristique.
Avantages de l'inox :
- Résistant à la corrosion
- Exige peu d'entretien
- Bonne capacité de transformation
- Une bonne résistance à la chaleur et aux variations de température
- De bonnes propriétés hygiéniques
- Un bel aspect avec diverses possibilités de traitement postérieur
Inconvénients :
- Le prix
- Les rayures