10 propriétés mécaniques et physiques de l'acier

Le propriétés mécaniques et physiques de l'acier ils peuvent varier énormément en fonction de leur composition et du pourcentage d'impuretés (comme le phosphore ou le soufre).

Ainsi, lorsque l'on souhaite obtenir des propriétés mécaniques et physiques améliorées par rapport aux autres, l'acier peut être allié avec du chrome, le cobalt, le cuivre, le molybdène, le nickel, l'azote, le sélénium, le tantale, le titane, le tungstène ou le vanadium.

La composition et les propriétés de l'acier varient considérablement. L'acier en général a une teneur en carbone inférieure à celle que l'on trouve dans le fer et un nombre d'impuretés inférieur à celui des autres métaux.

En général, les propriétés physiques telles que la densité, la conductivité électrique et thermique ne varient pas beaucoup d'un alliage à l'autre.

Cependant, les propriétés mécaniques telles que la résistance, la ductilité et la dureté dépendent fortement du type d'alliage et de la composition de l'acier.

Principales propriétés mécaniques de l'acier

1- Plasticité

C'est la capacité de l'acier à conserver sa forme après avoir été soumis à un effort. Les aciers alliés avec de faibles pourcentages de carbone sont plus plastiques.

2- Fragilité

La fragilité est la facilité avec laquelle l'acier peut être cassé lorsqu'il est soumis à un effort. Lorsque l'acier est allié, avec un pourcentage élevé de carbone, il a tendance à être plus fragile.

3- Malléabilité

La malléabilité est la facilité avec laquelle l'acier doit être laminé. De cette manière, certains alliages d'acier inoxydable ont tendance à être plus malléables que d'autres.

4- dureté

La dureté est la résistance qui oppose un métal aux agents abrasifs. Plus il y a de carbone ajouté à un alliage d'acier, plus il sera difficile (Kailas, s.f.)

5- Ténacité

La ténacité est le concept qui dénote la capacité de l'acier à résister à l'application d'une force externe sans se briser.

Dans le cas de l'acier à teneur moyenne en carbone, la ténacité a tendance à être plus élevée (chapitre 6. Propriétés mécaniques des métaux, 2004).

Principales propriétés physiques de l'acier

1- Corps

Ils comprennent les propriétés liées au poids de l'acier, son volume, sa masse et sa densité.

2- thermique

Elle se réfère à trois aspects fondamentaux de la température de la capacité d'entraînement en acier (d'entraînement), le potentiel de transfert thermique (convection), et sa capacité à émaner des rayons infrarouges moyens (rayonnement).

3- électrique

Ils font référence à la capacité de l'acier à conduire le courant électrique.

4- Optique

Ces propriétés dans le cas de l'acier indiquent sa capacité à réfléchir la lumière ou à émettre de la luminosité. Dans la mesure où l’acier inoxydable est allié à un pourcentage plus élevé d’aluminium, les propriétés optiques seront meilleures.

5- Magnétique

Il fait référence à la capacité de l'acier à être induit ou à induire un champ électromagnétique.

Plus le pourcentage de fer dans l'alliage d'acier est élevé, plus sa capacité à agir comme aimant est grande (Sandhyarani, 2016).

Types d'acier

Différents types d'acier sont produits en fonction de leur application. Par conséquent, les propriétés mécaniques et physiques de ces types d'acier doivent être différentes.

Ainsi, ils ont créé divers acier échelles de notation en fonction de leurs propriétés (élasticité, densité, point de fusion, conductivité thermique, résistance, dureté, etc.).

Pour fabriquer différents types d'acier, les fabricants utilisent différentes concentrations d'autres métaux pour fabriquer des alliages.

Le processus de production et la manière dont l'acier est utilisé exercent également une influence significative sur le produit final obtenu.

