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