Imaginez un monde sans plaques d'acier. De la voiture que vous conduisez aux ponts que vous traversez, ces plaques discrètes constituent l'épine dorsale de l'infrastructure moderne. Cet article présente les différents types de plaques d'acier, leurs différentes épaisseurs et leurs applications essentielles. Découvrez comment les différents processus et compositions donnent naissance à des plaques d'acier adaptées à tous les usages, de la construction navale aux appareils à pression. Prêt à explorer le matériau qui façonne notre monde ? Lisez la suite pour savoir comment les plaques d'acier sont classées et utilisées dans toutes les industries.
La tôle d'acier est un matériau plat en acier qui est coulé avec de l'acier en fusion et pressé après refroidissement.
Les plaques d'acier sont plates, rectangulaires et peuvent être directement laminées ou découpées à partir de larges bandes d'acier.
Les tôles d'acier sont classées en fonction de leur épaisseur : les tôles minces sont inférieures à 4 millimètres (avec une épaisseur minimale de 0,2 millimètre), les tôles d'épaisseur moyenne vont de 4 à 60 millimètres, et les tôles lourdes vont de 60 à 115 millimètres.
Les tôles d'acier sont classées en fonction du processus de laminage : laminé à chaud et laminé à froid.
La largeur des plaques minces varie de 500 à 1500 millimètres, tandis que la largeur des plaques épaisses varie de 600 à 3000 millimètres.
Les tôles minces sont classées en fonction du type d'acier : acier ordinaire, acier de haute qualité, acier allié, acier à ressort, acier inoxydable, acier à outils, acier résistant à la chaleur, acier pour roulementsles tôles en acier au silicium et les tôles industrielles en fer pur.
Elles peuvent également être classées en fonction d'applications spécifiques, telles que les plaques pour fûts d'huile, les plaques émaillées, les plaques pare-balles, etc.
En outre, elles peuvent être classées en fonction du revêtement de surface, notamment les tôles galvanisées, les tôles étamées, les tôles plombées, les tôles d'acier composites en plastique, etc.
Les nuances d'acier pour les tôles épaisses sont généralement similaires à celles des tôles minces.
Toutefois, en termes d'applications spécifiques, certaines variétés de tôles d'acier sont principalement utilisées pour les tôles épaisses, telles que les tôles d'acier pour ponts, les tôles d'acier pour chaudières, les tôles d'acier pour la construction automobile, acier pour appareils à pression et les plaques d'acier multicouches pour les cuves à haute pression.
Toutefois, certaines variétés de tôles d'acier se chevauchent avec les tôles minces, telles que les tôles d'acier pour poutrelles d'automobile (2,5-10 millimètres d'épaisseur), les tôles d'acier à motifs (2,5-8 millimètres d'épaisseur), les tôles d'acier inoxydable, les tôles d'acier résistant à la chaleur, etc.
En outre, les tôles d'acier peuvent avoir des compositions matérielles différentes. Toutes les tôles d'acier ne sont pas identiques et leur utilisation dépend des caractéristiques spécifiques de l'acier. composition du matériau.
Avec le développement de la science, de la technologie et de l'industrie, des exigences plus élevées ont été imposées aux matériaux, telles qu'une plus grande solidité, une résistance à la haute température, à la haute pression, à la basse température, une résistance à la corrosion, une résistance à l'usure et d'autres propriétés physiques et chimiques spéciales. L'acier au carbone ne peut à lui seul répondre à ces exigences.
(1) Faible trempabilité : En général, la trempabilité maximale de l'acier au carbone trempé à l'eau n'est que d'environ 10 à 20 mm de diamètre.
(2) Faible résistance et faible taux de rendement : Par exemple, la limite d'élasticité (σs) d'un acier ordinaire au carbone Q235 est de 235 MPa, tandis que l'acier de construction faiblement allié 16Mn a une limite d'élasticité (σs) de plus de 360 MPa. Le rapport σs/σb de l'acier 40 n'est que de 0,43, bien inférieur à celui de l'acier 16Mn. acier allié.
(3) Mauvaise stabilité de la trempe : En raison de la faible stabilité du revenu, lorsque l'acier au carbone subit un traitement de revenu, des températures de revenu plus basses sont nécessaires pour obtenir une résistance plus élevée, ce qui se traduit par une ténacité plus faible. D'autre part, des températures de revenu plus élevées sont nécessaires pour obtenir une meilleure ténacité, mais cela se traduit par une résistance plus faible. Par conséquent, l'ensemble des caractéristiques mécaniques propriétés de l'acier au carbone ne sont pas élevés.
(4) Incapacité de satisfaire à des exigences de performance particulières : L'acier au carbone manque souvent de bonnes propriétés en termes de résistance à l'oxydation, de résistance à la corrosion, de résistance à la chaleur, de résistance aux basses températures, de résistance à l'usure et de propriétés électromagnétiques spéciales. Il ne peut pas répondre aux exigences de performances particulières.
En fonction de la teneur en éléments d'alliage, les aciers alliés peuvent être classés en plusieurs catégories :
Sur la base des principaux éléments d'alliage, les aciers alliés peuvent être classés en plusieurs catégories :
Sur la base de la microstructure de petits échantillons d'essai après normalisation ou à l'état brut, les aciers alliés peuvent être classés en plusieurs catégories :
En fonction de l'application, l'acier allié peut être catégorisé comme suit :
Les teneur en carbone est indiquée par une valeur numérique au début de la nuance. Pour les aciers de construction, la teneur en carbone est exprimée en deux décimales en tant qu'unité de dix millième (par exemple, 45 représente une teneur en carbone de 0,0045%).
Pour les aciers à outils et les aciers à performances spéciales, la teneur en carbone est exprimée avec une décimale en tant qu'unité d'un millième, sauf lorsque la teneur en carbone dépasse 1%.
Après l'indication de la teneur en carbone, les symboles chimiques des principaux éléments d'alliage sont utilisés pour représenter leur teneur, suivie de valeurs numériques. Si la teneur moyenne est inférieure à 1,5%, elle n'est pas indiquée. Si la teneur moyenne est comprise entre 1,5% et 2,49%, 2,5% et 3,49%, etc., elle est indiquée par 2, 3, etc.
Par exemple, 40Cr représente une teneur moyenne en carbone de 0,40% et une teneur en chrome inférieure à 1,5%. 5CrMnMo représente une teneur moyenne en carbone de 0,5% et une teneur en chrome, manganèse et molybdène inférieure à 1,5%.
Pour les aciers spéciaux, le préfixe chinois pinyin indiquant son application est utilisé. Par exemple, "G" est ajouté devant la nuance d'acier pour indiquer l'acier pour roulements. GCr15 représente un acier pour roulements dont la teneur en carbone est d'environ 1,0% et la teneur en chrome d'environ 1,5% (ce qui est une exception, car la teneur en chrome est exprimée en millièmes).
Y40Mn représente l'acier de décolletage avec une teneur en carbone de 0,4% et une teneur en manganèse inférieure à 1,5%.
Pour les aciers de haute qualité, la lettre "A" est ajoutée à la fin de la nuance d'acier. Par exemple, 20Cr2Ni4A.
Après l'ajout d'éléments d'alliage à l'acier, il y a une interaction entre les éléments de base que sont le fer et le carbone et les éléments d'alliage ajoutés.
L'objectif de l'alliage de l'acier est d'utiliser l'interaction entre les éléments d'alliage et le fer-carbone, ainsi que leurs effets sur le diagramme de phase fer-carbone et le traitement thermique, pour améliorer la structure et les propriétés de l'acier.