Selon l'Institut américain du fer et de l'acier (AISI pour son sigle en anglais), peuvent être classés en acier en quatre groupes principaux en fonction de leur composition chimique:

• Acier au carbone
• Acier allié
• Acier inoxidable
• Acier à outils

Propriétés de l'acier au carbone

L'acier au carbone est dérivé de l'alliage entre le fer et le carbone. En faisant varier le pourcentage de carbone, il est possible de produire des aciers de qualités différentes. En général, plus le pourcentage de charbon est élevé, plus l'acier sera tenace et rigide.

L'acier à faible teneur en charbon est connu sur le marché sous le nom de fer forgé. Ce type d'acier est facile à manipuler car il est très plastique.

Pour cette raison, il est largement utilisé pour produire des grilles, des applications décoratives ou des lampadaires.

L'acier à teneur moyenne en carbone est très tenace, c'est pourquoi il est utilisé pour fabriquer des ponts ou des pièces structurelles capables de supporter des charges énormes.

Pour sa part, l'acier à haute teneur en carbone est utilisé pour fabriquer des câbles. Lorsque le pourcentage de carbone est supérieur au fer, on parle de fonte, qui travaille pour les vases de fabrication et d'autres articles.

Bien que ce dernier type d'acier soit assez dur, il est également très fragile (Materials, 2014).

Propriétés de l'acier allié

L'acier allié est un acier fabriqué avec un faible pourcentage d'un ou plusieurs métaux autres que le fer.

Les métaux ajoutés à l'alliage ont la capacité de modifier les propriétés de l'acier.

Par exemple, l'acier fabriqué avec du fer, du chrome et du nickel donne de l'acier inoxydable. Lorsque l'aluminium est ajouté à cet alliage, le résultat est plus malléable et d'aspect uniforme.

Lorsque des alliages de manganèse sont ajoutés, ils peuvent atteindre une résistance et une dureté exceptionnelles.

Propriétés de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable contient entre 10 et 20% de chrome, un facteur qui lui permet d'être très résistant à la corrosion et à l'oxydation.

Lorsque l'acier contient 11% de chrome, il est environ 200 fois plus résistant à la corrosion que l'acier ne contenant pas de chrome. Il y a trois groupes d'acier inoxydable:

Acier austénitique: c'est celui qui a la plus grande concentration de chrome et un faible pourcentage de nickel et de carbone.

Il est couramment utilisé pour le traitement des aliments et les pipes. Il est facile à reconnaître, car il n'est pas magnétique.

Acier ferritique: c'est le type d'acier qui contient environ 15% de chrome, mais seulement quelques traces de charbon et d'autres métaux tels que le molybdène, l'aluminium ou le titane.

Ce type d'acier est magnétique, très dur et résistant. Il peut être durci lorsque vous travaillez à froid.

Acier martensitique: contient des quantités modérées de chrome, de nickel et de carbone. Il est hautement magnétique et traitable à haute température.

L'acier martensitique est couramment utilisé pour fabriquer des outils de coupe tels que des couteaux et du matériel chirurgical.

Propriétés de l'acier à outils

L'acier à outils est extrêmement durable, résistant à la température et d'une dureté assez élevée.

Contient du tungstène, du molybdène, du cobalt et du vanadium. C'est celui utilisé pour fabriquer des forets (Bell, 2017).

Références

1. Bell, T. (17 mars 2017). Récupéré de Quels sont les types et les propriétés des aciers?: Thebalance.com.
2. Chapitre 6. Propriétés mécaniques des métaux. (2004). Récupéré des propriétés mécaniques des métaux: virginia.edu.
3. Guru, W. (2017). Soudure Gourou Récupéré du Guide des propriétés mécaniques des métaux: weldguru.com.
4. Kailas, S. V. (s.f.). Chapitre 4. Propriétés mécaniques des métaux. Récupéré de la science des matériaux: nptel.ac.in.
5. Matter, T. (août 2002). Matière Totale Récupéré des propriétés mécaniques des métaux: totalmateria.com.
6. Matériaux, A. (2 décembre 2014). Extrait de PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES ET PHYSIQUES: worldstainless.org.
7. Sandhyarani, N. (4 août 2016). Récupéré des propriétés physiques de l'acier: buzzle.com.