ACIER, technologie
ACIER - Technologie
L'acierest un alliage de fer et de carbone renfermant au maximum 2 p. 100 de ce dernier élément. Il peut contenir de petites quantités d'autres éléments incorporés, volontairement ou non, au cours de son élaboration. On peut également y ajouter des quantités plus importantes d'éléments d'alliage ; il est considéré alors comme un acier allié […] Lire la suite
FER, FONTE ET ACIER - (repères chronologiques)
— 1700-— 1500 Début de l'industrie du fer avec les premières traces, au Sud du Caucase, de foyers permettant la réduction (élimination d'oxygène) de minerais de fer au charbon de bois.Vers — 1250 Une lettre du roi hittite Hattusil III mentionne une épée en fer.— 1100-— 800 Réduction de minerais de fer au charbon de bois en […] Lire la suite
MÉTALLURGIE SCIENTIFIQUE
Le passage de la métallurgie du fer et de la fonte à celle de l'acier ouvre l'ère de la technologie moderne. L'utilisation massive, après 1880, de l'acier, matériau aux possibilités prometteuses mais encore indéfinies, incite les producteurs et les consommateurs à effectuer des recherches sur ses propriétés. Ces études, fruit d'une collaboration étroite […] Lire la suite
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ACIER
L'acier, alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte, est encore au milieu du xixe siècle un métal coûteux utilisé pour la fabrication d'outils de qualité. Avec le développement des chemins de fer et de l'armement, la nécessité d'une production en masse se fait sentir.Le […] Lire la suite
AIMANTS
Dans le chapitre « Les aciers à durcissement par trempe » : […] Si la « pierre d'aimant », une variété de la magnétite Fe 3 O 4 , est un aimant naturel connu depuis la plus haute antiquité, les aimants artificiels les plus anciens sont les aciers au carbone trempés. Au cours de la trempe, l'austénite est transformée en martensite et cette structure, à cause de la distribution irrégulière des atomes de carbone dans les interstices du réseau, présente un état d […] Lire la suite
ALLIAGES
Dans le chapitre « Alliages métalliques industriels » : […] Après ces considérations générales, nous pouvons maintenant nous intéresser à des alliages industriels. Les plus utilisés sont les aciers, qui présentent une palette particulièrement riche de produits, depuis ce qu'il est convenu d'appeler, plus ou moins péjorativement, la ferraille, jusqu'aux aciers inoxydables, en passant par les maragings , mis en œuvre pour des usages tels que les pièces soumi […] Lire la suite
ARTILLERIE (HISTOIRE DE L')
Dans le chapitre « Les rayures et leurs conséquences (1850-1897) » : […] Il aura fallu plus d'un siècle pour que les rayures de canon de fusil inventées par l'Anglais Robbins (1742) soient adoptées dans l'artillerie. Aux difficultés de fabrication s'ajoutent celles de la projection d'une munition de forme cylindro-ogivale. Il faut reprendre le chargement par l'arrière et trouver les solutions aux nombreux problèmes qu'il pose. Les premiers essais de tubes d'artillerie […] Lire la suite
ARCHITECTURE (Matériaux et techniques) - Fer et fonte
Dans le chapitre « Les ponts métalliques » : […] On avait, en effet, songé, dès le xviii e siècle, au fer pour augmenter la portée des ponts ; mais le fer forgé était coûteux et fit échouer la tentative de Garin à Lyon, en 1755. Seule la fonte, par son bas prix et la simplicité de son moulage, pouvait permettre de découvrir rapidement les propriétés du métal. C'est donc en fonte que A. Darby réalise, en 1773-1779, le premier pont métallique, […] Lire la suite
BESSEMER sir HENRY (1813-1898)
Ingénieur et industriel britannique, né le 19 janvier 1813 à Charlton (Hertfordshire) et mort le 15 mars 1898 à Londres, surtout connu pour avoir développé le premier procédé industriel de fabrication de l'acier (alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte). Fils d'un ingénieur et fondeur de caractères typographiques, Henry Bessemer montre très tôt des disposition […] Lire la suite
CHARBON - Industrie charbonnière
