SIDÉRURGIE

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Élaboration des aciers

Un acier est un alliage de fer et de carbone dont la teneur en ce dernier élément est inférieure à 2,06 p. 100 (point E du diagramme fer-carbone correspondant à la solubilité maximale du carbone dans le fer cubique à faces centrées ; ). Toutefois, de nombreux autres éléments peuvent figurer dans les aciers, soit en teneurs contrôlées, soit à l'état d'impuretés indésirables. L'art de l'aciériste consiste à ajouter les éléments utiles dans les meilleures conditions de rendement et de prix de revient et à éliminer au maximum et au meilleur compte les impuretés. Selon les propriétés requises, tel élément peut être une impureté ou une addition voulue, tel le soufre dans les aciers de décolletage. L'Euronorm 20 définit les limites supérieures des teneurs en certains éléments pour les aciers ordinaires, par exemple moins de 0,4 p. 100 de cuivre, moins de 0,3 p. 100 de nickel ; au-delà de ces teneurs, on entre dans le domaine des aciers spéciaux. On se bornera dans ce qui suit à traiter de l'élaboration de l'acier avec passage par la phase liquide, ce qui exclut par exemple le frittage (cf. métallurgie des poudres), la réduction directe et le puddlage (cf. métallurgie - Histoire).

Diagramme fer-carbone

Dessin : Diagramme fer-carbone

Diagramme fer-carbone. 

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Précipitation et partage

L'élimination d'un corps en solution dans un alliage peut se faire par précipitation ou par partage entre deux phases. La précipitation relève de la loi d'action de masse :

où M est le métal ; par exemple :

En ce qui concerne le deuxième mécanisme, on se limitera au partage entre phases liquides en écartant le procédé de purification par zone fondue où il y a partage entre une phase liquide et une phase solide. Dès 1872, Marcelin Berthelot, en étudiant la dissolution de différentes substances dans deux solvants incomplètement miscibles formant deux couches liquides superposées, a trouvé que le rapport K des concentrations c de la substance ajoutée dans les deux couches liquides est, à une température donnée, indépendant de l [...]

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Four à arc

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Four de fusion à induction

Four de fusion à induction
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Métallurgie du fer vers 1780

Métallurgie du fer vers 1780
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Écrit par :

  • : ingénieur E.C.P., docteur ingénieur, directeur de l'Ecole supérieure de fonderie, chargé de cours titulaire au Conservatoire national des arts et métiers

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Pour citer l’article

Jean DUFLOT, « SIDÉRURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/