Acier
L'acier est un matériau composé principalement de fer à faible teneur en carbone. L'acier peut être formé à chaud ou à froid , il peut donc être forgé , plié , roulé et étiré .
L'acier est souvent défini comme un alliage fer - carbone avec une fraction massique maximale de carbone de 2 % [1] . Les alliages fer-carbone avec une proportion plus élevée de carbone sont appelés fonte et ne peuvent pas être formés plastiquement, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas être forgés ou laminés. En plus du carbone, l'acier contient toujours des résidus de phosphore , de soufre et d'autres impuretés indésirables. Types d'acier modernescontiennent également d'autres éléments qui ont été spécifiquement alliés pour améliorer les propriétés de l'acier. Les proportions des éléments d'alliage d'accompagnement et ultérieurement ajoutés ainsi que la structure cristalline après déformation et les conditions de traitement thermique sont déterminantes pour les propriétés de l'acier .
L'acier est l'un des matériaux de construction les plus polyvalents et peut être recyclé presque indéfiniment . Sa production (en 2016 : 1629 millions de tonnes) dépasse de plus de dix fois la quantité de tous les autres matériaux métalliques combinés. L'acier est disponible en grande quantité et à faible coût. Ses propriétés peuvent être variées dans une large gamme par alliage et traitement thermique . Il existe environ 3 500 types d'acier. [2]
L'acier peut être traité par coulée et surtout par laminage, forgeage, fraisage et soudage et présente une résistance élevée (acier simple 180 à 350 N/mm², acier à haute résistance jusqu'à bien plus de 1200 N/mm²) [3] , bonne trempabilité , Rigidité ( module d'Young ) et allongement à la rupture .
Le charbon et l'acier ( industrie montagnarde ) ont longtemps été les principaux piliers de l'industrie lourde . La production d'acier moderne continue à se développer du point de vue des émissions de CO 2 .
origine du mot
Le mot «acier» a évolué à partir du moyen haut allemand stahel , stāl , du vieux haut allemand stahal , du moyen bas allemand stāl , du moyen néerlandais stael et du vieux norrois stál ; à côté de la formation en j dans le vieux stehli 'hache' saxon et le vieil anglais stīle. [4]
définitions
EN 10020 – Définitions pour la classification des aciers
| |||
Région | matériaux | ||
Titre | Définitions pour la classification des aciers | ||
Brève description: | acier, définitions | ||
Dernière édition | 2000-03-22 | ||
classification | 01.040.77, 77.080.20 | ||
Normes nationales | DIN EN 10020:2000-07, ÖNORM EN 10020:2000-06-01, SN EN 10020:2000-07-15 |
La norme EN 10020:2000-07 indique ce qui suit pour la classification des aciers au point 2.1 :
"[L'acier est un] matériau dans lequel la fraction massique de fer est supérieure à celle de tout autre élément, sa teneur en carbone est généralement inférieure à 2 % et il contient d'autres éléments. Un nombre limité d' aciers au chrome peut contenir plus de 2 % de carbone, mais 2 % est la limite habituelle entre l'acier et la fonte .
La limite carbone de 2% est directement issue du diagramme fer-carbone . Jusqu'à une teneur de 2,06%, le matériau peut se présenter sous forme d' austénite , facile à mettre en forme.
littérature technique
Les définitions couramment utilisées dans la littérature technique sont basées sur la norme DIN EN 10020 et contiennent toutes la définition de matériau ferreux , la plupart du temps en référence à une teneur en carbone inférieure à 2 %. De plus, cependant, il est toujours souligné que l'acier peut être formé, c'est-à -dire qu'il peut être traité par forgeage, laminage et procédés similaires .
- "... fait référence aux alliages ferreux contenant moins de 2 % de carbone et aptes au travail à chaud."
- B. Ilschner, RF Singer Science des matériaux et technologie de fabrication : propriétés, processus, technologies. 5e édition. 2010, p.431.
- "Alliages fer-carbone à teneur en carbone i. Généralement moins de 2% en poids, qui peuvent être travaillés à froid ou à chaud (forgés), ..."
- H. Czichos, B. Skrotzki, F.-G. Simon : Hütte – Connaissances en ingénierie : Matériaux. 2014, p.24.
