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Matériaux > Acier > Flashcards

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
Q

Goujons utilité

A

assurer la liaison entre la dalle de
béton et les éléments de support en acier

26
Q

Boulons utilité

A

Pour fixer mécaniquement différents
profilés en acier

27
Q

Armatures

A

Pour les ouvrages en béton armé

28
Q

-Profilés en I et à ailes parallèles
constitution et dénominations

A

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
Q

-Profilés en C (ouprofilés en U)
détails et dénominations

A

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
Q

-Cornières en L à ailes égales ou inég
détails et dénominations

A

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
Q

-Tubes détails et dénominations

A

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
Q

-Profilés soudés détails et dénominations

A

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
Q

-Produits plats laminés utilités

A

Tôles pour coffrage, couverture(toit) et bardage (mur)

34
Q

-Palplanches

A

Retenues des sols ou de l’eau

35
Q

-Câbles, torons et tiges utilités

A

les ouvrages en béton précontraint

36
Q

Profilés en T détails et dénominations

A

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
Q

Comportement des Propriétés mécaniques de l’acier

A

Varie selon alliages et nuances

38
Q

Décrire le Comportement en traction de l’acier

A
  • 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
Q

Résistance à la traction limites et contraintes

A
  • 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
Q

Structure cristalline de l’acier

A
  • 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
Q

Coulage en continu

A
  • Contenu du four transféré en continu dans des
    moules en forme de produits semi-finis
    (exemples : blooms, billettes et brames, etc.)
42
Q

Caractéristiques des lingots de certains types d’acier

A

a) Effervescents
b) Bloqué
Utilisation d’un agent désoxydant: sillicium/aluminium
c) semi-calmé
d) calmé

43
Q

Résistance à la fatigue

A

= capacité de l’acier à
éviter la formation d’une fissure dans une zone
où les sollicitations sont appliquées de manière
cyclique

44
Q

Résistance aux incendies

A
  • 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
Q

Propriétés physiques

A

-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
Q

Fluage

A

Déformation différée (en fonction du temps)
d’un matériau lorsqu’il est soumis à une
contrainte constante

47
Q

Définition Nuance

A

 Permet de distinguer les différents types d’acier par leurs caractéristiques chimiques et mécaniques

48
Q

Type W

A

: aciers soudables
 Conviennent aux constructions soudées
- Éléments de charpente dans les bâtiments

49
Q

Type WT

A

aciers soudables à
résilience améliorée
 Conviennent aux constructions soudées
qui doivent avoir une bonne résilience à
basses températures
- Surtout utilisés dans les ponts

50
Q

Type R

A

: aciers patinables
 Offrent une résistance à la corrosion
atmosphérique
- Tôle mince pour revêtement extérieur de
bâtiment

51
Q

Type A

A

: aciers patinables et soudables
 Combinaison type W et type R

52
Q

Type AT

A

: 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
Q

Type Q

A

: 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
Q

Type QT

A

: 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
Q

Dénomination complète d’un élément
de construction en acier
 Exemple acier: 400W indique

A

un fy=400 MPa et une nuance W

56
Q

Avantages

A

Qualité et légèreté
Préfabrication et rapidité du montage
Facilité de transformation et de démontage
Résistance à la corrosion
Multiplicité d’alliages
Recyclage

57
Q

Désavantages

A

Coût de fabrication

58
Q

Essais duretés

A

Brinell et vickers

Matériaux (7 decks)

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