Après avoir été ajoutés à l'acier, les éléments d'alliage existent principalement sous trois formes : dissous dans le fer, formant des carbures, ou dans les aciers fortement alliés, formant éventuellement des composés intermétalliques.
1. Dissous dans le fer :
Presque tous les éléments d'alliage (à l'exception de Pb) peuvent se dissoudre dans le fer, formant de la ferrite ou de l'austénite d'alliage. Selon leurs effets sur α-Fe ou γ-Fe, les éléments d'alliage peuvent être classés en deux catégories : les éléments qui élargissent la région de la phase γ et les éléments qui contractent la région de la phase γ.
Les éléments qui élargissent la région de la phase γ, également connus sous le nom de stabilisateurs d'austénite, comprennent Mn, Ni, Co, C, N, Cu, etc. Ils abaissent la température A3 (température de transformation du γ-Fe en α-Fe) et augmentent la température A4 (température de transformation du γ-Fe). Cela permet d'élargir la gamme de la phase γ.
Parmi eux, Ni et Mn, lorsqu'ils sont ajoutés en certaines quantités, peuvent étendre la région de la phase γ en dessous de la température ambiante, entraînant la disparition de la région de la phase α. On les appelle les éléments qui dilatent complètement la région γ-phase.
D'autres éléments tels que C, N, Cu, etc., peuvent étendre partiellement la région de la phase γ mais pas jusqu'à la température ambiante, c'est pourquoi on les appelle des éléments qui étendent partiellement la région de la phase γ.
Les éléments qui contractent la région de la phase γ, également connus sous le nom de stabilisateurs de ferrite, comprennent Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, etc. Ils augmentent la température A3 et abaissent la température A4 (sauf pour le chrome, dont la température A3 diminue lorsque la teneur en chrome est inférieure à 7%, mais augmente rapidement lorsqu'elle dépasse 7%).
Cela contracte la portée de la phase γ, élargissant la région de stabilité de la ferrite. En fonction de leurs effets, ils peuvent être classés en éléments qui contractent complètement la région de la phase γ (par exemple, Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si) et en éléments qui contractent partiellement la région de la phase γ (par exemple, B, Nb, Zr).
2. Les éléments d'alliage qui forment des carbures peuvent être classés en deux groupes principaux, en fonction de leur affinité pour le carbone dans l'acier : les éléments formant des carbures et les éléments ne formant pas de carbures.
Les éléments courants ne formant pas de carbure sont Ni, Co, Cu, Si, Al, N et B. Ils se dissolvent essentiellement dans la ferrite et l'austénite. Les éléments communs formant des carbures comprennent Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, etc. (classés par ordre de stabilité des carbures formés, du plus faible au plus fort). Dans l'acier, une partie d'entre eux se dissout dans la phase matricielle et une autre forme des carbures d'alliage. Lorsqu'ils sont présents en grandes quantités, ils peuvent former de nouveaux carbures d'alliage.
Effets sur la gamme de l'austénite et de la ferrite :
Les éléments qui élargissent ou rétrécissent la région de la phase γ ont également un effet similaire sur la région de la phase γ dans le diagramme de phase Fe-Fe3C. Lorsque la teneur en Ni ou en Mn est élevée, il peut en résulter une structure d'austénite monophasée à température ambiante (par exemple, l'acier inoxydable austénitique 1Cr18Ni9 et l'acier à haute teneur en manganèse ZGMn13).
D'autre part, lorsque le Cr, le Ti, le Si, etc., dépassent une certaine concentration, cela peut conduire à la formation d'une structure de ferrite monophasée à température ambiante (par exemple, 1Cr17Ti high-chromium acier inoxydable ferritique).
Effets sur les points critiques (points S et E) dans le diagramme de phase Fe-Fe3C :
Les éléments qui élargissent la région de phase γ abaissent la température de transformation eutectoïde (point S) dans le diagramme de phase Fe-Fe3C, tandis que les éléments qui rétrécissent la région de phase γ augmentent la température de transformation eutectoïde.
Presque tous les éléments d'alliage réduisent la teneur en carbone au point eutectoïde (S) et au point eutectique (E), les déplaçant vers la gauche. L'effet des éléments fortement carburigènes est particulièrement significatif.
Effets sur le traitement thermique de l'acier :
Les éléments d'alliage peuvent influencer les transformations de phase qui se produisent pendant le traitement thermique de l'acier.
1. Effets sur la transformation des phases pendant le chauffage :
Les éléments d'alliage peuvent affecter la vitesse de formation de l'austénite et la taille des grains d'austénite pendant le chauffage.
(1) Influence sur la vitesse de formation de l'austénite :
Les éléments fortement carburants comme Cr, Mo, W, V forment des carbures d'alliage insolubles dans l'austénite, ce qui ralentit considérablement la formation de l'austénite. Les éléments non carburants partiels comme Co, Ni améliorent la diffusion du carbone, accélérant la formation de l'austénite. Les éléments d'alliage comme Al, Si, Mn ont peu d'effet sur la vitesse de formation de l'austénite.
(2) Influence sur la taille des grains d'austénite :
La plupart des éléments d'alliage entravent la croissance des grains d'austénite, mais à des degrés divers. Les éléments tels que V, Ti, Nb, Zr entravent fortement la croissance des grains, tandis que les éléments tels que W, Mn, Cr entravent modérément la croissance des grains. Les éléments comme Si, Ni, Cu ont peu d'effet sur la croissance des grains, tandis que les éléments comme Mn, P favorisent la croissance des grains.
2. Effets sur la transformation de l'austénite surfondue :
À l'exception du Co, presque tous les éléments d'alliage augmentent la stabilité de l'austénite surfondue, retardant la transformation en perlite. Il en résulte un déplacement vers la droite de la Courbe en Cce qui indique une amélioration de la trempabilité de l'acier.
Les éléments couramment utilisés pour améliorer la trempabilité sont Mo, Mn, Cr, Ni, Si, B. Il convient de noter que les éléments d'alliage ne peuvent améliorer la trempabilité que s'ils sont complètement dissous dans l'austénite. S'ils ne sont pas complètement dissous, les carbures peuvent devenir le noyau de la perlite, ce qui réduit la trempabilité.
En outre, l'ajout combiné de plusieurs éléments d'alliage (par exemple, acier Cr-Mn, acier Cr-Ni) a un effet beaucoup plus important sur la trempabilité que les éléments individuels.
À l'exception du Co et de l'Al, la plupart des éléments d'alliage abaissent les points Ms et Mf. L'ordre de leur influence est le suivant : Mn, Cr, Ni, Mo, W, Si. Parmi eux, Mn a l'effet le plus fort, tandis que Si n'a pas d'effet pratique.
L'abaissement des points Ms et Mf augmente la quantité de austénite retenue après la trempe. Lorsqu'il y a une quantité excessive d'austénite retenue, elle peut subir un traitement sub-zéro (refroidissement en dessous du point Mf) pour la transformer en martensite ou subir plusieurs processus de trempe.
Dans ce dernier cas, la précipitation de carbures d'alliage à partir de l'austénite retenue peut entraîner une augmentation des points Ms et Mf et, pendant le refroidissement, elle peut se transformer en martensite ou en bainite (processus connu sous le nom de durcissement secondaire).
3. Effets sur la transformation de la trempe :
(1) Amélioration de la stabilité de la trempe :
Les éléments d'alliage peuvent retarder la décomposition de la martensite et la transformation de l'austénite conservée pendant le revenu (c'est-à-dire qu'ils commencent à se décomposer et à se transformer à des températures plus élevées). Ils augmentent également la température de recristallisation de la ferrite, ce qui rend difficile la coalescence et la croissance des carbures.
