Types d’acier

Par aciers inoxydables, on entend tous les alliages à base de fer, chrome et carbone, qui contiennent éventuellement d’autres éléments comme Ni, Mo, Si, etc. dont la caractéristique principale est la résistance à la corrosion. Cette caractéristique est donnée par leur capacité de passivation en présence d’un environnement oxydant (c’est-à-dire même l’air). La passivation est la formation d’une couche invisible d’oxyde (variable en fonction de la composition chimique de l’acier, du traitement thermique et du type d’environnement oxydant) qui bloque l’oxydation successive et, de conséquenPar aciers inoxydables, on entend tous les alliages à base de fer, chrome et carbone, qui contiennent éventuellement d’autres éléments comme Ni, Mo, Si, etc. dont la caractéristique principale est la résistance à la corrosion. Cette caractéristique est donnée par leur capacité de passivation en présence d’un environnement oxydant (c’est-à-dire même l’air). La passivation est la formation d’une couche invisible d’oxyde (variable en fonction de la composition chimique de l’acier, du traitement thermique et du type d’environnement oxydant) qui bloque l’oxydation successive et, de conséquence, la corrosion et qui, si enlevée, se reforme spontanément.

Les classes en lesquelles ils se divisent:
• Aciers Austénitiques
• Aciers Martensitiques
• Aciers Ferritiques
• Aciers Duplex / Super Duplex


ACIERS AUSTÉNITIQUES
Il s’agit d’aciers inoxydables qui contiennent Cr (16 - 20%), Ni (7 - 18%) et, parfois, Mo (2 - 6%) avec une teneur de carbone généralement inférieure au 0,08%; la présence d’éléments stabilisants, comme le Ti par exemple, améliore ultérieurement la résistance à la corrosion, surtout à la corrosion intergranulaire et donne, en même temps, une plus forte résistance à la température élevée.

ACIERS MARTENSITIQUES
Ce sont des aciers au chrome (11% - 18%) qui contiennent, éventuellement, des petites quantités d’autres éléments. La caractéristique principale de ces aciers est l’aptitude à améliorer leurs propriétés mécaniques par un traitement thermique de trempe et de revenu.

ACIERS FERRITIQUES
Il s’agit d’aciers qui contiennent le chrome (12-27%) et le carbone en quantités généralement ≤ 0,20% avec, éventuellement, des petites quantités rajoutées d’autres éléments. Leur caractéristique principale est celle d’avoir une structure ferritique à n’importe quelle température et, de conséquence, de ne pas subir les augmentations des caractéristiques mécaniques à travers les traitements thermiques.

ACIERS DUPLEX / SUPER DUPLEX
Le mot Duplex dérive du fait que le matériel a une microstructure à deux phases, formées de graines d’acier inoxydable ferritique et austénitique incorporées dans le même matériel. Le mot Super Duplex représente l’acier duplex à hautes prestations, basé sur un élevé contenu de chrome, nickel et molybdène pour améliorer la résistance à la corrosion.

CLASSIFICATION DES ACIERS AU CARBONE
Les aciers que nous utilisons, visés par la norme d’exécution pour les raccords EN 10253-2, peuvent être classifiés selon deux modalités:

COMPOSITION CHIMIQUE:
• ACIERS AU CARBONE: P235TR1, P235TR2, P235GH, P265GH, P265GH, P265NL, P355NH, P355NL1, L290NB, L360NB, L360QB, L415NB, L415QB, L450QB.
• ACIERS FAIBLEMENT ALLIÉS, lorsque leur composition chimique est constituée d’éléments d’alliage (chrome, nickel, molybdène, etc.) en quantités inférieures au 5%, soit comme somme des éléments que comme valeur simple s’ils ne contiennent qu’un seul élément: 16Mo3, 13CrMo4-5.
ACIERS FORTEMENT ALLIÉS, lorsque leur composition chimique est constituée d’éléments d’alliage (chrome, nickel, molybdène, etc.) en quantités supérieures au 5%, soit comme somme des éléments que comme valeur simple s’ils ne contiennent qu’un seul élément: X11CrMo9-1, X11CrMoVNb9-1.