Dans le chapitre « L'usage sidérurgique » : […] Pour utiliser le charbon dans l'industrie sidérurgique, il faut d'abord le transformer en coke. Certains charbons, dits charbons à coke, chauffés à l'abri de l'air, ont la propriété de fondre vers 600 0 C puis de se solidifier à nouveau en un produit poreux et résistant, constitué essentiellement de carbone, que l'on appelle coke. Cette opération est réalisée dans des fours spéciaux (fours à coke […] Lire la suite
CHROME
Dans le chapitre « Usages » : […] Le métal pur sert à recouvrir pour les protéger le fer, les aciers, le cuivre et divers alliages : c'est l'opération du chromage qui donne une surface brillante susceptible d'un beau poli, résistant bien à la corrosion. Il entre dans la composition d'aciers spéciaux et de nombreux alliages. On utilise pour la construction mécanique des aciers contenant un faible pourcentage de chrome et de nick […] Lire la suite
CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES
Les constructions métalliques constituent un domaine important d'utilisation des produits laminés sortis de la forge. Elles emploient, en particulier, les tôles et les profilés. Les structures constituées à partir de ces éléments nécessitent des opérations préalables de découpage, de perçage et de soudage en usine. Les opérations sur site sont limitées à des assemblages de modules primaires après […] Lire la suite
CORROSION
Dans le chapitre « Moyens de lutte contre la corrosion » : […] Trois méthodes principales sont utilisées : la première consiste à choisir un métal ou un alliage qui n'est pas attaqué ou peu attaqué par le milieu extérieur, la deuxième à modifier très légèrement la composition du réactif par addition de faibles quantités de corps appelés inhibiteurs ; enfin, la troisième, de caractère électrochimique, consiste à imposer au métal un potentiel qui lui permet d […] Lire la suite
ÉLECTRO-AIMANTS
Dans le chapitre « Les matériaux ferromagnétiques » : […] Le fer de haute pureté est un excellent matériau magnétique (des perméabilités relatives μ r de 250 000 ont été obtenues avec des échantillons polycristallins recuits). Le taux de pureté commercial de ce matériau le rend très intéressant dans de nombreuses applications. L' acier (coulé ou forgé) est employé lorsque le circuit magnétique doit être soumis à des efforts mécaniques importants. L'aci […] Lire la suite
FERRAILLES
La ferraille est constituée de déchets de fonte et d'acier qui proviennent de la fabrication de l'acier ou des pièces et machines hors d'usage. Elle peut être considérée comme le plus riche minerai de fer ; mais, à la différence des minerais naturels, la ferraille est très éparpillée et elle ne peut être utilisée qu'au prix de frais de ramassage importants. Signalons que le terme « riblons » est a […] Lire la suite
FLOCONS, métallurgie
Défauts qui apparaissent essentiellement sur des pièces de forge, les flocons sont disposés suivant des orientations préférentielles. Comme les criques interdendritiques, les flocons constituent, en principe, des défauts graves ; ils sont peu nombreux à la surface des pièces et sont rarement isolés ; ils constituent facilement des amorces de rupture. Dans les aciers, la formation des flocons est e […] Lire la suite
INCLUSIONS, physique du solide
Presque tous les cristaux comportent des lacunes de cristallisation ou des cavités remplies par des corps à l'état gazeux, liquide ou solide. Ces inclusions sont connues depuis très longtemps puisque H. Sorby en donne les premières descriptions dès le début du xix e siècle, mais ce n'est que vers les années cinquante et sous l'impulsion de chercheurs comme G. Deicha en France, E. Roedder aux État […] Lire la suite
LANTHANE ET LANTHANIDES
Dans le chapitre « Les terres rares en métallurgie » : […] L'utilisation des terres rares en métallurgie représente le quart de leur consommation. En général, les éléments employés ne sont pas d'une grande pureté chimique, ce qui limite la valeur économique ajoutée. Les terres rares jouent le rôle d'agent de stabilité et de renforcement des propriétés des aciers ; elles peuvent aussi modifier la structure. […] Lire la suite