- "Les alliages fer-carbone qui peuvent être forgés sans autre post-traitement sont des aciers (C ≤ 2%)." L'ajout "sans autre post-traitement" exclut ici la fonte malléable , un type de fonte qui devient forgeable après traitement thermique. (trempe).
- Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulz (eds.): Science des matériaux. 11ème édition. 2012, p.181.
- "L'acier est du fer forgeable..."
- Böge : Manuel de génie mécanique. 21e édition. page E14.
- "Pratiquement tous les alliages techniques déformables de fer sont appelés acier."
- Erhard Hornbogen, Hans Warlimont Métaux : structure et propriétés des métaux et alliages. 6ème édition. 2016, p.291.
- "... représentent des matériaux ferreux qui i. Convient généralement au formage à chaud,..."
- Dubbel , 24e édition, page E34.
- "... qui se prêtent généralement au formage à chaud."
- VDEh : Science des Matériaux Acier - Tome 1 : Notions de base , 1984, p. 21.
Utilisation technico-historique des termes
Cette définition générale, en usage depuis le début du 20e siècle, comprend également le terme acier , qui à l'époque n'était presque plus produit et qui a une faible teneur en carbone généralement inférieure à 0,3 %. Cela signifie qu'il ne peut pas être durci et a un domaine d'application différent. Malgré sa composition similaire à l'acier, il n'est pas identique à l'acier en raison de diverses impuretés. Lorsque les œuvres modernes (du 20ème siècle) parlent d'"acier" dans un contexte historique, elles signifient généralement "fer forgé". Même dans les ouvrages sur l' histoire de la technique , le terme acier est utilisé pour désigner les matériaux en fer forgeables antérieurs. Le terme fer forgéservait dans l'Antiquité à la distinguer de la fonte , encore très polluée, et dès le Moyen Âge en plus de la fonte non forgeable . [5]
histoire
La première fusion du minerai de fer est déjà connue depuis le 2e millénaire avant notre ère. dans le royaume hittite d'alors , où vers le milieu du 1er millénaire av. C.-B. Des matériaux simples en fer forgeable et un simple acier durcissable ont été produits pour la première fois. [6] À l'époque, le minerai était fondu dans des fours à charbon de bois à des températures d'environ 1 250 °C. La forte contamination de la billette a permis la production de fer forgé de mauvaise qualité. Le fer était principalement utilisé pour les armes et les armures ainsi que pour les outils, moins dans l'agriculture ou comme bijoux.
Au 14ème siècle après JC, le haut-fourneau à charbon de bois (fourneau à pièces) a été développé en Europe. Il atteignait des températures plus élevées et nécessitait moins de charbon. Le minerai de fer a réagi avec le carbone du charbon de bois. Grâce à la teneur en carbone, la température de fusion était désormais inférieure à la température du haut fourneau, de sorte que la fonte brute liquide a été produite pour la première fois. Les propriétés du fer pourraient être spécifiquement influencées par le revenu , la cémentation , la trempe et le recuit .
Au cours de l'industrialisation, les hauts fourneaux étaient de plus en plus alimentés à la houille, ce qui rendait les matériaux en fer moins chers et augmentait les volumes de production. Dans le cadre de la technologie de production, le fer ou l'acier pouvaient désormais être utilisés comme matériau de construction pour les machines-outils [7] , qui sont ainsi devenues plus précises et efficaces. Le fer, rafraîchi par puddlage , était ensuite travaillé sous le marteau de forge pour éliminer les résidus de scories et rendre le matériau plus homogène. Ce processus de forgeage a également eu un impact majeur sur la qualité de l'acier. Ce n'est qu'alors qu'il a été enroulé en feuilles ou en rails et a rendu possible des applications exigeantes, par ex. B. les locomotives à vapeur, les rails, le pont ferroviaire de Griethausen et leTour Eiffel . [8] [9] [10]
Le procédé Bessemer (à partir de 1864) puis le procédé Siemens-Martin permettent d'affiner la fonte de façon ciblée afin d'en réduire la teneur en carbone. [11] Le raffinage élimine également les sous-éléments indésirables tels que le silicium , le manganèse , le soufre et le phosphore en ajoutant de l'oxygènebrûlé. Cela a permis la production d'acier de meilleure qualité, qui était cependant initialement un peu plus cher en raison du processus plus complexe. Dans les groupes sidérurgiques intégrés verticalement avec leurs mines de minerai, leurs hauts fourneaux, leurs usines Bessemer ou Siemens-Martin et leurs laminoirs, il s'agissait désormais de minimiser les coûts pour l'ensemble de l'entreprise. [12] Le procédé Siemens-Martin n'a été remplacé que lentement au milieu du XXe siècle par l'acier dit électrique issu des fours à arc électrique et le procédé Linz-Donawitz .