CONDITIONS D’EMPLOI:
ACIERS POUR L’UTILISATION À HAUTES TEMPÉRATURES: P235GH, P265GH, 16Mo3, 13CrMo4-5, P355NH.
ACIERS POUR L’UTILISATION À BASSES TEMPÉRATURES: P265NL, P355NL.
ACIERS À HAUTE LIMITE D’ÉLASTICITÉ: L290NB, L360NB, L415QB, L450QB.

TRAITEMENTS THERMIQUES
Un traitement thermique est l’opération, ou la succession d’opérations pour un traitement plus complexe, pendant laquelle l’acier est soumis à un ou plusieurs cycles thermiques, c’est-à-dire à des variations entre les limites déterminées par la température en fonction du temps. Généralement, un cycle thermique comporte un réchauffement à une température donnée, un maintien de cette température pendant un certain temps et, enfin, un refroidissement jusqu’à la température ambiante à travers des modalités différentes selon les effets souhaités.

NORMALISATION
La normalisation consiste en un réchauffement jusqu’à une température supérieure à AC3 (= température à laquelle, pendant le cycle de réchauffement, commence la formation d’austénite), pendant un temps suffisant à l’austénitisation complète du matériel, suivi d’un refroidissement en air calme ou mouvementé. Elle est généralement exécutée sur des morceaux bruts de traitement à chaud pour affiner et uniformiser le grain et préparer l’acier au mieux pour les traitements thermiques successifs.

RECUIT
Le but du recuit est celui d’adoucir l’acier pour le rendre convenable aux traitements mécaniques et/ou plastiques, d’éliminer les contraintes résiduelles et de détruire les effets d’une déformation plastique, d’un soudage ou d’un traitement thermique antérieur. Il existe plusieurs cycles de recuit, (subcritique, isotherme), dont le choix dépend de la dureté et des structures nécessaires au type de traitement.

TREMPE
Le traitement de trempe comprend un réchauffement d’austénitisation, suivi d’un refroidissement rapide jusqu’à une température inférieure à MS (= température à laquelle, pendant le refroidissement, commence la transformation de l’austénite en martensite) pour permettre la transformation en martensite, une structure ayant une dureté et une fragilité élevées.

REVENU
La trempe crée un acier très dur avec des faibles caractéristiques de ténacité. Il faut donc recourir à un traitement successif qui en modifie, plus ou moins fortement, la structure martensitique de trempe, en éliminant les contraintes et les fragilités. Ce traitement, appelé revenu, comprend un réchauffement à une température inférieure à AC1 (température à laquelle, pendant le réchauffement, l’austénite commence à se former), un maintien de cette température pendant un certain temps et, enfin, un refroidissement par un moyen approprié jusqu’à une température ambiante.

SOLUBILISATION
La solubilisation consiste en un réchauffement à une température généralement comprise entre les 1000 et les 1100°C, avec un maintien de cette température suffisant à éliminer les altérations structurelles provoquées par les traitements antérieurs et à réaliser une «solubilisation», possiblement complète, des carbures dans l’austénite; le refroidissement successif, en air ou en eau, doit être rapide en superficie pour empêcher la précipitation des carbures qui, pendant un refroidissement lent, a lieu entre les 450 et les 850°C environ.
Par ce traitement on obtient l’adoucissement maximal des aciers inoxydables austénitiques.

RECUIT ISOTHERME
Le recuit isotherme consiste en le réchauffement, à la normale température de trempe, suivi d’une extinction rapide dans un bain de sels à température supérieure à MS, de presque 10°-30° jusqu’à la transformation complète de l’austénite.

RECUIT DE DÉTENTE
Pour diminuer ou, possiblement, éliminer les contraintes résiduelles créées par la trempe en gardant une dureté élevée, les aciers de cémentation ou autotrempants sont soumis au traitement de recuit de détente, qui consiste au réchauffement à des températures inférieures aux 250°C. Dans ce cas, il n’y a pas de changements structurels notables.