ACIER Technologie

Aciers alliés

Aciers alliés et non alliés

Aciers alliés et non alliés

Aciers alliés et non alliés

Aciers alliés et non alliés. Délimitation entre les aciers non alliés et les aciers alliés (Norme NF…

Les aciers alliés se distinguent des aciers non alliés par la présence de certains éléments d'alliage (cf. tableau).

Les éléments d'alliage agissent sur la structure de l'acier et modifient par là certaines de leurs propriétés, mais ils peuvent aussi attribuer à l'acier des propriétés entièrement nouvelles.

Chacun de ces éléments se caractérise par une tendance dominante soit à rester dissous dans la ferrite, soit à former avec le carbone un carbure analogue à la cémentite, ou de composition très différente. Comme l'acier ordinaire, les aciers alliés ont, le plus souvent, une structure à deux phases – ferrite et carbure – plus ou moins séparées : l'élément d'alliage se retrouve dans l'une ou l'autre de ces phases, parfois même dans les deux.

L'élément le plus fréquemment utilisé est le chrome. On le retrouve à la fois dans la ferrite et dans les carbures. Il agit, d'une part, sur les points de transformation de l'acier, d'autre part, sur la vitesse à laquelle se transforme l'austénite au cours du refroidissement.

Action du chrome sur l'austénite

Action du chrome sur l'austénite

Action du chrome sur l'austénite

Le chrome a pour effet de diminuer le domaine d'existence de l'austénite qui disparaît totalement…

Le point de transformation α → γ au chauffage est peu modifié : il est d'abord abaissé par des teneurs en chrome allant jusqu'à 8 p. 100, puis relevé au-delà. En revanche, le point de transformation γ → δ est régulièrement abaissé, de sorte que l'intervalle entre les deux points – c'est-à-dire le domaine de température où l'austénite est stable – diminue constamment lorsque la teneur en chrome augmente, jusqu'au moment où il disparaît ; l'acier ne passe plus, lors du chauffage, par l'état austénitique. Cela se produit pour une teneur en chrome voisine de 13 p. 100 pour les aciers très peu riches en carbone, et seulement de 30 p. 100 lorsque la teneur en carbone atteint 0,4 p. 100. La figure 5 schématise ce phénomène. Les éléments qui, comme le chrome, limitent ou empêchent la formation de l'austénite sont appelés alphagènes, et les aciers qui ne subissent pas de transformation au chauffage et restent toujours à l'état α sont dits ferritiques.

Cette absence de transformation a une conséquence importante : ne passant pas par l'état austénitique, l'acier ne peut pas subir un durcissement par trempe. Il n'y a, en même temps, aucune possibilité de régénération de la structure autrement que par une déformation mécanique à chaud.

Une deuxième action du chrome se manifeste par un ralentissement des transformations de l'austénite pendant le refroidissement. Cela correspond à une augmentation de la trempabilité : le domaine de transformation martensitique pourra être atteint avec de plus faibles vitesses de refroidissement. Des aciers au chrome pourront être trempés à l'huile ou même à l'air.

Aciers au chrome et aciers ordinaire : dureté

Aciers au chrome et aciers ordinaire : dureté

Aciers au chrome et aciers ordinaire : dureté

Pour une même température de revenu, les aciers au chrome gardent une dureté très supérieure aux…

Le chrome augmente également la résistance au revenu : lorsque l'acier, après la trempe, est soumis à un revenu, il s'adoucit plus lentement et à de plus hautes températures. La figure 6 donne un exemple de ce comportement qui est lié à une précipitation durcissante de carbures de chrome et, éventuellement, à la transformation de l'austénite résiduelle. Les carbures précipités peuvent être du type cémentite, dans laquelle le chrome remplace une partie du fer, ou avoir les compositions Cr7C3 ou Cr23C6.

Enfin, une importante propriété du chrome est de donner à l'acier une bonne résistance à la corrosion. Pour des teneurs supérieures à 10,5 p. 100, le chrome provoque la formation d'une couche riche en oxydes à la surface de l'acier ; celle-ci le protège contre les attaques chimiques. Pour cette raison, le chrome est la base d'une très importante gamme d'aciers spéciaux et des aciers inoxydables.

Le nickel trouve également de très fréquents emplois dans les aciers alliés.[...]

Pour nos abonnés, l'article se compose de 12 pages

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • Louis COLOMBIER : docteur ès sciences, ancien directeur de recherche à la Compagnie des ateliers et forges de la Loire
  • Gérard FESSIER : ingénieur call centre à l'Office technique pour l'utilisation de l'acier (O.T.U.A.)
  • Guy HENRY : ingénieur en chef à l'Institut de recherches de la sidérurgie française, adjoint au directeur de l'Institut de recherches de la sidérurgie française
  • Joëlle PONTET : directrice générale de l'Office technique pour l'utilisation de l'acier (O.T.U.A.)

Classification

Pour citer cet article

Louis COLOMBIER, Gérard FESSIER, Guy HENRY, Joëlle PONTET, « ACIER - Technologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

Média

Découpe d’un tuyau en acier

Découpe d’un tuyau en acier

Découpe d’un tuyau en acier

La découpe à la flamme ou oxycoupage est la technique la plus anciennce pour couper l'acier. Elle…

Teneur en carbone

Teneur en carbone

Teneur en carbone

Le diagramme simplifié représente en fonction de la température et de la teneur en carbone les…

Austénite : transformation

Austénite : transformation

Austénite : transformation

Les courbes 1 et 2 représentent en fonction de la température et du temps la transformation de…

Voir aussi