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Acier Flashcards

Maitriser Acier

1
Q

Définition du minerai

A

Substance contenant des minéraux (oxydes et sulfures) utiles en proportions suffisantes, qui demandent une élaboration physique, chimique ou thermique, pour être utilisée par l’industrie.

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2
Q

Les types de minerai

A

Hématite
Taconite
Magnétite
Limonite

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3
Q

Étape 1 de production de l’acier

A
  1. Extraction du minerai
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4
Q

Étape 2 de production de l’acier

A
  1. Procédé de fonte de première fusion:
    -a)Utilisation agent réducteurs (monoxyde de carbone) capter l’oxygène combiné avec le fer
    -c)Utilisation d’un élément fondant, la chaux capter impurreté dans l’acier laitier
    -d)Action très importante de l’air
    - Fournit de l’oxygène pour la combustion du coke
    - Permet la réduction de l’oxyde de fer
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5
Q

Caractéristiques de la fonte

A
  • 95 % de fer, 3 à 5 % de carbone et des
    impuretés
  • Peu résistante et très fragile (trop de carbone)
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6
Q

Coke

A

Combustible artificiel solide provenant de
la distillation à haute température de matières volatiles, la plupart du temps on utilise le charbon.

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7
Q

Étape 3 de production de l’acier

A

Procédé d’affinage et de coulage objectif diminuer la quantité d’impuretés et de carbone en les combinant avec l’oxygène

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8
Q

Coulage en lingots

A
  • Contenu du four transféré dans des moules en forme de lingots
  • Après refroidissement partiel des lingots,
    trempage dans un bassin à 1200 °C pour
    refroidissement uniforme et matériau homogène
  • Lingots complètement refroidis transformés ultérieurement en produits semi-finis par laminage
  • Technique aujourd’hui peu utilisée car exige plus de travail et acier obtenu moins homogène
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9
Q

Étape 4 de production de l’acier

A

Laminage à chaud:
- Provoque une augmentation temporaire du nombre de joints de grains
- Structure cristalline initiale revient après
refroidissement
- Pas de hausse de l’entrave au déplacement donc pas de modification de résistance et de ductilité
Laminage froid :
- Provoque une augmentation permanente du nombre de joints de grains
- Hausse l’entrave au déplacement donc matériau plus résistant et moins ductile

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10
Q

Composantes principales

A

 Fer : > 95 %
 Carbone : 0,16 à 0,28 %
 Manganèse : 0,3 à 1,65 %

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11
Q

Effet du carbone

A

augmenter la résistance et la dureté de l’acier
mais réduire sa ductilité et sa résilience

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12
Q

Ductilité

A

Propriété d’un matériau qui peut subir
une déformation permanente sans rupture ni fissure, sous l’effet d’un effort de traction

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13
Q

Résilience

A

Propriété d’un matériau à résister à
des impacts répétés
- A haute température l’acier est résilient (rupture
ductile), à basse température l’acier perd sa
résilience (rupture fragile)

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14
Q

Si bcp de carbone dans l’acier…

A

plus difficilement soudable

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15
Q

Effet manganèse dans l’acier

A

rendre l’acier plus soudable, malléable et résilient

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16
Q

Soudabilité

A

capacité d’un matériau à être soudé

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17
Q

Malléabilité

A

capacité de déformation lors d’un
traitement qui modifie la structure ou la
composition du matériau (laminage)

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18
Q

si acier avec beaucoup de manganèse
(1,0 à 1,4%)….