Dans l'industrie chimique, des pressions et des températures très élevées allant jusqu'à 330 bars et 550 °C étaient nécessaires pour certains procédés, comme le nouveau procédé Haber-Bosch pour la production d' ammoniac . L'hydrogène impliqué dans le processus diffusait dans l'acier des parois du réacteur, dissolvant le carbone qu'il contenait et diminuant ainsi la résistance de l'acier, entraînant des explosions du réacteur. En conséquence, des aciers fortement alliés ont été développés qui ne tirent pas leur force du carbone mais d'autres éléments d'alliage et sont donc chimiquement plus résistants. Le représentant le plus important est l' acier inoxydable austénitique au chrome-nickel . Les nouveaux aciers et procédés chimiques s'entraident ainsi pour réaliser une percée à grande échelle. [13]
La Montanunion a été fondée en 1952 sur une initiative française pour assurer le contrôle conjoint de la production de charbon et d'acier . L' Union européenne s'est ensuite progressivement développée à partir de la Montanunion . En conséquence, l'industrie sidérurgique de la République fédérale d'Allemagne a connu un grand essor. En 2008, l'industrie sidérurgique en Allemagne nécessitait environ 76 500 employés pour produire environ 46 millions de tonnes d'acier. Cette énorme augmentation de la productivité n'a été possible que grâce à des innovations techniques importantes.
Fabrication, recyclage et écologie
fabrication
La fonte brute est obtenue à partir de minerai de fer en le plaçant dans un haut fourneau avec du coke (charbon dégazé) . D'une part, le coke chauffe le minerai par combustion et, d'autre part, sert d'agent réducteur pour le minerai, qui est chimiquement constitué d'oxyde de fer. La fonte brute qui en résulte est utilisée comme matériau de départ pour la production d'acier. Il contient environ 4% de carbone et diverses impuretés.
Le procédé Linz-Donawitz (procédé LD) est techniquement répandu (72 % de la production mondiale) [14] . Dans ce cas, la fonte en fusion du haut fourneau est versée dans un grand récipient pivotant. Ce conteneur, le convertisseur, contient environ 300 tonnes de fonte en fusion. La réaction conduisant à la transformation de la fonte brute en acier est exothermique . Pour s'assurer que le convertisseur ne soit pas endommagé par des températures excessives, il doit être refroidi. A cet effet, de la ferraille ou de l' acier est ajoutée à la fonte brute. L'énergie nécessaire pour faire fondre les déchets de fer ou d'acier extrait une partie de la chaleur du processus. Néanmoins, les températures dans le convertisseur augmentent d'environ 1250 °C à environ 1600 °C.
Le processus de production d'acier brut commence lorsqu'une lance à oxygène refroidie à l'eau est insérée dans la masse fondue. De l'oxygène pur est insufflé dans la masse fondue par cette lance à une pression d'environ 10 bars. Il oxyde les éléments d'accompagnement, les oxydes gazeux résultants (monoxyde de carbone, dioxyde de carbone et dioxyde de soufre) s'échappent par l'ouverture du convertisseur dans la cheminée d'échappement. Des oxydes solides ou liquides se déposent à la surface de la fonte où, avec le calcaire préalablement ajouté, ils forment ce que l'on appelle des scories . Au bout d'environ une demi-heure, la teneur en éléments étrangers dans le bain a fortement diminué. Le laitier et l'acier en fusion (aujourd'hui l'acier brutappelés) sont versés séparément du convertisseur dans des seaux de transport.
