Les aciers

Les aciers sont des alliages de fer et de carbone (la teneur en carbone peut varier de 0.005% à 2% en poids) auxquels un certain nombre d’éléments comme le chrome, le molybdène, le nickel, le titane peuvent être ajoutés dans des proportions variables pour les rendre faiblement ou fortement alliés. Les aciers spéciaux doivent cette dénomination à leur composition chimique qui les différencie des aciers plus courants, peu alliés, parce qu’ils contiennent généralement davantage d’éléments d’addition, mais surtout parce que l’ensemble de leurs caractéristiques est toujours contrôlé pour garantir les propriétés d’emploi requises.
Les aciers à usinabilité améliorée

Aciers dont l’aptitude à être usinés a été améliorée par l’adjonction au cours de l’élaboration de faibles doses de certains métalloides ou métaux et par la maîtrise de la forme des inclusions.

Les aciers de nitruration

La nitruration est un traitement de surface qui consiste en un enrichissement en azote dans les couches superficielles de l’acier permettant d’augmenter la dureté (résistance à l’usure) et les propriétés tribologiques. Tous les aciers peuvent être nitrurés. Toutefois les aciers dits de nitruration contiennent des éléments d’alliage permettant d’augmenter la diffusion de l’azote lors du traitement et sa solubilité ou contribuant au durcissement.

Les aciers de cémentation / carbonitruration

La cémentation est un traitement de surface qui consiste en un enrichissement en carbone dans les couches superficielles de l’acier. Les traitements de nitruration et cémentation peuvent être combinés : c’est la carbonitruration. Cémentation, nitruration, carbonitruration, tous ces traitements sont réalisés à chaud et généralement suivis d’une trempe ou d’une trempe et revenu, hormis la nitruration, afin d’obtenir les caractéristiques de surface visées.

Élaboration

Aciérie électrique

L’acier est fabriqué à partir de ferrailles* refondues dans un four électrique, puis affinées (mise à nuance et ajout éventuel d’éléments d’alliages) dans un four d’affinage. Les 3 aciéries d’ASCOMETAL® sont des aciéries électriques.

*Ferrailles : Aciers de récupération issus de la démolition (BTP), de produits usagés (véhicules, appareils ménagers...), de chutes diverses (sidérurgie, forgerons, usineurs...). Les ferrailles sont triées en fonction de leur forme et de leur composition, ce qui permet à l’aciériste de choisir différents mélanges de ferrailles, afin de fabriquer une qualité d’acier donnée.

Métallurgie secondaire

A la sortie du four électrique, l’acier doit encore être modifié pour obtenir les propriétés requises au niveau du produit final d’où des opérations de métallurgie en poche ou de métallurgie secondaire. Il s’agit d’ajuster la teneur des différents éléments d’alliage et d’optimiser la teneur en impuretés. Parmi les principales opérations de métallurgie secondaire, le traitement par le vide.

Lingot

L’acier liquide est coulé dans un moule appelé lingotière. Le produit refroidi et démoulé est appelé lingot.

Coulée continue

La première partie d’une coulée continue est constituée d’une coquille (moule sans fond en cuivre intensément refroidi) et d’un mannequin (faux fond). A l’amorce d’une séquence de coulée continue, la poche d’acier liquide est disposée à l’aide d’un tourniquet au-dessus d’un répartiteur lui-même situé à la verticale de la machine de coulée et servant de réserve de métal pour les différentes files.

La poche de métal est ouverte par le fond, remplissant progressivement le répartiteur. Une fois ce dernier suffisamment rempli, la levée des quenouilles permet le remplissage à débit contrôlé des coquilles. Une fois les premiers centimètres de métal solidifi és en peau, le mannequin amorce sa descente dans la cage de la machine constituée d’une multitude de cylindres refroidis. A la sortie de cette cage, le métal est solidifi é à cœur ce qui autorise la découpe du mannequin. Une fois ce faux fond désolidarisé du brun de métal, nous entrons de manière effective dans le principe de coulée continue. Des portions de métal solidifi é (blooms) sont découpées en continu au cours de la descente et évacuées alors qu’au sommet de la machine les poches de métal liquide se succèdent et alimentent continuellement le répartiteur en métal liquide.

Ébauches

Bloom

Produit de grosse section (rond, carré ou rectangle). De façon générale, nous parlons de bloom lorsque la section est supérieure à un carré de 160 mm de côté.

Billette

Produit de section plus faible que le bloom (rond, carré ou rectangle).

Bloom ou billette de coulée continue

Produit (rond, carré ou rectangle) issu de la coulée continue. Les blooms de coulée continue sont le plus souvent destinés à être laminés, afin de produire des barres ou du fil.

Bloom laminé ou billette laminée

Produit issu d’un laminage de lingot ou de bloom.

Barre

Produit issu du laminage de bloom ou billette.

Fil machine et fil

Le fil machine est un produit laminé et enroulé à chaud en couronnes, de dimension supérieure ou égale à 5 mm. Le produit obtenu par tréfilage ou laminage à froid est appelé fil.

Transformation à froid

Tréfilage

Opération de transformation à froid sans enlèvement de copeaux consistant à faire passer du fil (ou des barres) au travers de filières permettant d’effectuer d’importantes réductions de section. Les produits obtenus sont calibrés, mais leurs caractéristiques mécaniques sont également modifiées (augmentation des caractéristiques mécaniques).

Parachèvement

Le produit sidérurgique peut être livré brut de laminage ou subir d’autres opérations diverses, dites de parachèvement. Voici quelques exemples d’opérations de parachèvement :
Dressage

La barre laminée est passée entre des galets (ou rouleaux), afin de lui donner la rectitude souhaitée.

Dressage de face

La barre laminée est mise à la longueur souhaitée par cisaillage ou tronçonnage. Ces deux opérations provoquent respectivement des déformations pour le cisaillage et des bavures pour le tronçonnage. Le dressage de face consiste donc en un usinage des faces des extrémités pour les rendre planes et nettes. Le dressage de face est une opération d’usinage permettant de créer une extrémité droite et propre.

Écroûtage

Opération d’usinage par enlèvement de copeaux effectuée à froid sur barres laminées. Les machines utilisées permettent d’obtenir des produits avec un excellent état de surface : aspect brillant, enlèvement de la décarburation et de la calamine.

Traitement thermique

Successions d’opérations de chauffage et refroidissement à des températures et vitesses contrôlées dont le but est in fine d’atteindre les caractéristiques mécaniques de l’acier en influant sur sa microstructure. Deux grands types de traitements thermiques peuvent être distingués :
Les traitements de recuit

Les recuits modifient la microstructure de l’acier (taille de grain, forme et type de structure cristallographique) dans différents buts : aptitude à l’usinage, aptitude au sciage ou cisaillage, adoucissement, obtention des caractéristiques mécaniques.

Les traitements de trempe et de revenu

Les traitements de trempe et de revenu sont destinés à obtenir des caractéristiques mécaniques élevées sans fragilité excessive du métal.

Contrôles Non Destructifs (CND)

Les CND représentent un large éventail de contrôles qui permettent de statuer sur la qualité des barres. Exemples :
  • mesures par laser pour des caractéristiques dimensionnelles
  • mesures par courant de Foucault pour les défauts de surface
  • mesures par ultrasons pour la qualité interne (présence de particules non métalliques ou de porosités dans les barres)...