En conséquence, la résistance de l'acier à l'adoucissement par revenu est accrue, ce qui améliore sa stabilité au revenu. Les éléments d'alliage ayant un effet important sur la stabilité au revenu comprennent V, Si, Mo, W, Ni, Co.
(2) Durcissement secondaire :
Dans certains aciers fortement alliés à haute teneur en Mo, W, V, la dureté ne diminue pas de façon monotone avec l'augmentation de la température de revenu, mais commence à augmenter après avoir atteint une certaine température (environ 400°C) et atteint un pic à une température plus élevée (généralement autour de 550°C).
Ce phénomène est connu sous le nom de trempe secondaire pendant le revenu et est lié à la nature des précipités formés pendant le revenu. Lorsque la température de revenu est inférieure à 450°C, des carbures précipitent dans l'acier.
Au-dessus de 450°C, les carbures se dissolvent et les carbures réfractaires stables dispersés tels que Mo2C, W2C, VC précipitent, ce qui entraîne une nouvelle augmentation de la dureté. Ce phénomène est connu sous le nom de durcissement par précipitation.
Le durcissement secondaire peut également se produire en raison de la trempe secondaire de l'austénite retenue pendant le processus de refroidissement après le revenu.
Éléments provoquant un durcissement secondaire :
Causes de la trempe secondaire : Éléments d'alliage
Transformation de l'austénite retenue : Durcissement par précipitation : Mn, Mo, W, Cr, Ni, Co①, V V, Mo, W, Cr, Ni, Co.
①Efficace uniquement à des concentrations élevées et en présence d'autres éléments d'alliage capables de former des composés intermétalliques dispersés.
(3) Augmentation de la fragilité de la trempe :
Comme l'acier au carbone, l'acier allié peut présenter une fragilité de revenu, souvent plus prononcée. Il s'agit d'un effet négatif des éléments d'alliage. Le deuxième type de fragilité au revenu (fragilité au revenu à haute température) qui se produit entre 450°C et 600°C est principalement associé à une ségrégation sévère de certains éléments d'impureté et des éléments d'alliage eux-mêmes aux joints de grains d'austénite d'origine.
Elle se produit généralement dans les aciers alliés contenant des éléments tels que Mn, Cr, Ni. Ce type de fragilité est réversible, et un refroidissement rapide (en général, le trempe à l'huile) après le revenu peut empêcher son apparition. L'ajout de quantités appropriées de Mo ou de W (0,5% Mo, 1% W) peut également éliminer efficacement ce type de fragilité.
Effets des éléments d'alliage sur la propriétés mécaniques de l'acier:
L'un des principaux objectifs de l'ajout d'éléments d'alliage est d'augmenter la résistance de l'acier. Pour améliorer la résistance, on s'efforce d'augmenter la résistance aux mouvements de dislocation.
Les principaux mécanismes de renforcement des métaux sont le renforcement par solution solide, le renforcement par dislocation, le renforcement par affinement du grain et le renforcement par seconde phase (précipité et dispersion). Les éléments d'alliage tirent parti de ces mécanismes de renforcement pour obtenir leurs effets de renforcement.
1. Effets sur les propriétés mécaniques de l'acier à l'état recuit :
À l'état recuit, les phases de base de l'acier de construction sont la ferrite et les carbures. Les éléments d'alliage se dissolvent dans la ferrite, formant ainsi de la ferrite alliée et permettant d'obtenir la résistance et la dureté par le renforcement de la solution solide. Cependant, cela réduit également la plasticité et la ténacité de l'acier.
2. Effets sur les propriétés mécaniques de l'acier à l'état normalisé :
L'ajout d'éléments d'alliage réduit la teneur en carbone au point eutectoïde, ce qui déplace la courbe C vers la droite. Cela augmente la proportion de perlite dans la microstructure et réduit l'espacement interlamellaire, ce qui se traduit par une augmentation de la résistance et une diminution de la ductilité. Toutefois, à l'état normalisé, l'acier allié ne présente pas de supériorité significative par rapport à l'acier au carbone.
3. Effets sur les propriétés mécaniques de l'acier dans le trempé et revenu état :
L'effet de renforcement des éléments d'alliage est le plus important dans les cas suivants acier trempé et revenu parce qu'il utilise pleinement les quatre mécanismes de renforcement. Pendant la trempe, la martensite se forme et pendant le revenu, les carbures précipitent, ce qui entraîne un renforcement important de la deuxième phase.
Simultanément, elle améliore considérablement la ténacité de l'acier. Par conséquent, l'obtention de martensite et son revenu constituent la méthode la plus économique et la plus efficace pour le renforcement global de l'acier.
L'objectif principal de l'ajout d'éléments d'alliage à l'acier est d'améliorer sa trempabilité, en assurant une formation facile de martensite pendant la trempe.
L'objectif secondaire est d'améliorer la stabilité du revenu, en permettant la rétention de la martensite à des températures plus élevées et la formation de carbures précipités plus fins, plus uniformes et plus stables pendant le revenu. En conséquence, l'acier allié présente une résistance plus élevée que l'acier au carbone dans des conditions similaires.
Impact de la Éléments d'alliage sur les propriétés technologiques de l'acier
1. Impact des éléments d'alliage sur la coulabilité de l'acier
Plus la température des lignes de phase solide et liquide est basse et plus la plage de température de cristallisation est étroite, meilleure est la coulabilité de l'acier. L'impact des éléments d'alliage sur la coulabilité dépend principalement de leur effet sur le diagramme de phase Fe-Fe3C.
En outre, de nombreux éléments tels que Cr, Mo, V, Ti, Al forment des carbures ou des particules d'oxyde à point de fusion élevé dans l'acier, qui augmentent la viscosité de l'acier, réduisent sa fluidité et détériorent sa coulabilité.
2. Impact des éléments d'alliage sur la formabilité plastique de l'acier
Mise en forme du plastique comprend le traitement à chaud et à froid. Les éléments d'alliage dissous dans une solution solide ou formant des carbures (tels que Cr, Mo, W, etc.) augmentent la résistance à la déformation thermique de l'acier et diminuent considérablement sa plasticité à chaud, ce qui le rend sujet à des fissures de forgeage. L'aptitude au formage à chaud de l'acier allié général est bien pire que celle de l'acier au carbone.
3. Impact des éléments d'alliage sur la Soudabilité de l'acier
Les éléments d'alliage augmentent la trempabilité de l'acier, favorisent la formation de structures fragiles (martensite) et détériorent la résistance de l'acier. soudabilité. Cependant, la présence d'une petite quantité de Ti et de V dans l'acier peut améliorer sa soudabilité.
4. Impact des éléments d'alliage sur l'usinabilité de l'acier
L'usinabilité est étroitement liée à la dureté de l'acier, et la plage de dureté appropriée pour l'usinage de l'acier se situe entre 170HB et 230HB. En général, l'usinabilité de l'acier allié est moins bonne que celle de l'acier au carbone. Toutefois, l'ajout de S, P, Pb et d'autres éléments peut améliorer considérablement l'usinabilité de l'acier.
5. Impact des éléments d'alliage sur l'aptitude au traitement thermique de l'acier
L'aptitude au traitement thermique reflète la difficulté du traitement thermique de l'acier et la tendance à produire des défauts. Elle comprend principalement la trempabilité, la sensibilité à la surchauffe, la tendance à la fragilité du revenu et l'oxydation. décarburation tendance.
L'acier allié a une haute trempabilité, et une méthode de refroidissement relativement lente peut être utilisée pendant la trempe pour réduire la déformation et la tendance à la fissuration de la pièce. L'ajout de manganèse et de silicium augmente la sensibilité à la surchauffe de l'acier.