A

possède une bonne résistance à l’impact
(bonne résilience)

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19
Q

Composantes secondaires

A

Chrome:
- Améliore la trempabilité et la résistance à la corrosion
- Cuivre :
Améliore la résistance à la corrosion
-Aluminium ou silicium :
Eléments désoxydants pour retirer l’oxygène de l’acier (réaction d’oxydation à l’affinage)
-Molybdène :
- Améliore la résistance à température élevée et aussi la résistance à la corrosion
-Nickel : 0.25 à 1.5 %
- Procure une meilleure résilience (résistance aux impacts répétés) à basses températures

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20
Q

Classifications

A

non-alliés
faiblement alliés
alliés

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21
Q

Aciers non alliés
Détails

A

(sans composante secondaire)
- Acier au carbone ordinaire
- Acier au carbone à haute résistance
- On les appelle les aciers au carbone, ce sont les plus simples à produire et les moins coûteux
- Anciennement utilisés pour les aciers structuraux

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22
Q

Aciers faiblement alliés
Détails

A

(avec composantes secondaires)
- Acier haute résistance
- Acier résistant à la corrosion (Cr, Cu, Ni)
- Acier traité thermiquement
- Ils possèdent une limite élastique plus élevée que les aciers non alliés ou au carbone
- Utilisés aujourd’hui pour aciers structuraux

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23
Q

Aciers alliés Détails

A

(avec composantes secondaires)
- Aciers de très haute résistance ayant subi un traitement thermique (recuit, trempe et revenu)
- Pour la fabrication de barres, de ronds ou de pièces forgées
- On les utilise aussi pour la fabrication d’outils (mèches, pièces de forage et de coupes, pièces soumises à hautes températures)

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24
Q

Produits finis les types de profilés

A

-Profilés en I et à ailes parallèles
-Profilés en C (ouprofilés en U)
-Profilés en T
-Cornières en L à ailes égales ou inég
-Tubes
-Profilés soudés
-Produits plats laminés
-Palplanches
-Câbles, torons et tiges
-Armatures
-Boulons
-Goujons

