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Acier : définition et propriétés

Est appelé acier, un matériau contenant en masse plus de fer que tout autre élément, dont la teneur en carbone est généralement inférieure à 2 % et qui contient d’autres éléments métalliques ou non.

L’acier est élaboré de deux manières différentes :

- dans un haut fourneau à 1 200 °C, production de fonte à partir du minerai de fer naturel trouvé dans le sol en présence du coke utilisé comme réducteur ; un convertisseur à oxygène permet la conversion de la fonte en acier ; cet acier dit sauvage est affiné et sa composition chimique ajustée par décarburation et addition d’éléments chimiques (mise à nuance) ;

- dans un four électrique puissant avec production d’acier liquide à partir de ferrailles récupérées et fondues, cette technique est plus économique.

Après mise en nuance, l’acier liquide est solidifié par moulage en coulée en lingots, ou en coulée continue. Ce dernier procédé, le plus usité actuellement, permet l’obtention directe des demi-produits (brames, blooms, billettes),  ébauches des formes finales attendues, sans nécessité d’un passage au laminoir dégrossisseur. 

Ensuite, d’autres étapes de laminage à chaud, puis à froid, transforment les demi-produits en produits finis. L’acier est alors exploitable et disponible à la géométrie souhaitée et sous une épaisseur très fine.

L’acier peut être classé selon sa composition chimique, ses éléments d’alliages et ses traitements :

- acier non allié pour lequel les teneurs en éléments d'alliage, à l'exception du carbone, sont inférieures à 1,65 % pour le manganèse, à 0,50 % pour le silicium, et à des valeurs plus faibles, toutes inférieures à 0, 40 % pour les autres éléments (norme NF EN 10020) ; 

- acier inoxydable contenant au minimum 10,5 % de chrome et au maximum 1,2 % de carbone (résistance à la corrosion) ;

- acier galvanisé sur lequel un bain chaud de zinc a été appliqué (protection contre la corrosion) ;

- acier rapide chargé en éléments comme le tungstène ou le molybdène qui favorisent la création de carbures très durs (pour outils à coupe à grande vitesse) ;

- acier allié (autre qu’acier inoxydable) pour lequel sa teneur en éléments d'alliage est supérieure aux limites fixées pour les aciers non alliés (norme NF EN 10020)

Une classification selon les principales classes de qualité définies par les principales caractéristiques d’applications peut également être retenue :

- aciers de qualité alliés avec des exigences de propriétés spécifiées de ténacité, de grosseur de grain et/ou de formabilité ;

- aciers spéciaux non alliés présentant une plus grande pureté vis-à-vis des inclusions non métalliques et répondant à des exigences sévères (élasticité ou trempabilité élevées, aptitude au formage à froid, à la soudabilité).

Réputé pour ses propriétés élastiques, ductiles et résistantes à la rupture, l’acier est grandement utilisé comme matériau de construction, assez coûteux mais performant et de mise en œuvre aisée. Nuance, qualité, facteurs d’influence mécanique (écrouissage, traitements thermiques…), sont alors autant de critères de choix décisifs. La résistance élevée de l’acier de construction rend possible les ossatures élancées et aérées, pour un encombrement faible et des charges réduites.

Acier dans l'actualité

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Acier dans les ressources documentaires

  • Article de bases documentaires
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  • 10 févr. 2019
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  • Réf : C2541

Les aciers dans les enveloppes des bâtiments

Exécutées à partir d’aciers galvanisés, prélaqués, inoxydables, autopatinables ou émaillés, les façades en acier ont connu un engouement moins rapide que les toitures métalliques qui apportaient des solutions immédiates aux problèmes de couvertures des grands bâtiments, sans changer drastiquement leur écriture architecturale. D’abord réservés aux bâtiments industriels, les murs en acier ont peu à peu conquis les autres segments de la construction pour s’imposer, aussi bien dans les bâtiments neufs, que dans les réhabilitations des façades. Ce succès s’explique, tant par la variété des solutions techniques qui permettent de répondre aux impératifs d’isolations thermiques et acoustiques requises par les règlements en vigueur, que par la pérennité des produits disponibles dont les déclinaisons de formes et de couleurs offrent un très large choix aux concepteurs.