Le type d'acier utilisé pour la fabrication d'importants ouvrages d'art et de pièces de machines est connu sous le nom d'acier de construction allié. Il comprend principalement l'acier de construction faiblement allié, l'acier de cémentation allié, l'acier de trempe et de revenu allié, l'acier à ressort allié et l'acier pour roulements à billes.
(également connu sous le nom d'acier commun faiblement allié, HSLA)
1. Les applications
Principalement utilisé dans la fabrication de ponts, de navires, de véhicules, de chaudières, de cuves à haute pression, d'oléoducs et de gazoducs, de grandes structures en acier, etc.
2. Exigences en matière de performance
(1) Haute résistance : Le limite d'élasticité est généralement supérieure à 300MPa.
(2) Haute ténacité : Un taux d'allongement de 15%-20% est requis, avec une résistance aux chocs à température ambiante supérieure à 600kJ/m à 800kJ/m. Pour les grands composants soudés, une plus grande résistance à la rupture est nécessaire.
(3) Bonne soudabilité et formage à froid des capacités.
(4) Faible température de transition entre le froid et la fragilité.
(5) Excellente résistance à la corrosion.
3. Caractéristiques de la composition
(1) Faible teneur en carbone : En raison des exigences élevées en matière de ténacité, de soudabilité et de formabilité à froid, la teneur en carbone ne doit pas dépasser 0,20%.
(2) L'ajout de manganèse en tant qu'élément d'alliage principal.
(3) Ajout de niobium, titaneLe niobium, le titane ou le vanadium sont des éléments auxiliaires : De petites quantités de niobium, de titane ou de vanadium formant de fins carbures ou carbonitrures dans l'acier, contribuent à la formation de fins grains de ferrite et améliorent la solidité et la ténacité de l'acier. En outre, l'ajout de petites quantités de cuivre (≤0,4%) et de phosphore (environ 0,1%) améliore la résistance à la corrosion. L'inclusion de traces de terres rares facilite la désulfuration et le dégazage, purifiant l'acier et améliorant sa ténacité et sa maniabilité.
4. Aciers de construction faiblement alliés courants
Le 16Mn est le type d'acier à haute résistance faiblement allié le plus utilisé et le plus produit en Chine. Il s'agit d'une structure ferrite-perlite à grains fins, offrant une résistance supérieure d'environ 20%-30% à celle des aciers de construction au carbone courants. acier Q235et une résistance à la corrosion atmosphérique 20%-38% plus élevée.
Le 15MnVN est le type d'acier à résistance moyenne le plus couramment utilisé. Il présente une résistance plus élevée, ainsi qu'une bonne ténacité, une bonne soudabilité et une bonne ténacité à basse température, ce qui le rend très utilisé dans la fabrication de ponts, de chaudières, de navires et d'autres grandes structures.
Lorsque le niveau de résistance dépasse 500MPa, les structures de ferrite et de perlite sont insuffisantes, ce qui donne naissance à l'acier bainitique à faible teneur en carbone. L'ajout d'éléments tels que Cr, Mo, Mn, B permet de former une structure bainitique dans des conditions de refroidissement à l'air, offrant une plus grande résistance, une meilleure plasticité et une meilleure soudabilité, souvent utilisée dans les chaudières à haute pression, les cuves à haute pression, etc.
5. Caractéristiques du traitement thermique
Ce type d'acier est généralement utilisé à l'état laminé à chaud et refroidi à l'air, sans nécessiter de traitement thermique spécifique. La microstructure à l'état de travail est typiquement ferrite + sorbite.
1. Les applications
Principalement utilisé dans la fabrication de pièces de machines telles que les engrenages de transmission dans les automobiles et les tracteurs, les arbres à cames et les axes de piston dans les moteurs à combustion interne. Ces pièces subissent un frottement et une usure intenses en fonctionnement et supportent simultanément des charges alternées considérables, en particulier des charges d'impact.
2. Exigences en matière de performance
(1) La couche superficielle cémentée présente une dureté élevée qui garantit une excellente résistance à l'usure et à la fatigue de contact, tout en conservant une plasticité et une ténacité appropriées.
(2) Le noyau a une grande ténacité et une résistance suffisamment élevée. Si la ténacité du noyau est insuffisante, il peut facilement se fracturer sous l'effet de charges d'impact ou de surcharges ; si la résistance est insuffisante, la couche carburée fragile peut se fracturer et se détacher.
(3) Bonne aptitude au traitement thermique. À des températures de cémentation élevées (900℃ à 950℃), les grains d'austénite ne se développent pas facilement et ont une bonne trempabilité.
3. Caractéristiques de la composition
(1) Faible teneur en carbone : la teneur en carbone est généralement comprise entre 0,10% et 0,25%, ce qui garantit une plasticité et une ténacité suffisantes au cœur de la pièce.
(2) Ajout d'éléments d'alliage améliorant la trempabilité : Les ajouts les plus courants sont le Cr, le Ni, le Mn, le B, etc.
(3) Ajout d'éléments pour empêcher la croissance des grains d'austénite : Il s'agit généralement d'ajouter de petites quantités d'éléments fortement carburigènes tels que Ti, V, W, Mo, etc. pour former des carbures d'alliage stables.
4. Types et qualités d'acier
Le 20Cr est un acier allié cémenté à faible trempabilité. La trempabilité de ce type d'acier est faible, avec une résistance à cœur plus faible.
Le 20CrMnTi est un acier allié cémenté à trempabilité moyenne. Ce type d'acier présente une plus grande trempabilité, une moindre sensibilité à la surchauffe, une couche de transition de cémentation uniforme et de bonnes propriétés mécaniques et de traitement.
18Cr2Ni4WA et 20Cr2Ni4A sont des aciers alliés cémentés à haute trempabilité. Ces aciers types d'acier contiennent plus d'éléments Cr, Ni, ont une très haute trempabilité et démontrent une excellente ténacité et une résistance aux chocs à basse température.
5. Traitement thermique et performance organisationnelle
Le processus de traitement thermique de l'acier allié cémenté comprend généralement une cémentation suivie d'une trempe directe, puis d'un revenu à basse température. Après le traitement thermique, la couche superficielle cémentée se compose de carbures d'alliage + de martensite trempée + d'une petite quantité d'austénite résiduelle, avec une dureté de 60HRC à 62HRC.
La structure du noyau est liée à la trempabilité de l'acier et aux dimensions de la section transversale de la pièce. Lorsqu'il est entièrement trempé, il s'agit d'une martensite trempée à faible teneur en carbone, d'une dureté de 40 à 48 HRC ; dans la plupart des cas, il s'agit de bainite, de martensite trempée et d'une petite quantité de ferrite, d'une dureté de 25 à 40 HRC. La ténacité du noyau est généralement supérieure à 700KJ/m2.
1. Les applications
L'acier allié trempé et revenu est largement utilisé pour fabriquer diverses pièces critiques dans les automobiles, les tracteurs, les machines-outils et d'autres machines, telles que les engrenages, les arbres, les bielles et les boulons.
2. Exigences en matière de performance
La plupart des pièces trempées subissent des charges de travail multiples, la situation de contrainte est relativement complexe, ce qui exige des propriétés mécaniques globales élevées, c'est-à-dire une résistance élevée, une bonne plasticité et une bonne ténacité. L'acier allié trempé et revenu doit également présenter une bonne trempabilité. Cependant, les conditions de contrainte varient d'une pièce à l'autre et les exigences en matière de trempabilité sont donc différentes.
3. Caractéristiques de la composition
(1) Carbone moyen : la teneur en carbone est généralement comprise entre 0,25% et 0,50%, 0,4% étant la valeur la plus courante.
