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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Transformation à froid4. Transformation à chaud
On se reportera utilement aux articles [M 7 860] à [M 7 900], qui traitent au plan général de cette opération (à consulter dans le Pour en savoir plus).
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La transformation à chaud des aciers et alliages réfractaires s’effectue par laminage, forgeage ou matriçage et les paramètres suivants doivent être pris en compte :
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la plus faible conductivité thermique nécessite pour atteindre une bonne homogénéité de température, des durées de chauffage plus longues. Le réchauffage doit être lent, jusqu’à 850 °C, (afin que la température reste uniforme dans la masse du métal) et rapide au-delà jusqu’à la température de travail ;
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les caractéristiques mécaniques à chaud élevées et une forte résistance à la déformation à chaud impliquent pour leur transformation la mise en œuvre de moyens de transformation puissants, d’outillages de forge résistants et de plus faibles réductions, ainsi que des températures plus élevées ;
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l’affinage du grain par traitement thermique n’étant pas possible pour les nuances ferritiques et austénitiques (absence de transformation de phase), un strict contrôle des températures est nécessaire pour éviter le grossissement du grain.
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L’aptitude à la déformation à chaud, sans formation de crique, est caractérisée par la forgeabilité, qui peut être mesurée par les essais de laboratoire suivants (...
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Transformation à chaud
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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