  • Article de bases documentaires
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  • 10 déc. 2018
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  • Réf : M7402

Haut fourneau

Le haut fourneau constitue actuellement l'outil de base de la filière de production des aciers à forte valeur ajoutée. Son fonctionnement est maintenant bien connu et la technologie a atteint un haut niveau de maturité. Cet article traite des principes généraux de fonctionnement du haut fourneau et aborde les points suivants : le schéma global de fonctionnement, monodimensionnel puis bidimensionnel, sa modélisation thermochimique par bilan étagé, le fonctionnement de la zone des tuyères, notamment l'injection de charbon, le fonctionnement du creuset ainsi que sa vidange. Enfin sont présentés les modèles numériques décrivant le haut fourneau dans sa globalité.

  • Article de bases documentaires : RECHERCHE ET INNOVATION
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  • 10 déc. 2019
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  • Réf : RE283

Nouvelle approche de la fragilisation par l’hydrogène

Le problème de la fragilisation par l’hydrogène demeure actuel malgré la mise en place de normes et de spécifications pour éviter les ruptures différées. Pour y remédier, on effectue des traitements de dégazage, après les traitements de surface par voie chimique ou électrolytique, dont la durée minimum de « dégazage » est uniquement fixée en fonction de la résistance mécanique à la rupture de l’acier.  Si des problèmes persistent, cela veut probablement dire qu’il existe des parts d’ombre dans la compréhension des mécanismes de désensibilisation à la fragilisation. Cet article permettra de développer une nouvelle approche de l’interprétation de l’effet bénéfique du traitement de « dégazage ».

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 07 avr. 2012
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  • Réf : 0810

Devez-vous mesurer ou contrôler votre produit ?

Cette fiche vous permettra de faire la différence entre les différents outils métrologiques, afin de disposer du moyen de contrôle ou de mesure le plus approprié pour le contrôle qualité de votre produit.

Comment déterminer le type de contrôle ou de mesure à mettre en œuvre pour votre produit ?

Les points suivants seront abordés :

  • Quelle est la différence entre mesure et contrôle ?
  • Pourquoi mesurer ou contrôler ?
  • Comment savoir si mon produit fera l’objet de contrôles réglementés ?
  • Quels sont les moyens de mesures ?
  • Quel type de contrôle dois-je mettre en œuvre ?

Un outil incontournable pour comprendre, agir et choisir- Nouveauté !

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 22 avr. 2020
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  • Réf : 1237

Le transport en colis : quelles obligations pour les emballages et grands emballages ?

Le transport des marchandises dangereuses nécessite de choisir des contenants adaptés à la matière à transporter, en fonction des contraintes techniques de livraison et des caractéristiques de la matière.

Quels sont les types de contenants autorisés ? Comment choisir le contenant le plus adapté ?

100 fiches actions pour auditer et améliorer vos réponses aux obligations liés aux produits ou substances chimiques : santé et sécurité, usages, scénario d’exposition, autorisations, restrictions, étiquetage…

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 19 févr. 2015
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  • Réf : 1439

Quelques tests d’hypothèses usuels

Le métrologue est confronté à de nombreuses questions liées à l’utilisation des données dont il dispose. Lorsqu’il évalue une répétabilité, il doit s’assurer de l’homogénéité des données qu’il a collectées. Lorsqu’il veut comparer deux moyennes ou deux écarts-types, il doit aussi savoir tenir compte du fait qu’il ne manipule que des estimations. De ce fait, il doit aussi savoir considérer les intervalles de confiance des paramètres estimés. De même lorsqu’il veut statuer quant à une conformité (comparaison d’une estimation à une limite), il doit également considérer le doute associé à l’estimation. Cette fiche décrit les principaux tests nécessaires au quotidien du métrologue.

Les fiches pratiques répondent à des besoins opérationnels et accompagnent le professionnel en le guidant étape par étape dans la réalisation d'une action concrète.


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