(2) Ajout d'éléments Cr, Mn, Ni, Si, etc. pour améliorer la trempabilité : Ces éléments d'alliage améliorent non seulement la trempabilité, mais forment également de la ferrite d'alliage, ce qui renforce la résistance de l'acier. Par exemple, les performances de Acier 40Cr après la trempe et le revenu est beaucoup plus élevé que celui de l'acier 45.
(3) Ajout d'éléments pour prévenir la fragilité de seconde classe : L'acier allié trempé et revenu contenant du Ni, du Cr, du Mn est susceptible de présenter une fragilité de deuxième classe lors d'un refroidissement lent après un revenu à haute température. L'ajout de Mo et de W à l'acier peut prévenir la fragilité de deuxième classe, avec une teneur appropriée d'environ 0,15% à 0,30% de Mo ou 0,8% à 1,2% de W.
Comparaison des performances de l'acier 45 et de l'acier 40Cr après trempe et revenu :
4. Types et qualités d'acier
(1) Acier 40Cr trempé et revenu à faible trempabilité : Le diamètre critique de trempe à l'huile de ce type d'acier est compris entre 30 et 40 mm. Il est utilisé pour la fabrication de pièces critiques de taille générale.
(2) 35CrMo Acier trempé et revenu à durcissement moyen : Le diamètre critique de trempe à l'huile de ce type d'acier est compris entre 40 et 60 mm. L'ajout de molybdène permet non seulement d'améliorer la trempabilité, mais aussi d'éviter la fragilité de la seconde classe de revenu.
(3) Acier à haute trempabilité 40CrNiMo, trempé et revenu : Le diamètre critique de trempe à l'huile de ce type d'acier est de 60 mm à 100 mm, principalement de l'acier CrNi. L'ajout d'une quantité appropriée de molybdène à l'acier CrNi permet non seulement d'obtenir une bonne trempabilité, mais aussi d'éliminer la fragilité de deuxième classe due au revenu.
5. Traitement thermique et performance organisationnelle
Le traitement thermique final de l'acier allié trempé et revenu est la trempe et le revenu à haute température (traitement de trempe et de revenu). L'acier allié trempé et revenu a une plus grande trempabilité, il est généralement trempé à l'huile, et lorsque la trempabilité est particulièrement élevée, un refroidissement à l'air peut même être utilisé, ce qui réduit les défauts du traitement thermique.
La performance finale de l'acier allié trempé et revenu dépend de la température de revenu. Généralement, le revenu à 500℃-650℃ est adopté. En sélectionnant la température de revenu, la performance requise peut être obtenue. Pour éviter la fragilité du revenu de deuxième classe, un refroidissement rapide après le revenu (refroidissement à l'eau ou à l'huile) est bénéfique pour améliorer la ténacité.
La structure de l'acier allié trempé et revenu après le traitement thermique conventionnel est la sorbite trempée. Pour les pièces nécessitant une résistance à l'usure en surface (telles que les engrenages et les broches), une trempe superficielle par chauffage par induction et un revenu à basse température sont effectués, et la structure de la surface est une martensite trempée. La dureté de la surface peut atteindre 55HRC à 58HRC.
La limite d'élasticité de l'acier allié trempé et revenu après la trempe et le revenu est d'environ 800MPa, la résistance aux chocs est d'environ 800kJ/m2, et la dureté à cœur peut atteindre 22HRC à 25HRC. Si la taille de la section transversale est importante et n'est pas trempée, les performances sont considérablement réduites.
Par épaisseur :
(1) Tôles minces, d'une épaisseur ne dépassant pas 3 mm (à l'exclusion des tôles en acier électrique)
(2) Plaque moyenne, épaisseur comprise entre 4 et 20 mm
(3) Plaque épaisse, épaisseur comprise entre 20 et 60 mm
(4) Plaque extra-épaisse, épaisseur supérieure à 60 mm
Par méthode de production :
(1) Tôle d'acier laminée à chaud
(2) Tôle d'acier laminée à froid
Par les caractéristiques de la surface :
(1) Plaque galvanisée (plaque galvanisée à chaud, plaque électro-galvanisée)
(2) Plaque étamée
(3) Plaque d'acier composite
(4) Plaque d'acier colorée
Par utilisation :
(1) Plaque d'acier pour pont
(2) Tôle d'acier pour chaudière
(3) Tôles d'acier pour la construction navale
(4) Plaque d'acier de blindage
(5) Tôles d'acier pour l'automobile
(6) Tôle d'acier de couverture
(7) Tôle d'acier de construction
(8) Plaque d'acier électrique (Tôle d'acier au silicium)
(9) Plaque d'acier à ressort
(10) Plaque d'acier résistant à la chaleur
(11) Tôle d'acier allié
(12) Autres
Marques courantes de tôles en acier de construction générale et mécanique
1. Dans les matériaux sidérurgiques japonais (série JIS), le nom de marque d'un acier de construction commun se compose de trois parties :
Par exemple, SS400 - le premier S signifie acier, le deuxième S représente la "structure" et 400 est la résistance minimale à la traction de 400 MPa, représentant collectivement l'acier de construction commun avec une résistance à la traction de 400 MPa.
2. SPHC - l'initiale S signifie acier, P signifie tôle, H signifie chaleur, C signifie commercial, indiquant collectivement les tôles et bandes d'acier laminées à chaud à usage général.
3. SPHD - représente l'estampage de plaques et de bandes d'acier laminées à chaud.
4. SPHE - représente l'utilisation de tôles et de bandes d'acier laminées à chaud pour l'emboutissage profond.
5. SPCC - représente les tôles et bandes minces en acier au carbone laminé à froid à usage général. La troisième lettre C est l'abréviation de Cold (froid). Pour garantir l'essai de traction, la lettre T est ajoutée à la fin de la marque pour devenir SPCCT.
6. SPCD - représente l'utilisation de tôles minces et de bandes en acier au carbone laminé à froid, équivalentes à l'acier de construction au carbone de haute qualité 08AL (13237) de la Chine.
7. SPCE - représente les tôles et bandes minces en acier au carbone laminé à froid pour l'emboutissage, équivalentes à l'acier chinois 08AL (5213) pour l'emboutissage. Pour garantir l'absence de vieillissement, la lettre N est ajoutée à la fin de la marque pour devenir SPCEN.
Désignation de l'état des tôles minces et des bandes en acier au carbone laminé à froid : L'état recuit est A, l'état standard est S, la dureté 1/8 est 8, la dureté 1/4 est 4, la dureté 1/2 est 2, la dureté est 1.
Désignation de la finition de surface : Le laminage de finition terne est D, le laminage de finition brillante est B. Par exemple, SPCC-SD représente le traitement standard, le laminage de finition terne, l'utilisation générale des tôles minces de carbone laminées à froid. Autre exemple, SPCCT-SB représente le traitement standard, la finition brillante, exigeant des propriétés mécaniques garanties pour les tôles minces au carbone laminées à froid.
8. La méthode de représentation du nom de marque de l'acier de construction mécanique JIS est la suivante : S + teneur en carbone + lettre code (C, CK), où la teneur en carbone est représentée par la valeur médiane x 100, la lettre C représente le carbone et la lettre K représente l'acier de cémentation. Par exemple, l'acier au carbone enroulé S20C a une teneur en carbone de 0,18-0,23%.
Acier au silicium Marque
1. Méthode de représentation de la marque Chine :
(1) Feuilles d'acier au silicium non orienté laminées à froid : Méthode de représentation : DW + valeur de perte de fer (valeur de perte de fer par unité de poids à un flux magnétique de pointe de 1,5T avec une fréquence de 50HZ et une forme d'onde sinusoïdale) multipliée par 100 + valeur d'épaisseur multipliée par 100. Par exemple, DW470-50 représente un acier au silicium non orienté laminé à froid avec une valeur de perte de fer de 4,7w/kg et une épaisseur de 0,5 mm, et le nouveau modèle est représenté par 50W470.
