acier Flashcards
quels sont les 5 étapes de la fabrication de l,acier?
1- traitement du minerai de fer
2- production de la fonte dans un haut-fourneau
3- affinage de la fonte dans des fours à oxygène ou fours électriques
4- coulée de l,acier
5-laminage
qu’est-ce qui nous intéresse dans le minerai de fer
oxyde de fer
quest-ce qu’on retrouve dans le haut-fourneau
minerai
chaux
coke
a quoi sert chacune des composantes dans le haut fourneau
minerai : oxyde de fer
chaux: catalyseur
coke: permet d’augmenter la température très haute
comment nomme t on le résultat suite au haut-fourneau
fonte de première fusion
ques ce qu’on obtient comme composantes apres le haut fourneau
CO2
Fonte (carbone+fer)
laitier
(coke a brûlé)
à quoi sert l’affinage du métal?
le purifier
décrire les fours a oxygène en marche basique
1- ajouter la ferraille et la fonte liquide
2- souffler l’oxygène
3- prendre les mesures ( laitier et fonte séparés)
nommez les deux types de coulée
lingot et continue
quels sont les compositions chimiques principales de l’acier
fer (95%)
carbone(0,05 a 0,26%)
manganèse (0,50% à 1,75%)
Autres éléments chimiques de moindre importance (Cr –> acier patinable: 0,1 à 0,9%; inox: jusqu‘à 12%, Cu –> corrosion, Ti –> aciers à haute résistance)
quel est l’influence du carbone dans l’acier
si on augmente le carbone, on augmente la résistance et la dureté mais on diminue la ductilité et la résilience
nommez les types de profilés
Profilés en I (W,M,HP,S)
Profilés en C (C,MC)
Profilés en T (WT)
Cornière, L
Nommez les profilés soudés
WWF
WRF
WWT (WWF/2)
Ques ce que la corrosion
Détérioration du fer par la réaction du métal avec
l’eau et l’oxygène et formation d’un oxyde de fer hydraté
Décrire les 3 phases d’une courbe contraintes déformations
Phase élastique
Phase plastique
Phase de rupture
Point de striction c’est quoi?
Réduction visible et très localisé de la section d’éprouvette a l’endroit a se produire la cassure
dans la phase plastique comprend deux moment différents c’est quoi?
Plateau plastique et écrouissage
bcp de déformation pour peu de charge
quels essais mesurent la dureté?
essai Vickers (pyramide --> mesure diamètre/étalement) essai rockwell (pyramide --> mesure profondeur) essai Brinell (bille --> mesure diamètre/étalement)
quel essai pour la mesure de la résilience et que dont-on retenir?
essai charpy
Plus la résilience est élevée, moins le matériau est fragile
les types de four de raffinage
four électrique, four à oxygène en marche basique et four à réverbère
Définir résistance
Limite de l’acier avant de rompre
Définir dureté
En lien avec la surface. (Test: appuyer avec une pointe sur le matériau et mesurer la marque laissée)
Définir ductilité
Déformation du matériau sous contrainte, s’il à tendance à beaucoup se déformer avant de casser. Capacité à subir de grandes déformations plastique avant la rupture.
Définir résilience
Tenacité, capacité à emmagasiner de l’énergie, à résister aux chocs.
Dans quel groupe de classification sont les aciers structuraux?
Acier faiblement alliés
*ils sont résistants à la corrosion atmosphérique
Quel est la densité de l’acier ?
7850 kg/m3
Quel est le coefficiant de dilatation thermique de l’acier
11.7 x 10-6 mm/mm/Celsius
Quel est le module d’élasticité de l’acier
200 000 MPa
Quels sont les trois phase des la fatigue de l’acier?
1: Amorcage de la fissure
2. Propagation stable de la fissure
3. Propagation rapide
Quel lettre identifie un acier soudable ?
W
Quel est le type d’acier réprésenté par WT
soudable à résilience améliorée
Quel est le type d’acier réprésenté par R
Acier patinable –> Couche protectrice en surface (résistance améliorer à la corrosion)
Quel est le type d’acier réprésenté par A
patinable et soudable
Quel est le type d’acier réprésenté par AT
patinable, soudable et résilience améliorée
Quel est le type d’acier réprésenté par Q
faiblement alliée, trempés et revenus (Trempe rend souvent matériau trop fragile, alors on le réchauffe un peu, pour relâcher les contraintes internes)
Quel est le type d’acier réprésenté par QT
faiblement alliées, trempés, revenus et a résilience amélioré
Avantages et désavantages poutres préfab?
