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ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 1 - Sciences des Matériaux Licence

ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 1 - Sciences des Matériaux Licence-GM (L1-S1) Chapitre * 3 DESIGNATION DES METAUX Désignation des Métaux et alliages selon le nouveau système CEN Progressivement à partir du mois de novembre 1992 : NB: Il est à noter qu'à la période actuelle est caractérisée comme période transitoire, deux systèmes de désignation sont pratiquement utilisés: Le nouveau système CEN et l'ancien système de l'AFNOR qu'il faut le voir dans la documentation technique. I. Symboles chimiques et AFNOR des métaux purs : Symbole AFNOR Symbole chimique Elément Symbole AFNOR Symbole Chimique Elément D N Nb P Pb Se S F Ta T W V Z Zr Mo Ni Nb P Pb Se Si S Ta Ti W V Zn Zr Molybdène Nickel Niobium Phosphore Plomb Sélénium Silicium Soufre Tantale Titane Tungstène Vanadium Zinc Zirconium A R Az Be Bi B Cd C K U E Fe G M Al Sb N Be Bi B Cd Cr Co Cu Sn Fe Mg Mn Aluminium Antimoine Azote Béryllium Bismuth Bore Cadmium Chrome Cobalt Cuivre Etain Fer Magnésium Manganèse II. Aciers non alliés (Aciers au carbone) : 1. Aciers non alliés d’usage général (S, E, etc.) : Caractérisés par une faible teneur en carbone, ce sont les plus utilisés. Ils existent dans des qualités diverses (JR, JO, J2, K2…) et des variantes réservées à des usages particuliers (moulage, soudage…). La plupart sont disponibles sous forme de laminés marchands (Profilés, poutrelles, ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 2 - Sciences des Matériaux Licence-GM (L1-S1) barres, tôles…) aux dimensions normalisées. Certains sont proposés en semi – fini : pré laqués, galvanisés, nervurés, ondulés etc… Applications : (Construction soudée, formage à froid ou à chaud, emboutissage, étirage, laminage, pliage…) : carrosseries, fers, et profilés pour le bâtiment, construction navale, plate-forme pétrolière, trains chaudronnerie, ameublement, électroménager. Désignation : la désignation comprend une lettre (S, E, etc.) suivie de la limite élastique à la traction Re en MPa ou N/mm2. S’il s’agit d’un acier moulé la désignation est précédée de la lettre G. G S 355 NL Exemple : GE 335, GS 235. Remarques : les valeurs de Rr, Re, A% et Kv indiquées varient d’une qualité à l’autre, dépendent des procédés de fabrication, des traitements, des épaisseurs d’un produit à l’autre. 2. Aciers spéciaux, non alliés, de type C : Applications : Destinés aux traitements thermiques (trempe, cémentation) des pièces petites ou moyennes, ils sont caractérisés par un ajustement précis de leur composition chimique, une plus grande pureté et des éléments d’addition en très faible quantité (Mn < 1% ; Cr+Ni+Mo < 0,63%). Désignation : La désignation comprend la lettre C suivi du pourcentage de carbone multiplié par 100 plus au besoin des indications complémentaires (E : teneur en soufre, C : formage à froid, S : ressort, D : tréfilage…) Exemple : GC35 E : 0,35 % de carbone, G = acier moulé, E = teneur maxi en soufre. Principales nuances normalisées : Les caractéristiques mécaniques varient selon les traitements et les dimensions.  Aciers à faible teneur en carbone (<0,3%) : Ils sont réservés à la cémentation (voir traitement thermique) et aux traitements de surface (catégorie des aciers doux).  Aciers à teneur moyenne en carbone (0,3 à 0,5%) : Ils sont utilisés pour les trempes et les revenus, dans le cas d’applications exigeant une plus grande résistance et une certaine tenue à l’usure Acier moulé (si nécessaire). S : aciers de construction. E : aciers de construction mécanique. P : aciers pour appareils à pression. B : aciers à béton. H : produits plats pour formage. L : aciers pour tubes. M : aciers électriques. Etc. Limite élastique Re en N/mm2. Indication complémentaire : F : forgeage. N : normalisé. M : laminage. Q : trempé et revenu. L : basse température. Etc… ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 3 - Sciences des Matériaux Licence-GM (L1-S1) (catégorie des aciers mi-durs). Ils sont utilisés pour les pièces moulées et forgées, les arbres les axes, les engrenages, la visserie…  Aciers à haute teneur en carbone (>0,5 %) : Ils sont employés pour des applications exigeant : grandes duretés, haute résistance, tenue à l’usure. Ils ont tendance aux déformations après trempe. Ils perdent leurs propriétés aux hautes températures. Ne durcissant pas en profondeur ils sont surtout utilisés pour des pièces petites en volume ou minces : (Pièces forgées, ressorts, lames, rasoirs, forets, matrices…). Exemple : C55 (XC55) ; C60 ; C65 ; C70 ; C80 (XC 80). III. Aciers faiblement alliés pour haute résistance : Pour ces aciers, aucun élément d’addition ne dépasse 5 % en masse (Mn ≥ 1 %). Ils sont choisis chaque fois qu’une haute résistance est exigée. Ils sont utilisés en l’état ou avec traitement. Désignation : La désignation comprend le pourcentage en carbone multiplié par 100, suivi des symboles chimiques des principaux éléments d’addition classés en ordre décroissant. Puis, dans le même ordre, les pourcentages de ces mêmes éléments multipliés par 4, 10 ,100 ou 1000 plus au besoin des indications complémentaires. G 35 NiCrMo 16 … Exemple : G 35 NiCrMo 16 (0,35 % de carbone, 4 % de nickel et des traces < 1 % de chrome et de molybdène, G = acier moulé). 1. Aciers de cémentation (% en carbone < 0,2 %) : En plus de la cémentation, ils peuvent recevoir une trempe dans la masse : trempabilité fonction de la composition. 2. Aciers pour trempe dans la masse : Ils permettent la trempe en profondeur des pièces massives, et sont beaucoup plus performant que les aciers de type C. Classement par résistances croissantes possibles : 28Mn6, (20MnCr5 – 38Cr2 – 46Cr2 – 20NiCr6 – 20CrMo4), (41Cr4 – 30NiCr11 – 34CrMo4 – 41CrAlMo7), (55Si7 – 45SiCrMO6), (42CrMo4 – 51CrV4 – 50CrMo4), (34CrNiMo6 – 31CrMo12 – 30CrNiMo8 – 36NiCrMo16). Remarque : L’acier 100Cr6 existe dans les variantes 100CrMn6, 100CrMo7.2, 100CrMnMo8 etc.… et il est utilisé pour les roulements. Acier moulé (Si nécessaire). % de carbone multiplié par 100 Principaux éléments d’addition Classés dans l’ordre décroissant. Teneur en % des éléments d’addition classés dans l’ordre décroissant x 4 pour Cr, Co, Mn, Ni, Si, W. x 10 pour : Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr. x 100 pour : Ce, N, P, S. x 1000pour B. ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 4 - Sciences des Matériaux Licence-GM (L1-S1) IV. Aciers fortement alliés : Ils sont destinés à des usages particuliers (inoxydables…). Pour ces aciers au moins un élément d’addition dépasse la teneur de 5 % en masse. Désignation : La désignation comprend la lettre X, symbolisant la famille, suivie des mêmes indications que pour les aciers faiblement alliés. Avec la seule différence c’est que pas de coefficient multiplicateur pour les pourcentages des éléments d’addition. G X 6 CrNiTi 18-11 Exemple : G X 6CrNiTi18-10 : (0,06 % de carbone, 18 % de chrome, 11 % de nickel et des traces de titane (< 1%), G pour acier moulé. 1. Aciers inoxydables : Famille très importantes, caractérisée par une grande résistance à la corrosion, à l’oxydation à chaud, au fluage (déformation sous des contraintes pour des longues durée) et subdivisée suivant la teneur en nickel (2,5 %). 1.1. Aciers inoxydables austénitiques (Cr + Ni) : Ces aciers, les plus utilisés sont les plus résistants à la corrosion (Ni > 7 %). Leurs caractéristiques sont :  Bonne tenue aux températures élevées.  Ductilité (A % élevé).  Bonne résilience.  Facile à forger et à souder.  Usinabilité médiocre.  Ils peuvent être durcis par corroyage (écrouissage) mais pas par trempe.  Leur degré de dilatation est élevé et leur conductibilité thermique est assez basse. Ces aciers existent sous de nombreuses nuances. Applications : (Chimie alimentaire, transports, nucléaire…) : pièces emboutis, chaudronnées, cuves réservoirs, armatures, vannes visserie… 1.2. Aciers inoxydables ferritique (au chrome) : Ils sont toujours ductiles ne durcissent ni par trempe (C < 0,08 %) ni par écrouissage, ils sont faciles à étirer, former, plier, forger, rouler (Ni < 1 %), les moins résistant à la corrosion. Leurs caractéristiques sont : G pour acier moulé (Si nécessaire) Lettre symbolisant La catégorie % de carbone x100 Principaux éléments d’addition Classés dans l’ordre décroissant Teneur en % des éléments d’addition (même ordre) ISET- Gafsa DGM Mr: MESSAOUI.M Chapitre 03 - 5 - Sciences des Matériaux Licence-GM (L1-S1)  Les plus économiques.  Usinabilité médiocre.  Soudabilité moyenne.  Peu résilient.  Faible résistance à la rupture (Rr) sous les températures élevées. Applications : Equipements ménagers, décoration intérieure, automobiles, mobiliers… 1.3 Aciers inoxydables martensitiques (0,08 ≤ C ≤ 1 %) :  Résistent aux chocs.  Durcissent par trempe.  Soudables à chaud.  Faciles à forger.  Bonne usinabilité et bonnes caractéristiques mécaniques à température élevée (Ni < 7 %).  Résistent moins à la corrosion que les précédents Exemple : X 30Cr13 existe en X 12Cr13, X 20Cr13, X 39Cr13, X 46Cr13 et X 12CrS13. Applications : Composants divers (toutes industries), couteaux ressorts… uploads/s3/ chap-03-designation-des-metaux.pdf