(2) Feuilles d'acier au silicium orientées et laminées à froid : Méthode de représentation : DQ + valeur de perte de fer (valeur de perte de fer par unité de poids à un flux magnétique de pointe de 1,7 T avec une fréquence de 50 Hz et une forme d'onde sinusoïdale) multipliée par 100 + valeur d'épaisseur multipliée par 100. Un G est parfois ajouté après la valeur de perte de fer pour représenter une induction magnétique élevée.
(3) Tôles d'acier au silicium laminées à chaud : Les tôles d'acier au silicium laminées à chaud sont représentées par DR, et selon la teneur en silicium, elles sont divisées en acier à faible teneur en silicium (teneur en silicium ≤2,8%) et en acier à haute teneur en silicium (teneur en silicium >2,8%).
Méthode de représentation : DR + valeur de perte de fer (valeur de perte de fer par unité de poids à un flux magnétique de pointe de 1,5 T avec une fréquence de 50 Hz et une forme d'onde sinusoïdale) multipliée par 100 + valeur d'épaisseur multipliée par 100. Par exemple, DR510-50 représente une plaque d'acier au silicium laminée à chaud avec une valeur de perte de fer de 5,1 et une épaisseur de 0,5 mm.
Le nom de marque des tôles minces en silicium laminées à chaud pour les appareils ménagers est représenté par JDR + valeur de perte de fer + valeur d'épaisseur, comme JDR540-50.
2. Méthode de représentation de la marque Japon :
(1) Feuillard d'acier au silicium non orienté laminé à froid : Se compose de l'épaisseur nominale (valeur multipliée par 100) + code A + valeur de garantie de perte de fer (valeur de perte de fer à une densité de flux magnétique maximale de 1,5T avec une fréquence de 50HZ, multipliée par 100). Par exemple, 50A470 représente un feuillard en acier au silicium non orienté laminé à froid d'une épaisseur de 0,5 mm et d'une valeur de garantie de perte de fer de ≤4,7.
(2) Feuillard d'acier au silicium orienté laminé à froid : Composé de l'épaisseur nominale (valeur multipliée par 100) + code G : représente un matériau ordinaire, P : représente un matériau hautement orienté + valeur de garantie de perte de fer (valeur de perte de fer à une densité de flux magnétique maximale de 1,7T avec une fréquence de 50HZ, multipliée par 100). Par exemple, 30G130 représente une bande d'acier au silicium orientée, laminée à froid, d'une épaisseur de 0,3 mm et d'une valeur de garantie de perte de fer ≤1,3.
Plaque étamée et plaque galvanisée à chaud
1. Tôle étamée : Le fer blanc électrolytique et le feuillard, également connus sous le nom de fer étamé, cette plaque d'acier (feuillard) est recouverte d'étain en surface, présente une bonne résistance à la corrosion et n'est pas toxique. Elle peut être utilisée comme matériau d'emballage pour les boîtes de conserve, les gaines de câbles, les pièces d'instruments et de télécommunications, les batteries et d'autres petites pièces de quincaillerie.
La classification et les symboles des tôles et bandes d'acier étamé sont les suivants :
| Méthode de classification | Catégorie | Symbole |
| Par la quantité d'étamage | Étamage uniforme E1, E2, E3, E4 | |
| Par degré de dureté | T50, T52, T57, T61, T65, T70 | |
| Par état de surface | Surface lisse | G |
| Surface à motifs de pierre | S | |
| Surface à motifs de lin | M | |
| Par méthode de passivation | Passivation à faible teneur en chrome | L |
| Passivation chimique | H | |
| Passivation électrochimique cathodique | Y | |
| Par quantité d'huile | Huiler légèrement. | Q |
| Huilage lourd | Z | |
| Par qualité de surface | Un jeu | I |
| Groupe 2 | II |
Les spécifications relatives à l'épaisseur uniforme et différentielle de l'étamage sont les suivantes :
| symbole | Quantité nominale d'étamage, g/m2 | Quantité moyenne minimale d'étamage g/m2 |
| E1 | 5.6（2.8/2.8） | 4.9 |
| E2 | 11.2（5.6/5.6） | 10.5 |
| E3 | 16.8（8.4/8.4） | 15.7 |
| E4 | 22.4（11.2/11.2） | 20.2 |
| D1 | 5.6/2.8 | 5.05/2.25 |
| D2 | 8.4/2.8 | 7.85/2.25 |
| D3 | 8.4/5.6 | 7.85/5.05 |
| D4 | 11.2/2.8 | 10.1/2.25 |
| D5 | 11.2/5.6 | 10.1/5.05 |
| D6 | 11.2/8.4 | 10.1/7.85 |
| D7 | 15.1/5.6 | 13.4/5.05 |
2. Trempage à chaud tôle galvanisée: Une couche de zinc est appliquée sur la surface des tôles minces et des bandes d'acier par un processus continu d'immersion à chaud, ce qui peut empêcher la surface des tôles minces et des bandes d'acier de se corroder et de rouiller.
Les tôles et feuillards en acier galvanisé sont largement utilisés dans des industries telles que les machines, l'industrie légère, la construction, les transports, les produits chimiques et les télécommunications. La classification et les symboles des plaques et des bandes d'acier galvanisé sont présentés dans le tableau ci-dessous :
| Méthode de classification | Catégorie | Symbole | |
| Selon les performances de traitement | Objectif général | PT | |
| Occlusion mécanique | JY | ||
| Dessin en profondeur | SC | ||
| Résistance à l'emboutissage et au vieillissement | CS | ||
| structure | JG | ||
| En poids de la couche de zinc | le zinc | 001 | 001 |
| 100 | 100 | ||
| 200 | 200 | ||
| 275 | 275 | ||
| 350 | 350 | ||
| 450 | 450 | ||
| 600 | 600 | ||
| Alliage de zinc et de fer | 001 | 001 | |
| 90 | 90 | ||
| 120 | 120 | ||
| 180 | 180 | ||
| Par la structure de la surface : | Fleur de zinc normal | Z | |
| Petite fleur de zinc | X | ||
| Fleur de zinc lisse | GZ | ||
| Alliage zinc-fer | XT | ||
| Par la qualité de la surface : | IGROUP | I | |
| Groupe II | II | ||
| Par la précision des dimensions : | Précision avancée | A | |
| Précision générale | B | ||
| Par traitement de surface: | Passivation à l'acide chromique | L | |
| Couche d'huile | Y | ||
| Passivation à l'acide chromique et revêtement d'huile | LY |
La couche de zinc du n° 001 pèse moins de 100g/m2.
Tôle d'acier bouillante vs tôle d'acier calme
1. La tôle d'acier à bouillir est laminée à chaud à partir d'acier de construction ordinaire au carbone, également connu sous le nom d'acier à bouillir.
Ce type d'acier est partiellement désoxydé, en n'utilisant qu'une certaine quantité de désoxydant faible, ce qui entraîne une teneur élevée en oxygène dans l'acier en fusion. Lors de la coulée de l'acier dans la lingotière, une réaction entre le carbone et l'oxygène produit des gaz abondants, ce qui fait bouillir l'acier, d'où son nom. L'acier bouillant a une faible teneur en carbone et en silicium en raison de l'absence de désoxydation par le ferrosilicium (Si<0,07%).
