Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Pierre-Jean CUNAT : Directeur technique EURO-INOX
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Lire l’articleINTRODUCTION
La fabrication des aciers inoxydables comporte quatre étapes principales qui sont, par ordre chronologique :
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l’élaboration qui comprend elle-même une phase de fusion dans un four à arc suivie d’une opération d’affinage ;
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la coulée soit sous forme de lingots, soit de plus en plus par coulée continue ;
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la transformation à chaud le plus souvent par laminage et plus rarement par forgeage ;
-
la transformation à froid par laminage pour les produits plats et par tréfilage pour les produits longs.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
M 4 540-Aciers inoxydables. Critères de choix et structure ;
-
M 4 541-Aciers inoxydables. Propriétés. Résistance à la corrosion ;
-
M 4 542-Aciers inoxydables. Mise en œuvre ;
-
M 4 543-Aciers inoxydables. Fabrication (le présent article) ;
-
Doc. M 4 544-Aciers inoxydables.
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Coulée1. Élaboration
Se reporter aussi, dans ce traité, à la rubrique Sidérurgie.
1.1 Élaboration au four à arc (FEA)
L’élaboration des aciers inoxydables s’effectue principalement par fusion dans un four électrique à arc à revêtement réfractaire basique (figure 1).
La charge introduite dans le four est constituée par des ferrailles, des chutes d’acier inoxydable triées en fonction de leur composition chimique, des ferroalliages (ferrochrome, ferromanganèse, ferrosilicium) et des métaux purs.
La capacité d’un four électrique moderne est de l’ordre de 100 t de métal liquide. L’alimentation électrique des trois électrodes en carbone, dont le diamètre est d’environ 600 mm, est assurée par un transformateur triphasé de 100 MVA.
HAUT DE PAGE1.1.1 Affinage ou décarburation
L’opération d’affinage consiste essentiellement en une phase de décarburation suivie d’une phase de réduction. La difficulté majeure, dans le cas des aciers inoxydables réside dans la nécessité d’obtenir des teneurs en chrome élevées (typiquement 17 % Cr pour les alliages ferritiques et 18 % Cr pour les alliages austénitiques) et des teneurs en carbone très basses (souvent inférieures à 0,030 %). La décarburation est toujours obtenue par oxydation du carbone et ce, le plus souvent, par insufflation d’oxygène.
Or, jusqu’à des températures de 1 600-1 700 C, l’enthalpie libre de formation de l’oxyde, de chrome Cr2O3 est inférieure à celle du CO2 (figure 2). La conséquence de cette situation est que le chrome est fortement oxydé et qu’il se trouve perdu sous forme d’oxyde dans le laitier avant que le carbone puisse être éliminé. Dans ces conditions, la seule manière d’obtenir la composition chimique souhaitée était d’apporter le chrome, après décarburation, sous la forme de ferrochrome affiné donc onéreux.
Cependant, on notera (figure 2) que les courbes d’enthalpie libre ΔG = f (T ) de formation...
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