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RÉSUMÉ
Cet article traite des aciers inoxydables, dits austéno-ferritiques. Découverts dans les années 1930, ils sont des alliages biphasés avec une structure 50 % α (ferrite) et 50 % γ (austénite), obtenue grâce à une composition chimique spécifique incluant carbone, chrome et nickel. Ils sont élaborés au four électrique suivi d’un affinage, assurant une reproductibilité des compositions chimiques. Ces aciers ont des caractéristiques mécaniques supérieures aux aciers inoxydables austénitiques, en particulier en résistance à la traction et en limite d'élasticité. Ils sont adaptés à l'industrie chimique grâce à leur résistance à la corrosion et à l'abrasion, notamment dans une plage de températures de fonctionnement entre - 50 °C et + 300 °C.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les aciers austéno-ferritiques, nés dans les années 1930, symbolisent une avancée majeure dans le domaine des alliages métalliques, en combinant des propriétés des aciers austénitiques et ferritiques. Leur composition chimique soigneusement équilibrée, intégrant du carbone, du chrome et du nickel, donne naissance à une structure biphasée distinctive. Le processus d’élaboration, effectué au four électrique suivi d’un affinage, permet une reproductibilité des compositions chimiques, pivot pour les propriétés intrinsèques de l’alliage.
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1. Aciers martensitiques
1.1 Composition
Les aciers martensitiques sont des alliages métalliques caractérisés par une teneur en chrome variant de 12 % à 18 % et des niveaux de carbone oscillant entre 0,1 % et 1,5 %. Ces aciers subissent un durcissement par trempe, donnant lieu à une microstructure martensitique lorsqu’ils sont trempés. En état recuit, ils présentent une structure perlitique. De plus, il est possible d’y ajouter du nickel pour améliorer certaines de leurs propriétés mécaniques.
HAUT DE PAGE1.2 Utilisation
Ces aciers trouvent une large application dans divers domaines en raison de leur excellente résistance à l’oxydation jusqu’à une température de 600 °C. Ils sont couramment utilisés dans la fabrication de composants mécaniques tels que les pièces de machines, les aubes de turbines, les soupapes et les bielles.
Toutefois, il est à noter que ces aciers sont vulnérables à des phénomènes de fragilisation. En particulier, un réchauffage entre 350 °C et 550 °C ou une exposition à l’hydrogène peuvent les rendre plus fragiles.
En général, les aciers martensitiques sont employés soit dans un état trempé et revenu à des températures situées entre 200 °C et 350 °C, soit entre 600 °C et 700 °C. Ce choix de température est crucial car un revenu réalisé dans la gamme de 350 °C à 600 °C peut conduire à la formation de fins carbures de chrome, nuisant à leur résistance à la corrosion. Au-delà de 600 °C, ces carbures ont tendance à coalescer, réduisant ainsi leur impact néfaste.
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Les aciers martensitiques sont des alliages métalliques contenant entre 12 % et 18 % de chrome et entre 0,1 % et 1,5 % de carbone.
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Ils possèdent une structure martensitique en état trempé et une structure perlitique en état recuit. Le nickel peut également être ajouté pour en améliorer les propriétés.
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Ces aciers offrent une excellente résistance à l’oxydation jusqu’à 600 °C et sont largement utilisés dans la fabrication de pièces de machines, aubes de turbines, soupapes et bielles.
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Ils...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BENSAADA (S.) - Traitements thermiques, classification et désignation des aciers et fontes. - ResearchGate (2019).
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(2) - CAUMETTE (J.) - Traitement thermique du béton par l'électricité. - Masson, Paris (1990).
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(3) - KRZYŻANOWSKI (M.) - Oxide scale behaviour in high temperature metal processing. - Weinheim: Wiley-VCH (2010).
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(4) - SCHMIDT (P.) - Le traitement thermique des matières premières lithiques : que se passe-t-il lors de la chauffe ? - Archaeopress, Oxford (2013).
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(5) - MURRY (G.) - Métallurgie : Métaux, alliages, propriétés. - 2e éd., Dunod, Paris (2010).
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(6) - PEYRE (J.-P.), TOURNIER (C.) - Choix des traitements thermiques superficiels. - CETIM...
NORMES
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Aciers spéciaux – Conditions techniques de livraison des aciers destinés à la trempe et au revenu. - NF A 35-551 - 1992
-
Aciers spéciaux – Conditions techniques de livraison des aciers destinés à la cémentation. - NF A 35-552 - 1994
-
Aciers pour traitement thermique et aciers de cémentation – Partie 1 : conditions techniques de livraison des aciers pour traitement thermique. - NF EN 10083-1 - 2006
-
Aciers pour traitement thermique et aciers de cémentation – Partie 3 : conditions techniques de livraison des aciers d’emploi général pour traitement thermique et cémentation. - NF EN 10083-3 - 2006
-
Aciers à ressort trempés et revenus – Partie 3 : conditions techniques de livraison. - NF EN 10132-3 - 2000
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