Avantages: Gagne du temps et de l’argent
Désav: Tout prévoir d’avance, difficile de corriger au chantier
Qu’est-ce qu’est la portée?
Partie libre entre deux piles
Avantages et désavantages de l’innox? (ajout de chrome)
Avan: Ne rouille pas ou peu et très lentement
Désamv: Difficile à souder et très cher
Quel est le pourcentage de métaux ferreux et non ferreux dans l’acier?
90% ferreux et 10% non ferreux
Quel est le défi lors de la coulée?
Refroidir l’acier lorsque l’on coule des lingots.
La peau refroidit plus vite que le centre, on coule l’acier dans un moule
Caractéristiques de la coulée continue
Produit semi-fini, tout est calculé pour refroidir
uniforme.
Le but est de bien contrôler les grains pour contrôler les propriétés du produit et on se spécialise dans une sorte d’un produit semi-fini, difficile de changer la manière.
quels sont les 4 caractéristiques des lingots d’acier
effervescent
bloqué
semi calmé
calmé
qu’est ce que la fatigue de l’acier dans les cas en génie civil
La fatigue est caractérisée par une étendue de variation de contrainte inférieure à la limite d’élasticité du matériau.
décrire les deux stages de propagation des micro fissures
stage 1: propagation en cisaillement
stage 2: propagation perpendiculaire à l’axe de chargement( ouverture des fissures)
quels sont les deux nuances les plus utilisés au Canada adj?
G40.21-350W BATIMENTS
G40.21-350AT PONTS
A quoi servent les classifications de nuances
afin de faciliter le choix des matériaux
et leur identification lors du dimensionnement
Comment le laminage affecte les grains et quel son influence?
En passant les grains dans les rouleaux, on oriente les grains pour les mettre dans le même sens (même sens de travail). On ordonne les grains. En fonction du sens du laminage, le matériau n’aura pas les mêmes propriétés
Dans quel sens est-il préférable de travailler pour l’essai de flexion? (par rapport au laminage)
Essai de flexion: plus fort quand les grains travaillent dans le sens du laminage
Effets de la teneur en carbone?
Une augmentation de carbone
augmente la résistance et la dureté, mais
diminue la ductilité et la résilience et inversement. (comportement avant de briser moins intéressant)
Comment on fait pour choisir notre acier?
On choisit notre acier en fonction de notre projet.
Si on fait un pont, on veut une grande ductilité pour remarquer les signes avant-coureur d’un problème pour pouvoir réagir. On ne prend pas nécessairement le plus résistant
Effet de la trempe?
En fonction du produit d’alliage, la trempabilité va en être affecté et cela va affecter les aciers si la trempabilité est bonne. Aussi, une bonne trempabilité va faire en sorte que ça va faire un acier de meilleure qualité et plus dur (acier trempé). Après la trempe, meilleure propriétés mécaniques.
Comment on fait des produits laminés?
Laminage à chaud la plupart du temps: Profilés laminés: l’acier passe dans les rouleaux qui vont produire une forme particulière.
Est-ce que la hauteur nominale maximale correspond à une mesure mesurable?
Non
Quels sont les autres types de profilés (laminés)?
Tube HSS (Hollow Structural Section) Carré ou rond, attention façon de l'écrire
qu’est-ce qu’est la masse linéique et les unités ?
Masse volumique du matériau sur toute la longueur en kg/m
Quelles sont les 2 sous phases de la phase plastique et définir ce qu’il se passe dans le matériau?
Plateau plastique: ajout d’une très petite charge = beaucoup d’allongement (sert de signal d’alerte).
Phase d’écrouissage = dislocation fait en sorte qu’on peut prendre plus de charge, des fissures vont se faire et il va y avoir une propagation stable des fissures jusqu’à ce qu’elles vont toutes se rejoindre (point C) –> rupture (section qui perd du diamètre original –> neck). À partir du point C (striction), diminution du diamètre visible.
