Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article détaille les quatre étapes principales de la fabrication des aciers et alliages réfractaires : l’élaboration (avec phase de fusion dans un four à arc, suivie d’une opération d’affinage), la coulée sous forme de lingots, la transformation à chaud et la transformation à froid. S’ensuivent le parachèvement de surface et les traitements thermiques adaptés à chacune des familles d’acier ou d’alliage, puis les procédés de moulage. Le choix d’un acier ou d’un alliage réfractaire doit s’effectuer sur quelques paramètres principaux. Par exemple, la résistance à la corrosion est liée à l’oxydation du chrome et d’éléments mineurs comme le silicium ou l’aluminium ; l’addition d’éléments à oxydes très stables permet d’améliorer la résistance dans des atmosphères réductrices ; une structure austénitique garantit une bonne tenue au fluage.
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This article details the four main stages in the production of steels and refractory alloys: the elaboration stage (melting by fusion in an electric-arc furnace, followed by a refining process), the ingot casting stage as well as the hot or cold processing stage. They are followed by surface finishing processes and thermal treatments adapted to each family of steels or alloys and by casting processes. The choice of a refractory steel or alloy must be made on the basis of several key parameters. For instance, resistance to corrosion is induced by the oxidation of chromium and minor elements such as silicon or aluminum, the addition of elements with very stable oxides allows for improving resistance in reducing atmospheres and an austenitic structure ensures good creep resistance.
Auteur(s)
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Albert KOZLOWSKI : Ingénieur conseil FFA (Fédération française de l’acier)
INTRODUCTION
Les aciers et alliages réfractaires sont généralement utilisés pour la fabrication de pièces caractérisées essentiellement par leur résistance aux effets des gaz chauds et des produits de combustion à des températures supérieures à 550 °C. Vers les plus hautes températures, c’est la disparition des propriétés d’usage qui limite le domaine d’utilisation des aciers et alliages réfractaires.
Les principaux paramètres à retenir pour choisir un acier ou un alliage réfractaire sont les suivants :
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la résistance à la corrosion est essentiellement liée à l’oxydation sélective du chrome et de certains éléments mineurs (Si, Al,...). Un bon alliage réfractaire doit donc avoir une teneur élevée en chrome et, souvent, une addition de Si ou Al ;
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le nickel, ne se combinant pas au carbone, sera favorable pour les atmosphères réductrices, mais il présente l’inconvénient de ne pas résister aux atmosphères sulfureuses. Il faudra donc prévoir l’addition d’éléments à oxydes très stables (Si, Al) pour améliorer la résistance dans ces milieux ;
-
la tenue au fluage est fortement influencée par la structure de l’alliage. La structure ferritique résiste mal, voire pas du tout à partir de 800 °C. La structure austénitique est celle qui résiste le mieux.
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Rechargement8. Soudage
Les produits en aciers et alliages réfractaires ayant pour principale caractéristique la résistance à la corrosion à chaud, des précautions doivent être prises pour assurer la qualité des soudures et éviter la création de points faibles qui seraient préjudiciables à cette caractéristique. Ces précautions concernent notamment :
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la propreté : nécessité d’éliminer les contaminations par corps gras ou oxydes superficiels ;
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les pénétrations incomplètes et les défauts géométriques des produits à assembler ;
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le niveau thermique : il convient de limiter, si possible, l’apport de chaleur, de refroidir rapidement la zone voisine de la soudure, et d’imposer des températures entre passes bien définies.
8.1 Soudage
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Les aciers et alliages réfractaires peuvent être soudés par les procédés classiques et, en particulier, par les procédés TIG, MIG, électrode enrobée, ou encore plasma, laser. Il convient de s’assurer si le soudage au chalumeau oxyacétylénique peut être employé compte tenu de la contamination en carbone qu’il provoque.
-
Les aciers ferritiques présentent leurs propres inconvénients, à savoir :
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sensibilité non réversible au grossissement du grain, accompagné de fragilité ;
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sensibilité à la corrosion résultant d’un maintien au-dessus de 1 000 °C.
Ceci impose un chauffage aussi bref que possible. L’emploi d’un métal d’apport austénitique est recommandé. Après soudure, il est conseillé de réchauffer l’ensemble soudé à 750-850 °C, suivi d’un refroidissement rapide.
-
-
La soudure des aciers austénitiques ne présente pas de difficultés du même ordre dans la mesure où il a été tenu compte de la faible conductibilité thermique et de la résistance électrique accrue. Cependant, entre la température de fusion du cordon de soudure et le métal froid, situé à une certaine distance du cordon, se retrouve toute une gamme de températures dont celles qui favorisent la précipitation de carbures. On observera donc, parallèlement au cordon de soudure,...
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Soudage
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Aciers moulés réfractaires. - NF EN 10295 – AFNOR - Décembre 2002
-
Aciers et alliages de nickel réfractaires. - NF EN 10095 – AFNOR - Juillet 1999
-
Fils à rivets en alliages d'aluminium, en acier, en alliages inoxydables et réfractaires – Dimensions. - NFL 21-106 – AFNOR - Janvier 1975
-
Rivets en acier et en alliages inoxydables et réfractaires – Spécification technique. - NFL 21-203 – AFNOR - Novembre 1974
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