Le deuxième processus important de fabrication de l'acier est le processus de l'acier électrique. Avec des électrodes en graphite sont utilisées dans le four à arc électriqueTempératures jusqu'à 3500 °C générées. Etant donné que ces températures n'apparaissent que localement aux pointes des électrodes en graphite, de l'oxygène peut être insufflé avec des lances pour accélérer l'homogénéisation de la distribution de température. Cela accélère considérablement le processus de fusion et environ 100 tonnes de ferraille peuvent être fondues en une heure environ. Tant la ferraille de l'entreprise, qui provient de la production d'acier, que la ferraille de tiers, par ex. B. voitures de ferraille utilisées. Des agents d'alliage peuvent déjà être ajoutés à l'acier fondu pendant la fusion. Le réglage affiné de l'analyse chimique souhaitée est effectué dans le four d'alliage après que l'acier en fusion a été amené à l'étape dite d'alliage. Pour de petites quantités ou en fonderieLes fours à induction sont souvent utilisés.
quantités de production
La production historique d'acier a longtemps été relativement faible : Selon les estimations, entre 20 000 et 30 000 t d'acier étaient produites annuellement dans les pays germanophones au Moyen Âge. [15] Vers 1950, la production mondiale dépassa pour la première fois 200 millions de tonnes, jusqu'au milieu des années 1970, elle passa encore à 700 millions de tonnes et resta à ce niveau avec des fluctuations mineures jusqu'au tournant du millénaire. Depuis lors, il n'a cessé d'augmenter pour atteindre plus de 1000 millions de tonnes, l'augmentation étant presque entièrement due à la Chine. [16]
En 2016, 1629 millions de tonnes d'acier ont été produites dans le monde. C'est plus de dix fois celui de tous les autres matériaux métalliques combinés. Seulement 115 millions de tonnes d'aluminium, le deuxième matériau métallique le plus important, ont été produites en 2016. Le pays manufacturier de loin le plus important était la République populaire de Chine avec une part de 50 %. Le plus grand producteur après la Chine est le Japon avec 6,4 %. 10% de la production mondiale est réalisée dans l'UE et 6,8% en Amérique du Nord ( ALENA ). En Allemagne, environ 43 millions de tonnes d'acier brut ont été produites en 2014 avec 87 000 employés. [17]
# | pays | Volume d'exportation (en millions de t) | ||
---|---|---|---|---|
2016 | 2018 | 2020 | ||
1 | ![]() |
43.4 | 46,9 | 33.4 |
2 | ![]() |
24,5 | 29,9 | 22,7 |
3 | ![]() |
21:4 | 29.1 | 22,7 |
4 | ![]() |
18.6 | 24,7 | 19.7 |
5 | ![]() |
14.1 | 23.3 | 16.0 |
6 | ![]() |
13.2 | 19.6 | 13.7 |
sept | ![]() |
12.8 | 16.4 | 12.2 |
8ème | ![]() |
10.6 | 15,0 | 11.0 |
9 | ![]() |
1,82 | 5,75 | 10.8 |
dix | ![]() |
11.5 | 16.3 | 10.7 |
À l'échelle mondiale | 301 | 422 | 325 |
En 2018, de l'acier d'un volume total d'environ 458 millions de tonnes a fait l'objet d'échanges transfrontaliers dans le monde entier. [18] La Chine était le premier pays exportateur international en termes de volume d'exportation, devant le Japon et la Russie. La Chine est donc de loin le premier producteur et exportateur mondial d'acier.
écologie et recyclage
Le fer, en tant que composant principal de l'acier, est non toxique pour l'environnement, les animaux, les humains et les plantes, même s'il est corrodé ou jeté. La sidérurgie est une grande consommatrice d'énergie. En 2013, le secteur sidérurgique représentait environ 18 % de la consommation totale d'énergie finale industrielle mondiale. [19] Dans l'analyse du cycle de vie de l'acier, il faut distinguer deux voies de fabrication :
- Production primaire : Lors de la production d'un kilogramme d'acier brut par la voie des hauts-fourneaux , les meilleurs hauts-fourneaux d'Europe émettent environ 1,475 kg équivalent CO 2 , ce qui est déjà proche de la limite théorique de 1,371 kg CO 2 . Des réductions plus importantes des émissions ne peuvent donc être obtenues que par des méthodes de production entièrement nouvelles. [20] Également dans la voie des hauts fourneaux , environ 20 % de matériaux de recyclage ( déchets ) [21] sont utilisés dans le soi-disant convertisseur .
