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NOTE DE L'ÉDITEUR
La partie 4 de la norme NF EN 13674-4+A1 de janvier 2010 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 13674-4 (F50-201-4) : Applications ferroviaires - Voie - Rails - Partie 4 : rails Vignole de masse comprise entre 27 kg/m et 46 kg/m, 46 kg/m non compris (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2001 (Février 2020).
Auteur(s)
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Marc GRUMBACH : Ingénieur civil des Mines
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les aciers d’usage général sont utilisés dans la plupart des applications courantes.
Malgré la grande diversité des utilisations de ces aciers dans tous les domaines industriels, de la construction aux transports mais aussi de l’électroménager à l’emballage, on retrouve un ensemble de caractéristiques communes à tous ces produits dont la plus importante est d’être livrés « prêts à l’emploi », cas contraire de celui des aciers de traitement thermique qui obtiennent leurs caractéristiques chez l’utilisateur. De ce fait, les critères de choix des nuances et des qualités sont essentiellement basés sur les propriétés mécaniques et non sur la composition chimique.
L’évolution des aciers d’usage général se présente de façon différente suivant les domaines d’utilisation. Des progrès considérables dans l’élaboration de l’acier ont été obtenus.
Sous la pression des exigences des utilisateurs, il existe des grandes tendances d’évolution des propriétés comme l’allégement, la soudabilité et la durabilité avec essentiellement la protection contre la corrosion.
La notion d’aciers d’usage général est un peu vague et ne s’affirme vraiment que par opposition aux aciers spéciaux, au moins dans la majorité des cas ; parmi les aciers spéciaux, on note essentiellement les aciers inoxydables, les aciers pour construction mécanique, les tôles magnétiques et les aciers à outils. Il est clair que la plupart de ces nuances, sauf les aciers inoxydables, nécessitent un traitement thermique chez l’utilisateur.
Dans ce premier article [M 4 515], nous traiterons de la classification et de la métallurgie des aciers d’usage général. Dans un deuxième article Aciers d’usage général. Propriétés et produits, nous étudierons leurs propriétés, les principaux produits, le choix des nuances et des qualités.
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- Version courante de août 2015 par Marc GRUMBACH
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2. Évolution des procédés de fabrication
On constate depuis les années 1990 une certaine organisation systématique des techniques d’élaboration de l’acier liquide avec deux filières amont principales :
-
la filière fonte avec haut fourneau alimentée en minerai de fer aggloméré, aciérie à l’oxygène, traitement en poche et de plus en plus souvent avec traitement sous vide, coulée continue de brames, train à bande ou laminoir quarto ; cette filière est pratiquement réservée aux produits plats en Europe ;
-
la filière électrique alimentée en ferrailles avec four UHP (ultra haute puissance), traitement en poche et coulée continue de blooms ou billettes et suivie de trains à produits longs : barres, poutrelles, profilés, fil machine.
Il existe quelques usines basées sur le four électrique, la coulée de brames minces et le train finisseur continu pour tôles minces. On utilise la filière fonte pour des produits longs de qualité haut de gamme : fil dur et rails.
La coulée continue est quasiment généralisée pour les nuances considérées dans ce texte à de rares exceptions près.
Ce qui caractérise le plus nettement la filière fonte est le très grand niveau de pureté atteint tant en éléments métalloïdes (S, P, N, O et même C) grâce à la désulfuration de la fonte, des traitements en poche et des installations sous vide, qu’en métaux résiduels. En particulier, le traitement sous vide permet l’abaissement de la teneur en carbone à quelques dizaines de ppm ou moins (aciers à ultra-bas carbone). Cette pureté permet l’obtention de caractéristiques de ductilité et de ténacité exceptionnelles.
La filière avec four électrique permet elle aussi d’atteindre une grande pureté en métalloïdes grâce aux mêmes traitements en poche. Ce n’est pas le cas pour les éléments métalliques sauf contraintes spéciales, mais la présence de faibles teneurs en impuretés métalliques n’est pas gênante pour la plupart des produits, en particulier pour les produits longs.
Un autre progrès magistral est l’amélioration de l’homogénéité des produits et la forte diminution des ségrégations : cela résulte des contrôles de température de coulée, de la diminution des teneurs en éléments...
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