MANGANÈSE
Dans le chapitre « Usages » : […] En sidérurgie, en dehors de son rôle de désoxydant et de désulfurant des aciers, le manganèse est essentiellement un élément d'alliage qui permet d'augmenter la limite d'élasticité des aciers. Il abaisse la température de transformation de l'austénite en ferrite et permet ainsi d'éviter l'accumulation de cémentite aux joints de grains. Il joue aussi sur la structure de la perlite, en apportant de […] Lire la suite
MARTIN PIERRE-ÉMILE (1824-1915)
Pierre-Émile Martin, métallurgiste français, réussit le 8 avril 1864 la première fusion d'un mélange de fonte et de fer, sur la base d'un procédé d'obtention de l'acier par oxydo-réduction imaginé par René-Antoine Ferchault de Réaumur dès 1722. Cette technique prendra le nom de procédé Siemens-Martin. Pierre-Émile Martin naît le 17 août 1824 à Bourges, dans une famille de maîtres de forges de la […] Lire la suite
MÉTAL ARTS DU
Dans le chapitre « Le fer » : […] Des textes égyptiens datant d'environ 3500 avant J.-C. mentionnent l'existence de l'utilisation du fer. À Gerzeh, des éléments de perles fabriqués à partir de fer météorique ont été retrouvés, mais l'emploi de ces épaves de fer comme bijoux ne constitue pas un point de départ certain pour l'art du fer. Le travail de mise en forme de ce métal n'a, pour ainsi dire, pas évolué de la préhistoire à nos […] Lire la suite
MÉTALLURGIE
Dans le chapitre « Les techniques déchiffrées au laboratoire » : […] L'examen du métal – quels que soient sa nature et son âge – commence sous le microscope où en première lecture se discerne la structure métallographique : arrangement polycristallin résultant de la solidification, disposition des inclusions ou précipités, éventuellement déformation des grains correspondant à telle ou telle action mécanique. S'il y a lieu, l'information première sera complétée par […] Lire la suite
MOLYBDÈNE
Dans le chapitre « Importance pratique dans les aciers et les fontes alliés » : […] Une ou plusieurs des actions du molybdène convenablement dosées sont utilisées afin d'obtenir les caractéristiques désirées. Dans les aciers de construction, le molybdène est surtout ajouté pour obtenir l'aptitude à la trempe et éviter la fragilité de revenu. La très haute résistance des aciers du type Maraging est obtenue après un vieillissement qui provoque une précipitation de composés intermé […] Lire la suite
NAVIRES - Architecture navale
Dans le chapitre « La charpente résistante » : […] Les surfaces constituant le bordé de carène ainsi que les cloisonnements transversaux et longitudinaux assurent la résistance du navire aux efforts d'ensemble et aux efforts locaux. Les réseaux de raidisseurs orthogonaux qui sont fixés à ces surfaces ont deux rôles : – Assurer la stabilité des bordés et leur éviter une destruction par flambage avant qu'ils n'aient atteint leurs possibilités ultime […] Lire la suite
NICKEL
Dans le chapitre « Aciers et fontes au nickel » : […] Le nickel, ajouté comme élément d'alliage dans les aciers et les fontes, agit sur le diagramme fer-carbone et sur les transformations, les microstructures et les propriétés qui en découlent. Le nickel se dissout dans la ferrite, mais ne forme pas de carbures. Il abaisse le point de transformation alpha-gamma, agrandit le domaine austénitique et en augmente la stabilité. Le nickel abaisse la tempér […] Lire la suite
OFFSHORE - Installations offshore
Dans le chapitre « Les conduites sous-marines » : […] Deux types de canalisations se distinguent par leur fonction : – les lignes de collecte installées sur le champ lui-même, dont les longueurs sont généralement assez faibles, avec des diamètres qui varient de 50 à 900 millimètres ; – les lignes d'évacuation d'huile ou de gaz qui sont souvent de diamètre et de longueur importants. Il existe, en mer du Nord, des gazoducs d'un diamètre de 900 millimè […] Lire la suite
PONTS