La couche externe de l'acier bouillant est cristallisée dans les conditions d'agitation intense provoquées par l'ébullition, ce qui donne une surface pure et dense de bonne qualité, une excellente plasticité et une bonne performance d'emboutissage. Il n'y a pas de trous de retrait concentrés significatifs, moins de têtes de coupe, un taux de rendement élevé et un faible coût en raison des processus de production simples et de la consommation minimale de ferro-alliage. Les tôles d'acier à bouillir sont largement utilisées dans la fabrication de diverses pièces d'emboutissage, de bâtiments et d'ouvrages d'art, ainsi que de certaines pièces moins importantes. structure de la machine des composants.
Cependant, l'acier bouillant présente plusieurs impuretés à son cœur, une ségrégation importante, une organisation non compacte et des propriétés mécaniques inégales. En raison de sa teneur élevée en gaz, sa ténacité est faible, sa fragilité à froid est élevée, il est sensible au vieillissement et sa soudabilité est médiocre. Par conséquent, les tôles d'acier en ébullition ne conviennent pas à la fabrication de structures supportant des charges d'impact, travaillant dans des conditions de basse température, et d'autres structures critiques.
2. La tôle d'acier calmé est laminée à chaud à partir d'acier de construction ordinaire au carbone, appelé acier calmé.
Il s'agit d'un acier entièrement désoxydé où l'acier en fusion est désoxydé en profondeur à l'aide de ferromanganèse, de ferrosilicium et d'aluminium avant la coulée, ce qui donne une faible teneur en oxygène (généralement 0,002-0,003%). L'acier en fusion reste calme dans la lingotière, sans bouillir, d'où son nom.
Dans des conditions de fonctionnement normales, l'acier calme ne présente pas de bulles et sa structure est uniformément dense. En raison de la faible teneur en oxygène, il y a moins d'inclusions d'oxyde dans l'acier, la pureté est plus élevée, et la fragilité à froid et la tendance au vieillissement sont faibles. En outre, l'acier calme présente une ségrégation plus faible, des propriétés plus uniformes et une qualité supérieure. L'inconvénient de l'acier calme est la présence de trous de retrait concentrés, une faible limite d'élasticité et un prix élevé. Par conséquent, les matériaux en acier calme sont principalement utilisés dans les composants qui peuvent résister à des impacts à basse température, dans les structures de soudage et dans d'autres composants qui requièrent une résistance élevée.
Les plaques d'acier faiblement allié sont des plaques d'acier calme et semi-calme. En raison de leur résistance élevée, de leurs performances supérieures et de l'économie considérable d'acier qu'elles permettent de réaliser, ce qui réduit le poids de la structure, leur utilisation est de plus en plus répandue.
Plaques en acier de construction au carbone
L'acier de construction au carbone de haute qualité est un acier au carbone dont la teneur en carbone est inférieure à 0,8%. Ce type d'acier contient moins de soufre, de phosphore et de métaux lourds. non métallique que l'acier de construction au carbone, ce qui se traduit par des performances mécaniques supérieures.
L'acier de construction au carbone de haute qualité est divisé en trois catégories en fonction de sa teneur en carbone : l'acier à faible teneur en carbone (C≤0,25%), l'acier à teneur moyenne en carbone (C=0,25-0,6%) et l'acier à teneur moyenne en carbone (C=0,25-0,6%). acier à haute teneur en carbone (C>0,6%).
Les aciers de construction au carbone de haute qualité sont divisés en deux groupes en fonction de leur teneur en manganèse : les aciers à teneur normale en manganèse (manganèse 0,25%-0,8%) et les aciers à haute teneur en manganèse (manganèse 0,70%-1,20%), ces derniers ayant de meilleures propriétés mécaniques et une meilleure aptitude à la transformation.
1. Tôles minces et feuillards d'acier laminés à chaud en acier de construction au carbone de haute qualité :
Ils sont utilisés dans l'industrie automobile, l'aviation et d'autres secteurs. Les nuances d'acier comprennent l'acier bouillant : 08F, 10F, 15F ; l'acier calme : 08, 08AL, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. Les nuances 25 et inférieures sont des tôles d'acier à faible teneur en carbone, et les nuances 30 et supérieures sont des tôles d'acier à teneur moyenne en carbone.
2. Tôles d'acier épaisses laminées à chaud et feuillards larges en acier de construction au carbone de haute qualité :
Ils sont utilisés pour divers composants de structures mécaniques. Les nuances d'acier comprennent l'acier à faible teneur en carbone : 05F, 08F, 08, 10F, 10, 15F, 15, 20F, 20, 25, 20Mn, 25Mn, etc. ; l'acier à teneur moyenne en carbone : 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 30Mn, 40Mn, 50Mn, 60Mn, etc. ; l'acier à haute teneur en carbone : 65, 70, 65Mn, etc.
Plaques d'acier de construction dédiées
1. Tôles d'acier pour appareils à pression : Elles sont désignées par un R majuscule à la fin de la nuance, qui peut être indiquée par la limite d'élasticité ou la teneur en carbone/éléments d'alliage. Par exemple, Q345R, où Q345 est la limite d'élasticité. De même, 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR, 8MnMoNbR, MnNiMoNbR, 15CrMoR et autres indiquent la teneur en carbone ou les éléments d'alliage.
2. Tôles d'acier pour gaz de soudage cylindres : Ils sont indiqués par une majuscule HP à la fin de la nuance. La nuance peut être représentée par la limite d'élasticité, comme Q295HP, Q345HP, ou par des éléments d'alliage comme 16MnREHP.
3. Tôles d'acier pour chaudières : Indiquées par un g minuscule à la fin de la nuance. La nuance peut être indiquée par la limite d'élasticité, comme Q390g, ou par la teneur en carbone ou les éléments d'alliage, comme 20g, 22Mng, 15CrMog, 16Mng, 19Mng, 13MnNiCrMoNbg, 12Cr1MoVg, etc.
4. Tôles d'acier pour ponts : Indiquées par un q minuscule à la fin de la nuance, telles que Q420q, 16Mnq, 14MnNbq, etc.
5. Tôles d'acier pour poutrelles automobiles : Elles sont désignées par un L majuscule à la fin de la nuance, comme 09MnREL, 06TiL, 08TiL, 10TiL, 09SiVL, 16MnL, 16MnREL, etc.
Plaques d'acier colorées
Les plaques et bandes d'acier colorées sont des produits qui utilisent des bandes métalliques comme base et appliquent différents types de revêtements organiques sur leurs surfaces. Ils sont utilisés dans des domaines tels que la construction, les appareils ménagers, les meubles en acier, les outils de transport, etc.
Les classifications et les codes pour les tôles et les bandes d'acier sont indiqués dans le tableau suivant :
| Méthode de classification | Catégorie | Nom du code |
| Par usage | Construction extérieure | JW |
| Pour l'intérieur des bâtiments | JN | |
| Pour les appareils ménagers | JD | |
| Par état de surface | Plaque revêtue | TC |
| Feuilles imprimées | YH | |
| Feuilles gaufrées | YaH | |
| Par type de revêtement | Extérieur Polyester | WZ |
| Utilisation intérieure Polyester | NZ | |
| Polyester modifié au silicium | GZ | |
| Utilisation extérieure Acrylique | WB | |
| Utilisation intérieure Acrylique | NB | |
| Plastic Sol | SJ | |
| Sol organique | YJ | |
| Par catégorie de substrat | Feuillards d'acier à bas carbone laminés à froid | DL |
| Feuillards d'acier plats à petits angles | XP | |
| Feuillard d'acier plat à grand rayon | DP | |
| Feuillard d'acier allié zinc-fer XT | XT | |
| Feuillard d'acier électrozingué DX | DX |
Acier de construction pour la construction navale
En général, l'acier de construction navale fait référence à l'acier utilisé pour les structures de la coque des navires, c'est-à-dire aux matériaux en acier fabriqués conformément aux spécifications de construction des sociétés de classification des navires. Ces matériaux sont souvent commandés, produits et vendus en tant qu'acier spécialisé et comprennent les plaques de navire, l'acier de construction, etc.
