Propriété de l’acier (alliage fer carbone)

icne calendrier 28 juillet 2017     icne commentaires 0 Commentaire

Acier ou l’alliage fer carbone

L’acier est un alliage métallique de fer et de carbone. C’est le taux de carbone dans l’alliage qui confère au métal la propriété d’acier.

illustration-acier

Ils sont très répandus dans l’industrie et la construction mécanique et sont développés pour répondre aux différentes sollicitations et contraintes mécaniques ou chimiques.

Les aciers ont un pourcentage de carbone compris entre 0.008% et 2.11%. Les fers ont un taux de carbone inférieur à 0.008% et les fontes un taux supérieur à 2.11%.

Le diagramme fer-carbone

 

 

Le diagramme Fer-Carbone donne le type d’acier en fonction de la température et de la teneur en carbone.

A basse température l’acier est dans un état appelé ferrite  associé à du carbure de fer (cémentite). Sa structure est cubique centrée, il garde cette structure jusqu’à la température de 912°C.

A haute température, l’acier est dans état appelé austénite, il a une structure de type cubique à face centrée . Il permet une plus grande solubilité du carbone. Dans cet état l’acier est plus mou, plus facilement formable. Cette phase se situe entre 912°C et 1394°C.

Au dessus de 1394°C et jusqu’au point de fusion (1538°C), le fer retrouve une structure cubique centrée, appelé Fer Téta.

Rôle des éléments d’addition

Pour résister à certaines contraintes et sollicitation, on peut ajouter d’autres métaux on parle alors d’aciers alliés:

  • -Nickel
  • -Chrome
  • -Silicium
  • -Manganèse
  • -Molybdème
  • -Tungstène
  • -Vanadium

Le nickel augmente la résistance à la corrosion et la résistance aux chocs  de l’acier.

Le chrome augmente la résistance à la corrosion et les propriétés mécanique de l’acier.

Le silicium joue un rôle désoxydant et protège contre l’oxydation de l’acier. Il augmente aussi sa résistance à des températures élevées.

Le manganèse améliore l’usinabilité et améliore la trempabilité.

Le molybdème et le tungstène augmente la résistance à la chaleur et à l’usure.

Le vanadium augmente la résistance à l’usure et aux déformations.

Il existe aujourd’hui plusieurs centaines d’aciers différents selon la teneur en carbone et l’addition d’autres métaux dans l’alliage. On peut créer des aciers sur-mesure pour répondre à des besoins particuliers en jouant sur les différents éléments d’additions.

On peut encore améliorer leurs caractéristiques par des traitements thermiques comme la trempe ou la cémentation.

  

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