- Recyclage de l'acier : Dans le cas de la filière recyclage en aciérie électrique, l' énergie chimique issue du charbon et utilisée pour réduire le minerai de fer peut être économisée par rapport à la filière haut-fourneau. Le recyclage de l'acier nécessite 60 à 75 % d'énergie en moins que la production primaire. [22] Il en résulte environ 0,75 kg de CO 2 par kg d'acier [23] , le bilan CO 2 exact dépend de la production d'énergie utilisée. Les problèmes de recyclage sont des substances étrangères individuelles telles. B. représente le cuivre, qui provient des appareils électriques.
En pratique, l'acier est d'abord fabriqué à partir de minerai, puis souvent recyclé plusieurs fois (une production primaire et plusieurs recyclages d'acier). Cela se traduit par des émissions moyennes de CO 2 d'environ 1 kg de CO 2 par kg de feuillard d'acier à chaud produit. A titre de comparaison : La production de 1 kg d'aluminium brut dégage 10 kg de CO 2 (en utilisant un mix énergétique moyen). Les déchets mélangés déchiquetés peuvent être séparés à l'aide de séparateurs magnétiquesune fraction de fer peut être récupérée. Les éléments d'alliage peuvent, mais ne doivent pas, être éliminés lors du recyclage. Ainsi, les aciers fortement alliés sont comptabilisés et rémunérés séparément par les acheteurs de métaux. D'autre part, le recyclage des contenants vides à parois minces et revêtus (déchets de canettes) est parfois appelé décyclage. [24]
Avec 500 millions de tonnes par an, l'acier est le matériau industriel le plus recyclé au monde. Le taux de recyclage de l'acier est de 70 % [25] , celui des applications individuelles de l'acier, par ex. T. à plus de 90 %. [26]
Pour protéger le fer et l'acier de la corrosion, on utilise des substances qui interfèrent avec le recyclage, sont perdues ou s'échappent en tant que substances importantes pour l'environnement ou doivent être conservées. Il s'agit notamment des éléments d'alliage chrome et nickel ainsi que des revêtements tels que la peinture, l'étain ( fer blanc ) et le zinc. Les poussières d'aciéries sont donc recyclées en Europe afin de récupérer le zinc qu'elles contiennent.
La sidérurgie est responsable d'environ 25 % des émissions de CO 2 du secteur industriel et d'environ 8 % dans l'ensemble. [27] [28] Pour atténuer le réchauffement climatique , l'industrie sidérurgique utilise ou teste un certain nombre de technologies de décarbonation . Celles-ci incluent l'utilisation de l'hydrogène, la capture et la réutilisation du carbone , et le déploiement plus large de fours à arc électrique pouvant fonctionner à l'énergie renouvelable. [29]
Domaines d'application et matériaux concurrents
L'acier est le matériau standard de l'ingénierie mécanique et un matériau de construction important dans la construction. La sous-discipline du génie civil qui traite des spécificités des charpentes métalliques est la charpente métallique . De l'acier utilisé en Allemagne, 35% est utilisé dans l' industrie de la construction , 26% dans la construction automobile , 12% dans les produits métalliques , 11% dans la construction mécanique et 9% dans les tuyaux (à partir de 2017).
L'acier est utilisé pour de nombreuses machines différentes , y compris les pompes , les grues , les systèmes de convoyage , les turbines ou les fraiseuses , pour les câbles d'acier , les ponts et la construction de bâtiments , en béton armé , pour les armes et les outils de toutes sortes, pour les tuyaux et les appareils chimiques , les récipients sous pression , rails , bateaux , voitures et motos . [30]De plus, l'acier est également utilisé dans les systèmes de stockage de chaleur à haute température.
Dans les branches de l'industrie où l'on valorise la construction légère (en particulier l'ensemble de la construction automobile et la construction aéronautique), des matériaux de moindre densité , tels que le titane , l'aluminium , le magnésium , les plastiques et les composites de fibres peuvent être utilisés à la place de l'acier. Cependant, étant donné que les autres matériaux métalliques sont souvent moins résistants et durs que l'acier, l'avantage de poids peut être obtenu grâce à l'utilisation ciblée d'aciers à haute résistance et à des mesures de conception - telles que le traitement de tôles plus minces avec des évidements et des bourrelets - être indemnisé. Bien que les matériaux composites fibreux présentent parfois une résistance et une rigidité beaucoup plus élevées dans le sens des fibres, leur construction et leur mise en œuvre diffèrent sensiblement de celles des matériaux métalliques et, surtout, sont nettement plus complexes.
