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RÉSUMÉ
Les aciers d'usage général sont utilisés par la plupart des industries. Ils se caractérisent par leur état structural qui est d'être prêts à l'emploi sans traitement thermique chez l'utilisateur. Aussi, leur choix se fait uniquement par leur forme et leurs propriétés et non par leur composition chimique. Néanmoins, une grande diversité de nuances existe : des tôles fortes aux tôles minces, aux fils, aux barres, aux rails, aux produits pour béton etc... De grands progrès sur leurs propriétés ont été obtenus par les nouveaux procédés de fabrication comme les microalliages, les traitements thermomécaniques, les recuits continus et les lignes de revêtements. Dans cet article, nous présentons la classification des différents produits, les normes principales et les bases métallurgiques.
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Marc GRUMBACH : Ingénieur civil des mines
INTRODUCTION
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 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, nous traitons de la classification et de la métallurgie des aciers d’usage général. Dans un deuxième article « Aciers d’usage général. Propriétés et produits » [M 4 516], nous étudions leurs propriétés, les principaux produits, le choix des nuances et des qualités.
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- Version archivée 1 de déc. 2005 par Marc GRUMBACH
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1. Classification
Outre les différences de forme des produits et les différences de propriétés, il s’est peu à peu développé une certaine classification à partir des utilisations dont les exigences sont très variables.
La forme des produits est un premier facteur de différenciation, on distingue les grandes catégories suivantes :
-
plaques et tôles fortes ;
-
tôles minces ;
-
poutrelles et profilés ;
-
ronds et barres d’usage général ;
-
produits pour béton : barres et fil ;
-
fil machine ;
-
ronds à tubes sans soudure ;
-
rails et matériel de voie ;
-
demi-produits.
Le deuxième facteur de différenciation est celui des nuances ou des propriétés. On distingue ainsi :
-
aciers pour formage à froid ;
-
aciers soudables à grain fin ;
-
aciers à haute limite d’élasticité soudables ;
-
aciers pour appareils à pression ;
-
fils doux et dur pour tréfilage ;
-
aciers faiblement alliés.
Le nombre de combinaisons entre la forme des produits et les nuances est très grand et la classification classique est basée sur la normalisation, qui distingue d’abord des aciers utilisés pour la fabrication de plusieurs types de produits (première signification pour des aciers d’usage général), puis des aciers et/ou des produits destinés à des applications spécifiques.
1.1 Normalisation
Les normes européennes EN… constituent maintenant la base essentielle de la classification des nuances et des produits. Quand les normes européennes sont définitivement adoptées, elles sont transposées en France sous des numéros NF EN… avec un rappel de l’ancienne numérotation française pour le classement.
Le principe de la classification des produits concernant la totalité des aciers est donné par la norme NF EN 10020 ; elle est basée d’une part sur la composition chimique, d’autre part sur la distinction de classes de qualité.
On présente ainsi trois grandes catégories : les aciers non alliés, les aciers inoxydables puis les autres aciers alliés (tableau 1).
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HORI (S.), SUZUKI (M.), UNIGAWA (Y.) - Effect of carbon on the low temperature brittleness of iron. - J. Japan Iron Inst. Metals, n° 2, p. 138-414 (1980).
-
(2) - CONSTANT (A.), GRUMBACH (M.), SANZ (G.) - Les aciers utilisés dans la construction métallique. - Revue de Métallurgie, p. 637-48 (oct. 1973).
-
(3) - LAFRANCE (M.) - Propriétés d’emploi des tôles fortes en acier. - Les Éditions de la revue de métallurgie, Revue de Métallurgie (juin, juillet, août, oct. 1999, janv. et mars 2000).
-
(4) - MATSUBARA (H.), OSUKA (T.), KOSAZU (I.), TSUKADA (K.) - Optimisation of metallurgical factors for production of high strength high toughness steel plate by control rolling. - Trans. ISIJ, vol. 12, p. 435-43 (1972).
-
(5) - PICKERING (F.B.), GLADMAN (T.) - An investigation into some factors which control strength of carbon steels. - Metallurgical development in carbon steels. Iron Steel Institute Special Report, n° 81, p. 10, 25.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Le CODAP est le code des appareils à pression français, on peut se le procurer au CETIM à Senlis, mais il y a maintenant un code européen normalisé en 4 parties :
-
NF EN 12952 Chaudières à tubes d’eau ;
-
NF EN 12953 Chaudières à tubes de fumée ;
-
NF EN 13445 Récipients sous pression non soumis à la flamme ;
-
NF EN 13480 Tuyauteries industrielles.
EUROCODES
OTUA
HAUT DE PAGE
NF EN 10020 (09-00), Désignation et classification des nuances d’aciers.
NF EN 10025 (03-09), Produits laminés à chaud en aciers de construction.
NF EN 10149 (12-95), Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid.
NF EN 10111 (07-98), Bandes...
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