Ernst Pierre Grignard Antoine Niessen Damien Tiquet Alexandre
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Ernst Pierre Grignard Antoine Niessen Damien Tiquet Alexandre
L’acier Ernst Pierre Grignard Antoine Niessen Damien Tiquet Alexandre L’acier inoxydable Introduction • Alliage fer-carbone + essentiellement du chrome • Grande résistance à la corrosion • Très bonnes propriétés mécaniques Mise en œuvre d’un acier inoxydable • Elément responsable de l’oxydation : Chrome • Oxydation créant une peau à la fois transparente 4 Cr + 3 O2 → 2 Cr2O3 2 Ni + O2 → 2 NiO Les types d’aciers • • • • • Les ferritiques Acier réfractaire, intéressant en présence de souffre Utilité : ustensile de cuisine de qualité médiocre Les austénitiques Très bonne résistance chimique et mécanique Les plus nombreux Utilité : ustensile de cuisine de bonne qualité Les types d’aciers • • • • Les martensiques Résistance mécanique importante Les austéno-ferritiques Résistance à la corrosion intergranulaire excellente Comportement mécanique semblable aux aciers de construction DEUX transformations Pollution • 2 avantages principaux • Recyclable • Corrosion Usinage • Mauvais conducteur de la chaleur • Résistance mécanique élevée • Travail doit être suivi d’un recuit et d’un décapage permettant de profiter de la résistance à la corrosion Usinage • Les aciers ferritiques et surtout martensitiques s’usinent pratiquement de la même manière que les aciers de constructions classiques • Les aciers austénitiques ont un faible Re, un allongement important et une forte aptitude à l’écrouissage ce qui oblige à modifier parfois de manière très importante les conditions d’usinage par rapport aux aciers de constructions classiques Inox et santé • Utilisé dans les domaines alimentaires et médicaux http://www.ugitech.com/index.php?id=5465&L=3 L’acier auto-patinable Généralités Plusieurs noms: • Corten : Metalco • Indaten : ArcelorMittal • Diweten : Dillinger Hütte GTS • Découvert en 1932 • Utilisé en 1960 Composition Alliage moins de 1% • Garde propriétés fondamentales • Limite élastique augmente Formation de la patine • Optimale si alternance entre temps humide et sec • Formation de 3 à 4 ans • Vitesse varie en fonction des conditions climatiques • Couleur varie en fonction des conditions géographiques Test à la corrosion • Sur une période de 12 mois, comparaison entre un acier classique (S235J) et l'acier Indaten 355A • Perte de poids : 40% inférieure à celle de l'acier pris comme référence Applications Centre culturel de Zamora en Espagne Applications Viaduc du Verrand dans les Alpes à Courmayeur Soudage de l’acier Pourquoi soude t’on ? Moyen d’assemblage le plus sûr et le plus économique pour : • l’assemble de barres • de tubes • de profilés • de cornières • de plats • de tôles épaisses ou fines... Avantages du soudage, par rapport aux autres techniques d’assemblage • Assure une continuité métallique de la pièce • Répond à des sollicitations élevées • durable • Peut assurer l’étanchéité de la pièce soudée. • rapide, économique Pour souder il faut : • Connaître la soudabilité des matériaux à assembler • Le procédé de soudure, type de métal d’apport, flux, nombre de passes, vitesse • préparer des chanfreins de soudure, outillage de maintien • connaître le type de joint • connaitre l’environnement, la position du soudeur par rapport à l’assemblage • …… Soudabilité d’un acier La soudabilité d’un acier au carbone dépend : De sa composition chimique (notamment de son carbone équivalent) Acier de construction = majoritairement soudable car faiblement alliés + faible en carbones (c%<0,5) => nécessitent pas ou peu de préchauffage, ou autres soins particuliers. But Obtenir un cordon : • le plus homogène possible • le plus sain • de propriétés mécaniques proches du matériau soudé • sans fissures • le plus régulier • qualité certaine Les procédés de soudure Soudage à l’arc • Baguette enrobée. • MIG (sous gaz inerte) – MAG (sous gaz CO2) • TIC, avec ou sans métal d’apport Soudure par points très utilisé pour la soudure de tôle fine non revêtue Soudure au chalumeau (Peu, voir pas utilisé pour la soudure de l’acier en construction) Cas particulier Inox • La zone de soudure doit être obligatoirement protégée de l’oxygène ambiant (grâce a un gaz type argon) pour éviter la formation d’oxyde de chrome Aciers revêtus (galvanisé, zingués, peints) • On peut souder directement des aciers revêtus, mais le résultat n’est pas optimal. Dans la plupart des cas, on cherchera d’enlever le revêtement à l’endroit et à proximité du joint. La résistance de l’acier face aux incendies Alexandre Tiquet Conséquences directes Une augmentation de la température engendre notamment : -> Une diminution du module de Young (E) -> Une diminution de la limite d’élasticité (Re) -> Une variation de la structure de l’acier: • Avant 727°: mélange de ferrite (structure cubique centrée) et de cémentite. • Après 727°: le fer a une structure cristalline nom mée austénite (cubique à faces centrées). Pour une teneur en carbone comprise entre 0,022% et 2,11% Avantages / inconvénients Avantages : • Incombustible (-> pas de fumée toxique) • Bonne ductilité (~20%) • Retrouve ses performances d’origine après refroidissement. • Matériau prévisible. • Matériau homogène. Inconvénients : • Conductivité thermique élevée (45 W·m-1·K-1) • Tendance à perdre assez vite ses propriétés mécaniques avec la température. Températures critiques • Poutres hyperstatiques : 570°C • Poutres isostatiques et éléments tendus : 540°C • Eléments comprimés : 500°C • Eléments soumis à la flexion et compression axiale : 500°C 5 min 10 min 30 min 60 min 576°°C 678 °C 842 °C 945 °C 90 min 1006 °C 120 min 1049 °C 240 min 1153 °C ISO 834 Solutions d’amélioration • Les constructions mixtes (R120): associer béton et acier sous forme de fibre ou d’acier traditionnel . • Enduis/crépis ou peintures dits « intumescents ». • Par plaques. • Intégration dans les éléments de séparation (façades, cloisons, plafonds). • Placer une structure a l’extérieur du bâtiment (~R120), attention aux fenêtres ! • Par flocage (projection d’un mélange + liant) • Par irrigation où de l’eau froide circule au sain des profils creux. • ... Enduis intumescent: Peinture / crépis Par plaques: Construction mixtes: R120 Par flocage: Par intégration: Plafonds suspendus Maçonnerie (partiel) Structure externe: Maçonnerie Cloisons ~R120