Compléter la phrase suivante: Plus la résistance est élevée, plus le matériau est ___.
.. fragile.
Compléter la phrase suivante: Plus la température est élevée, plus le matériau à un comportement ___ et plus la température est basse, plus le matériau à un comportement ____.
..ductile
..fragile
La limite de fatigue est-elle plus haute ou plus basse que la limite ultime de contrainte?
Plus basse
Quelle est la définition de la corrosion?
Détérioration du fer par la réaction du métal avec
l’eau et l’oxygène et formation d’un oxyde de fer hydraté
Comment appelle-t-on de l’acier auquel du zinc a été ajouté et quelle est son utilité?
L’ajout de zinc va faire une couche protectrice qui va donner de l’acier galvanisé
2 synonymes de la pente de la droite de Hooke?
E, (module de young)
Quelle est la limite conventionnelle de déformation?
Limite élastique conventionnelle à 0,2% (% de déformation)
Dans un graphique de contrainte - déformation d’un acier fort/de meilleure qualité, que peut-on remarquer?
Acier de meilleure qualité: Aucun plateau plastique
Plus acier fort, perte de plateau plastique
Équation module de Coulomb (module de cisaillement)?
G (MPa) = E/(2 x (1 + v))
où E (MPa), v = coefficient de Poisson (pas d’unité, car c’est la déformation transversale/déformation longitudinale)
Comment interpréter l’essai Charpy?
Plus matériau est résilient, moins le pendule remonte haut (plus d’énergie emmagasinée, plus il va se déformer avant de rompre)
Qu’est-ce que la température de transition dans l’essai Charpy? Est-ce qu’il y a une température de transition pour chaque acier?
Point à partir le matériau est plus résilient et plus ductile
Pour chaque acier, il y a une température de transition (important)
Soudabilité: Problème du procédé et que veut-on idéalement?
Problème du procédé: on utilise chaleur élevée
En chauffant, on affecte le matériau à l’état microscopique où la soudure (ça change propriétés à l’endroit de la soudure). On veut que les deux matériaux aillent une bonne soudabilité, pour que le lien mécanique soit bon (pas de soudure faible)
et avoir deux pièces qui “continuent” l’ensemble métallique.
Exemples de structures soumises à des cycles de charge/décharge (et donc à la fatigue)
- Pont
- Grande roue
- Éoliennes
3 phases de la fatigue de l’acier et les explications
Amorçage de la fissure
Propagation stable de la fissure
Propagation rapide de la fissure jusqu’à la rupture
Explications:Chargements ne dépassent jamais la limite élastique. Ruptures progressives: La fissure est provoquée au début par un défaut initial et cela est amplifié/propagé à cause des cycles de charge/décharge
3 phases de la fatigue de l’acier sur une éprouvette
Phase d’amorçage de la fissure –> Rien de particulier
Propagation stable de la fissure –> Lisse
Propagation rapide de la fissure jusqu’à la rupture –> granuleux
Quoi savoir par rapport au graphique avec une étoile par rapport à la limite en fatigue de l’acier
La plupart des matériaux ont une limite de fatigue.
Fatigue des matériaux est moins grande que lorsque l’on fait un essai en statique.
Le choix du matériaux dépend de 3 exigences, lesquelles?
Exigences fonctionnelles: (Cahier des charges) qui impliquent de se pencher sur les propriétés mécaniques, physiques…
Exigences technologiques: Prise en compte de l’usinabilité/coulabilité/soudabilité/trempabilité/…
Exigences économiques
Propriétés physiques acier Module d'élasticité Résistance à la fatigue Densité Coefficient de dilatation thermique Résistivité
Module d’élasticité: 200 000 MPa
Résistance à la fatigue : Vie en dessous d’un certain seuil
Densité (kg/m3): Environ 7850
Coefficient de dilatation thermique: 11,7 x 10^-6/°C
Résistivité (Ohm x m): 107 x 10^-9
quels sont les 4 nécessités pour qu’il y ait corrosion
anode (Fe 2+)
cathode(oh-)
conducteur électrique (acier)
électrolyte (conducteur ionique)
quel est la molécule qui forme la corrosion
Fe(OH)2
