L’acier est l’un des matériaux écologiques et recyclables qui est produit en très grande quantité et en différentes qualités partout dans le monde. En fait, les différentes propriétés de l’acier découlent de ses multiples utilisations. Qu’est-ce que l’acier ? Quelle est sa composition ? Quels sont les différents types d’acier et leur utilisation ?
Définition de l’acier
De couleur grise, l’acier a été découvert en 1865. L’acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone.
Avec une proportion comprise entre 0,02% et 2% de masse pour le carbone. C’est cette proportion en carbone qui confère à l’alliage les propriétés d’acier.
Par ailleurs, il existe également des alliages à base de fer comme la fonte et les ferroalliages qui ne sont pas de l’acier.
Composition de l’acier
D’autres éléments appelés éléments d’addition tels que le nickel, le manganèse et le chrome entre dans la composition de l’acier.
Ce sont ces différents composants qui sont responsables de la grande diversité des propriétés de l’acier.
Outre ces éléments d’addition, il existe d’autres chimiques qui sont présents dans l’acier. L’acier est appelé à répondre à des sollicitations mécaniques et chimiques.
Ainsi des éléments chimiques comme l’aluminium, le silicium, le calcium sont utilisé pour maîtriser les réactions physico -chimiques nécessaires pour la production d’acier conforme à la spécification.
Le soufre, le phosphore, le plomb et l’étain appelé impuretés présente dans la fonte (produit immédiat du minerai fer traité par le coke dans les haut fourneau) peuvent entrer dans la fabrication des aciers de récupération.
Le plomb dans certaines circonstances notamment dans l’industrie nucléaire est considéré comme un contaminant métallurgique qui contribue à la dissolution, à l’oxydation et la fragilisation d’acier qui y sont exposées.
En fait chaque composant qui entre dans la fabrication de l’acier à des effets sur les propriétés de l’acier.
Avantages et inconvénients de l’acier
Le principal avantage de l’acier réside dans ses propriétés mécaniques :
- Sa résistance à la déformation élastique
- Sa dureté
- Sa résistance aux chocs et à la rupture
- Et sa résistance à la déformation irréversible.
Son prix abordable constitue également un avantage de l’acier. Le minerai fer à partir duquel il est produit existe en abondance sur la terre.
Un autres avantage de l’acier est qu’il est entièrement recyclable.
L’inconvénient des aciers réside notamment dans leur mauvaise résistance à la corrosion. Cependant, il existe des traitements de surface comme la peinture, le zingage, la galvanisation à chaud qui permettent d’y remédier.
D’autre part l’acier est difficilement modulable, il n’est donc pas recommandé pour les pièces de formes complexes telles que les bâtis de machines.
Les différents types d’aciers
Il existe une grande variété d’acier regroupé en trois catégories :
- Les aciers non alliés
- Les aciers faiblement alliés
- Les aciers fortement alliés
Les aciers non alliés : on retrouve parmi eux les aciers non alliés généraux destiné à la construction (Soudure, pliage) et les aciers non alliés spéciaux avec une composition de manganèse inférieur à 1%.
Les aciers non alliés spéciaux sont produits pour des usages a défini l’avance comme les perceuses, les ressorts, les moules, etc.
Les aciers faiblement alliés : ce sont des aciers qui ont une bonne résistance composée d’éléments comme le cobalt, le molybdène et le tungstène qui lui confère sa résistance.
Ils sont produits pour des usages spécifiques : aciers pour outils comme les marteaux est utilisé dans l’aéronautique pour la fabrication des coques de sous-marins.
Les aciers fortement alliés ou aciers inoxydables : résistant à la corrosion, l’oxydation à chaud et au fluage (déformation irréversible), ils sont le plus connu sur le marché. Ces aciers sont alliés au chrome qui lui permet d’être facilement modulable et au nickel qui lui confère des propriétés mécaniques. Ils sont utilisés pour fabriquer des équipements chirurgicaux et dans l’argenterie.
Classification des aciers
Il existe une classification traditionnelle des aciers en fonction de leur teneur en carbone. C’est le taux de carbone contenu dans l’acier qui améliore la dureté de l’alliage.
- L’acier extra- doux dont la teneur en carbone est inférieure à 0.5%,
- L’acier doux avec un taux de carbone compris entre 0,15 et 0,25%,
- L’acier demi -doux compris entre 0,25 et 0,40%,
- L’acier demi -dur dont la teneur est comprise entre 0,40 et 0,60%,
- L’acier dur avec une teneur en carbone comprise entre 0,60 et 0,70%
- Et l’acier extra -dur avec un taux de carbone supérieur à 0,70%.
Différentes utilisations de l’acier
L’acier à plusieurs utilisateurs grâce à ses différentes propriétés. Il est utilisé dans la médecine, la construction, la fabrication des outils (marteau, perceuses, etc.) l’aéronautique, (fabrication des coques de sous- marin) l’automobile et l’alimentation (fabrication des pots et conserves alimentaires).
Un matériau recyclable, résistant, dur, inoxydables (grâce aux chromes qui y sont ajoutés) et avec un coût abordable. L’acier à plusieurs atouts qui font de lui un matériau formidable. Constitué de différents éléments, il est utilisé dans beaucoup de domaines avec une satisfaction garantie.
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