25
Goujons utilité
assurer la liaison entre la dalle de béton et les éléments de support en acier
26
Boulons utilité
Pour fixer mécaniquement différents profilés en acier
27
Armatures
Pour les ouvrages en béton armé
28
-Profilés en I et à ailes parallèles constitution et dénominations
Constitués de 1 âme et 2 ailes parallèles Dénomination - W : normal - M : spécial - HP : profondeur égale à la largeur (d = b) - S : face intérieure des ailes est inclinée de 17 % - Exemple profilé W530x138 (d x m), 530 correspond à la profondeur en mm et 138 à la masse en kg/m linéaire
29
-Profilés en C (ouprofilés en U) détails et dénominations
Constitués de 2 ailes raccordées à l’âme en leur extrémité Dénomination C ou MC - Exemple profilé C250x37 (d x m), 250 correspond à la profondeur en mm et 37 à la masse en kg/m linéaire
30
-Cornières en L à ailes égales ou inég détails et dénominations
Produits laminés avec 2 ailes perpendiculaire Dénomination L - Exemple L 127x89x13 (d x b x t) - Cornière petite, leur masse est de moindre importance lorsqu’on les choisit donc pas dans leur appellation
31
-Tubes détails et dénominations
Tubes sans joint et tubes soudés Dénomination HSS - Exemple HSS 127x127x6,35 (d x b x t profilé prismatique, ou d x t profilé circulaire) - Catégorie H : formés à chaud - Catégorie C : formés à froid
32
-Profilés soudés détails et dénominations
Les ailes sont reliées perpendiculairement à l’âme en leur milieu par des cordons de soudure Dénomination (abaques disponibles) - I avec ailes égales : WWF - I avec ailes inégales : WRF
33
-Produits plats laminés utilités
Tôles pour coffrage, couverture(toit) et bardage (mur)
34
-Palplanches
Retenues des sols ou de l'eau
35
-Câbles, torons et tiges utilités
les ouvrages en béton précontraint
36
Profilés en T détails et dénominations
Profilés en T Obtenus en coupant longitudinalement, au centre de l’âme, des profilés en I à ailes parallèles Dénomination WT - Exemple WT230x53 (d x m) - Exemple : profilé W460x106 donne 2 WT230x53
37
Comportement des Propriétés mécaniques de l'acier
Varie selon alliages et nuances
38
Décrire le Comportement en traction de l’acier
- Phase linéaire élastique - Phase plastique qui comprend un plateau plastique et une zone d’écrouissage - Phase de rupture avec la striction (réduction de la section d’acier à un endroit localisé) - Rupture
39
Résistance à la traction limites et contraintes
- Contrainte de rupture (Fu), de 350 à 700 MPa - Limite élastique (Fy), de 300 à 600 MPa - La limite élastique (Fy) correspond à la contrainte au-dessus de laquelle l’acier subit des déformations permanentes
40
Structure cristalline de l’acier
- Lors de la solidification de l’acier (refroidissement), les cristaux se forment sans avoir la même orientation - A l’intérieur de chaque cristal, les atomes adoptent une disposition très ordonnée - Jonction des cristaux appelée joint de grain - Lors de l’application d’une charge, il y a des glissements entre les cristaux aux joints de grain qui entravent le déplacement
41
Coulage en continu
- Contenu du four transféré en continu dans des moules en forme de produits semi-finis (exemples : blooms, billettes et brames, etc.)
42
Caractéristiques des lingots de certains types d'acier
a) Effervescents b) Bloqué Utilisation d'un agent désoxydant: sillicium/aluminium c) semi-calmé d) calmé
43
Résistance à la fatigue
= capacité de l’acier à éviter la formation d’une fissure dans une zone où les sollicitations sont appliquées de manière cyclique
44
Résistance aux incendies
- Perte de résistance mécanique et --augmentation ductilité de l’acier qui se produit à partir d’une température de 250°C, très importante à 550°C - Utilisation de membrane ou de cloisons coupe feu pour retarder le transfert de chaleur Épaisseur de vermiculite et de plâtre -13 mm, protection de 1/2h avant 550°C -50 mm, protection de 4h avant 550°C
45
Propriétés physiques
-Varient ‘‘pas’’ selon alliages et nuances -Densité et masse volumique= 7.85 -Coefficient de dilatation thermique = 11.7 x10-6 m/m/°C -Coefficient de poisson Rapport de la déformation transversale sur la déformation longitudinale lors d’un chargement -u = et/el = 0,3 -Module d’élasticité ou module de Young - Pente de la droite lorsque la déformation unitaire de l’éprouvette est directement proportionnelle à la contrainte - E = 200 000 MPa
46
Fluage
Déformation différée (en fonction du temps) d’un matériau lorsqu’il est soumis à une contrainte constante
47
Définition Nuance
 Permet de distinguer les différents types d’acier par leurs caractéristiques chimiques et mécaniques
48
Type W
: aciers soudables  Conviennent aux constructions soudées - Éléments de charpente dans les bâtiments
49
Type WT
aciers soudables à résilience améliorée  Conviennent aux constructions soudées qui doivent avoir une bonne résilience à basses températures - Surtout utilisés dans les ponts
50
Type R
: aciers patinables  Offrent une résistance à la corrosion atmosphérique - Tôle mince pour revêtement extérieur de bâtiment
51
Type A
: aciers patinables et soudables  Combinaison type W et type R
52
Type AT
: aciers patinables et soudables à résilience améliorée plus une bonne résilience à basses températures que type A - Pour les ponts et le matériel de transport
53
Type Q
: aciers faiblement alliés, trempés et revenus  Limite élastique élevée, évite aussi l’altération de l’acier lors des soudures - Pièces de charpentes légères de grandes résistances
54
Type QT
: aciers faiblement alliés, trempés et revenus à résilience améliorée  Similaire au type Q avec en plus une bonne résistance à la rupture fragile et une bonne résilience à basse température - Pièces de charpentes légères de grande résistance (ponts et grues) et matériel de transport
55
Dénomination complète d’un élément de construction en acier  Exemple acier: 400W indique
un fy=400 MPa et une nuance W
56
Avantages
Qualité et légèreté Préfabrication et rapidité du montage Facilité de transformation et de démontage Résistance à la corrosion Multiplicité d’alliages Recyclage
57
Désavantages
Coût de fabrication
58
Essais duretés
Brinell et vickers

Matériaux (7 decks)

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