Dans le chapitre « Les ponts modernes » : […] Aujourd'hui, dans leur grande majorité, les ponts sont des poutres en acier, en ossature mixte acier-béton ou en béton précontraint . Les grandes portées restent le domaine réservé des ponts à câbles, et les très petites portées, au-dessous de 10 à 12 mètres, celui du béton armé. […] Lire la suite
SIDÉRURGIE
Dans le chapitre « Métallurgie en poche et coulée » : […] Une fois élaboré, le métal doit être transféré dans une poche, soit pour subir un traitement à l'état liquide, soit pour être expédié au bassin de coulée où il sera solidifié en lingotières classiques ou par coulée continue. Dans les fonderies, l' acier sera solidifié dans des moules en sable, plus rarement par centrifugation. Il peut également servir à la fabrication de grenailles ou de poudres d […] Lire la suite
UGINE-SÉJOURNET PROCÉDÉ
Technique spéciale de filage des métaux, utilisée pour fabriquer des barres ou des tubes d'un profil déterminé et de grande longueur. Une billette du métal à transformer, porté à une température convenable, est placée dans un récipient métallique fermé par une filière munie d'un orifice dont la section correspond au profil que l'on veut obtenir. Une forte pression est exercée sur le métal, général […] Lire la suite
VANADIUM
Dans le chapitre « Aciers et fontes alliés » : […] Le vanadium stabilise le fer α, avec lequel il donne une solution solide totale, et il a une très grande affinité pour le carbone. Ces deux caractères jouent un rôle essentiel dans les alliages fer-carbone (cf. acier - Technologie) : – il est alphagène et diminue la zone de stabilité de l'austénite au profit de celle de la ferrite, avec disparition du domaine austénitique pour des teneurs supéri […] Lire la suite
ZINC
Dans le chapitre « Protection anticorrosion des aciers » : […] L'utilisation du zinc dans la protection contre la corrosion des aciers est fondée sur deux de ses propriétés : – son potentiel électrochimique par rapport à l'électrode à hydrogène est de — 0,74 V, alors que celui du fer est de — 0,44 V ; la pile zinc/fer fonctionne avec dissolution du zinc et, dans ces conditions, un revêtement même discontinu de zinc sera protecteur ; – le zinc se corrode à l'a […] Lire la suite
Acier trempé : dureté et teneur en carbone
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La figure montre la variation de dureté de l'acier trempé en fonction de la teneur en carbone On voit que la dureté est aussi accrue, dans une certaine mesure, par les éléments d'alliages
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Aciers alliés et non alliés Délimitation entre les aciers non alliés et les aciers alliés (Norme NF EN 10020)
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Aciers au chrome et aciers ordinaire : dureté
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Pour une même température de revenu, les aciers au chrome gardent une dureté très supérieure aux aciers ordinaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Aciers au nickel après refroidissement
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La figure indique les structures prises par les aciers au nickel après un refroidissement lent, en focntion des teneurs en carbone et en nickel Avec des refroidissements rapides, les aciers contenant moins de 10 % de nickel ont aussi une structure martensitique
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Composition d'aciers réfractaires pouvant être utilisés entre 400 et 500 0C
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Action du chrome sur l'austénite
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Le chrome a pour effet de diminuer le domaine d'existence de l'austénite qui disparaît totalement au-dessus d'une certaine teneur en chrome La figure correspond au cas d'aciers peu carbonés
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Les courbes 1 et 2 représentent en fonction de la température et du temps la transformation de l'austénite 1 correspond au début et 2 à la fin de la transformation, 3 à 50 % d'austénite transformée A droite sont indiquées les duretés de l'acier transformé isothermiquement à chaque...