Actuellement, plusieurs grandes entreprises sidérurgiques de notre pays le produisent et peuvent fabriquer des matériaux en acier pour la construction navale selon différentes spécifications nationales, en fonction des besoins des clients. Il s'agit notamment des normes de pays tels que les États-Unis, la Norvège, le Japon, l'Allemagne, la France, etc. Les spécifications sont les suivantes :
| Nationalité | Spécifications |
| Chine | CCs |
| États-Unis | ABS |
| Allemagne | GL |
| France | BV |
| Norvège | DNV |
| Japon | KDK |
| Grande-Bretagne | LR |
I. Types et spécifications
L'acier de construction pour les coques de navires est classé en niveaux de résistance en fonction de sa limite d'élasticité minimale : acier de construction à résistance générale et acier de construction à haute résistance.
L'acier de construction à résistance générale, conformément à la spécification standard de la société de classification chinoise, est divisé en quatre grades de qualité : A, B, D, E. L'acier de construction à haute résistance, conformément à la spécification standard de la société de classification chinoise, est divisé en trois niveaux de résistance, quatre grades de qualité :
| A32 | A36 | A40 |
| D32 | D36 | D40 |
| E32 | E36 | E40 |
| F32 | F36 | F40 |
II. Propriétés mécaniques et composition chimique
Les propriétés mécaniques et la composition chimique de l'acier de construction à résistance générale pour les coques de navires sont les suivantes :
| Qualité de l'acier | Point de rendement σs (MPa) pas moins de | Résistance à la traction σ b (MPa) | Élongation σ% Pas moins de | Carbone C | Manganèse Mn | Silicium Si | Soufre S | Phosphore P |
| A | 235 | 400-520 | 22 | ≤ 0.21 | ≥ 2.5 | ≤ 0.5 | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| B | ≤ 0.21 | ≥ 0.80 | ≤ 0.35 | |||||
| D | ≤ 0.21 | ≥ 0.60 | ≤ 0.35 | |||||
| E | ≤ 0.18 | ≥ 0.70 | ≤ 0.35 |
Propriétés mécaniques et composition chimique de l'acier de construction de coque à haute résistance
| Qualité de l'acier | Point de rendement σs (MPa) Pas moins de | Résistance à la traction σb (MPa) | Élongation σ% Pas moins de | Carbone C | Manganèse Mn | Silicium Si | Soufre S | Phosphore P |
| A32 | 315 | 440-570 | 22 | ≤0.18 | ≥0.9-1.60 | ≤0.50 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| D32 | ||||||||
| E32 | ||||||||
| F32 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A36 | 355 | 490-630 | 21 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D36 | ||||||||
| E36 | ||||||||
| F36 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A40 | 390 | 510-660 | 20 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D40 | ||||||||
| E40 | ||||||||
| F40 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 |
III. Points à noter pour la livraison et l'acceptation de l'acier de construction navale :
Examen de la certification de la qualité :
Lors de la livraison, l'aciérie fournira certainement des certificats de qualité originaux conformes aux exigences de l'utilisateur et aux spécifications convenues dans le contrat. Le certificat doit contenir les éléments suivants :
(1) Spécifications requises ;
(2) Numéro d'enregistrement de la qualité et numéro de certification ;
(3) Numéro de lot et grade technique ;
(4) Composition chimique et propriétés mécaniques ;
(5) Certificat d'approbation de la société de classification des navires et signature de l'expert maritime.
Examen physique :
Lors de la livraison de l'acier de construction navale, les objets physiques doivent porter la marque du fabricant, entre autres choses. Plus précisément, ils doivent comprendre
(1) Marque d'agrément de la société de classification des navires ;
(2) Marques dessinées à la peinture ou attachées, y compris les paramètres techniques tels que : numéro de lot, qualité standard, dimensions, etc ;
(3) L'aspect doit être propre et lisse, sans défaut.
(1) En raison de la grande rigidité de l'acier de construction formé à partir de tôles à haute résistance, qui présente de grands moments d'inertie et un module élevé de résistance à la flexion, en particulier parce que les exigences de l'application nécessitent un pré-poinçonnage avant le traitement de flexion à froid, des différences dans la planéité de la surface du matériau et dans les dimensions des bords peuvent apparaître.
Il est donc nécessaire d'ajouter davantage de dispositifs de positionnement latéral dans la conception des trous de pliage à froid pour ces plaques d'acier de construction à haute résistance.
La conception de formes de trous appropriées, la disposition raisonnable de l'espace entre les rouleaux et la garantie que le matériau entrant dans chaque forme de trou n'est pas dévié peuvent atténuer l'impact des différences de planéité de la surface du matériau et des dimensions des bords sur la forme de pliage à froid qui s'ensuit.
Une autre caractéristique importante est le phénomène de retour élastique sévère des plaques d'acier de construction à haute résistance. Dos d'âne peut conduire à des arêtes en arc de cercle, nécessitant un surpliage pour correction, et il est difficile de maîtriser l'angle de surpliage, qui doit être ajusté et corrigé au cours du débogage de la production.
(2) Plusieurs passes de formage sont nécessaires. La principale étape du processus de cintrage à froid des rouleaux est la déformation par cintrage.
À l'exception d'un éclaircissement mineur au niveau local angle de flexion du produit, l'épaisseur du matériau déformé est supposée rester constante pendant le processus de formage. Lors de la conception de la forme du trou, il est essentiel de répartir raisonnablement la quantité de déformation, en particulier lors des premières passes et des suivantes, où la quantité de déformation ne doit pas être trop importante.
Des rouleaux latéraux et des rouleaux de surpliage peuvent être utilisés pour pré-plier les profilés et aligner la ligne neutre de la section du profilé avec la ligne neutre du profilé fini, en équilibrant les forces exercées sur le profilé et en évitant le pliage longitudinal.
Si une flexion longitudinale est détectée au cours du traitement, des rouleaux supplémentaires peuvent être ajoutés en fonction de la situation, en particulier au cours des dernières étapes.
Des mesures telles que l'utilisation d'une machine à redresser, la modification de l'espacement des cadres, l'utilisation de rouleaux de support et le réglage des écarts entre les rouleaux de chaque cadre peuvent minimiser ou éliminer la flexion longitudinale. Il convient de noter que des compétences techniques approfondies sont nécessaires pour atténuer la flexion longitudinale en ajustant les écarts entre les rouleaux de chaque cadre.
(3) Le contrôle de la vitesse de cintrage à froid du rouleau et le réglage de la pression du rouleau de formage doivent être appropriés pour minimiser les fissures de fatigue dues au cintrage à froid répétitif.
Une lubrification et un refroidissement appropriés doivent être effectués afin de réduire davantage l'apparition de fissures dues aux contraintes thermiques et de contrôler l'impact sur l'environnement. rayon de courbure - le rayon de courbure ne doit pas être trop faible, sinon la surface du produit risque de se fissurer facilement.
Pour remédier au phénomène de fracture post-allongement observé dans les tôles à haute résistance lors du formage à froid et de l'application du froid, il est nécessaire de mettre en place un système de contrôle de la qualité. processus de pliageL'optimisation de la forme de la section, telle que l'augmentation du rayon de courbure, la réduction de l'angle de courbure à froid ou l'agrandissement de la forme de la section, en partant du principe que les exigences de conception mécanique du matériau sont satisfaites, est une méthode efficace. Cette méthode est recommandée pour répondre aux exigences de la conception structurelle.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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