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Gravure montrant des convertisseurs Bessemer utilisés pour élaborer l'acier dans une usine française en 1875
Crédits : Bettmann/ Getty Images
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L'essai Jominy consiste à refroidir un cylindre de l'acier étudié par un jet d'eau calibré sur la face inférieure du cylindre La dureté est ensuite mesurée le long des génératrices du cylindre
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Principe du four Kaldo de Domnarvet
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Vue en coupe d'un four Martin avec les quatre chambres en briques réfractaires, surmontées par le four à sole où est élaboré l'acier
Crédits : Encyclopédie Larousse, 1978
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Jusqu'au Moyen Âge, en Occident, la production de fer est réalisée dans un bas-fourneau, four pourvu d'une cheminée de faible hauteur La ventilation par des soufflets installés à la base de la cheminée permet d'atteindre les températures de plus de 1 000 0C nécessaires à l'opération Le...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Limite élastique, charge de rupture et limite de fatigue de quelques matériaux
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Limite élastique, charge de rupture et limite de fatigue de quelques matériaux
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Méthodes d'affinage des aciers
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Évolution dans le monde des pourcentages respectifs d'aciers produits par les quatre grandes méthodes d'affinage
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Soufflerie à gaz de l'aciérie de Völklingen, Allemagne
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Après la fermeture définitive en 1986 des six hauts-fourneaux de l'aciérie de Völklingen, près de Sarrebruck (Allemagne), l'UNESCO a classé le monument industriel en tant que patrimoine culturel mondial en 1994, préservant ainsi le seul témoin de la période prospère qu'a connue...
Crédits : Bildarchiv Monheim/ AKG
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Le diagramme simplifié représente en fonction de la température et de la teneur en carbone les domaines d'existence des différents colnstituants des aciers
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Teneur en carbone des constituants des aciers
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Le diagramme simplifié représente en fonction de la température et de la teneur en carbone les domaines d'existence des différents constituants des aciers
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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La découpe à la flamme ou oxycoupage est la technique la plus anciennce pour couper l'acier Elle permet de percer des tôles très épaisses contrairement aux découpes laser et plasma
Crédits : 06photo/ Shutterstock
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Diagramme fer-carbone
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Passerelle Simone-de-Beauvoir, Paris
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Passerelle Simone-de-Beauvoir, sur la Seine, à Paris Trente-septième pont (et quatrième piétonnier) de Paris, elle relie le parvis de la Bibliothèque nationale de France aux jardins de Bercy, ainsi que les quais François-Mauriac et de Bercy, et a été inaugurée le 13 juillet 2006 Conçue...
Crédits : OTUA-Architecte, Cabinet Feichtinger
Acier trempé : dureté et teneur en carbone
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Aciers alliés et non alliés
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Aciers au chrome et aciers ordinaire : dureté
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Aciers au nickel après refroidissement
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Aciers réfractaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Action du chrome sur l'austénite
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Austénite : transformation
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Convertisseur Bessemer
Crédits : Bettmann/ Getty Images
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Convertisseur Thomas
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Essai Jominy
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Four Kaldo de Domnarvet
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Four Martin
Crédits : Encyclopédie Larousse, 1978
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Four Martin
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Les progrès de la métallurgie
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Limite élastique, charge de rupture et limite de fatigue de quelques matériaux
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Méthodes d'affinage des aciers
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Procédé L.D.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Soufflerie à gaz de l'aciérie de Völklingen, Allemagne
Crédits : Bildarchiv Monheim/ AKG
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Teneur en carbone
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Teneur en carbone des constituants des aciers
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Découpe d’un tuyau en acier
Crédits : 06photo/ Shutterstock
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Diagramme fer-carbone
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Passerelle Simone-de-Beauvoir, Paris
Crédits : OTUA-Architecte, Cabinet Feichtinger
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