Types d'aciers et de produits sidérurgiques
En 2017, plus de 2400 types d' aciers étaient répertoriés au Registre des Aciers Européens .
L'acier est différencié, par exemple [31]
- selon fonction ou utilisation : acier à outils , acier de construction , acier électrique , acier de blindage , acier pour construction légère , acier offshore , acier de construction navale
- selon le produit final : acier à ressort , acier à chaîne , acier pour moules en plastique, acier pour réservoirs sous pression , acier pour vannes, acier pour roulements , acier pour moules (pour profilés en acier )
- par formage : acier pour laminage à froid , acier pour emboutissage profond
- après le traitement thermique prévu : acier de cémentation , acier de nitruration , acier de revenu
- par alliage : acier au carbone , acier AHSS , acier doux
- par nuance : acier inoxydable , acier de base, acier de qualité
- selon propriétés spéciales : acier résistant à la chaleur, acier inoxydable , acier résistant aux intempéries, acier antitartre, acier résistant aux acides, acier de construction résistant aux intempéries
- selon tenue en température : acier pour travail à froid , acier pour travail à chaud , acier rapide
- Variantes spéciales : acier corten , acier biphasé , acier duplex
Classification selon les classes de qualité (EN 10020)
Selon EN 10020:2000, une distinction est faite entre trois classes de qualité principales :
- Aciers non alliés (aciers de qualité non alliés , aciers inoxydables non alliés ). Les aciers non alliés (souvent appelés acier au carbone ( AHSS ), acier au carbone ou acier au carbone dans les descriptions de produits ) contiennent principalement du carbone comme additif et seulement de petites quantités de chrome , de cuivre , de nickel , de plomb , de manganèse ou de silicium . Ils sont divisés en matériaux en acier pour un traitement thermique ultérieur et ceux qui ne sont pas destinés au traitement thermique.
- aciers inoxydables , c.-à-d. H Aciers ayant une fraction massique d'au moins 10,5 % de chrome et d'au plus 1,2 % de carbone
- Autres aciers alliés et aciers inoxydables alliés
Les noms abrégés des aciers sont spécifiés dans l ' EN 10027 . Environ 2 500 types d'acier différents sont produits aujourd'hui, dont environ 2 000 n'ont été développés qu'au cours des dix dernières années.
Les matériaux en acier sont divisés en groupes selon les éléments d' alliage , les composants structuraux et les propriétés mécaniques.
Classification selon les domaines d'application
D'autres propriétés importantes pour l'utilisateur sont les domaines d'application et les utilisations possibles des aciers. Il est donc également utile de l'étiqueter comme suit : [32] [33]
- Acier de construction – Les aciers de construction représentent plus de la moitié de la production mondiale d'acier . Il s'agit de la qualité standard utilisée principalement pour la construction de bâtiments et de machines, sauf s'il existe des exigences particulières en matière de résistance, de résistance à la corrosion ou d'autres propriétés. Il existe des aciers de construction non alliés (résistance générale/normale) et des aciers de construction alliés. Les aciers de construction ont souvent une très faible teneur en carbone.
- Acier de cémentation – Destiné à la cémentation des couches superficielles de la pièce finie. Cela augmente la teneur en carbone, qui n'était auparavant que de 0,1 et 0,2 %, jusqu'à 0,8 % dans la zone périphérique. Le noyau de la pièce reste dur et incassable car seule la couche externe durcit et devient cassante. [34] Les aciers cémentés pour les petites pièces et les composants résistants à l'usure soumis à des charges dynamiques sont particulièrement utilisés.
- Acier trempé - La teneur en carbone est comprise entre 0,1 et 0,6 %. Ces aciers sont bien adaptés à la trempe , un traitement thermique spécial pour la trempe ou la trempe complète de l'acier. Cette méthode de production est utilisée pour les engrenages. [34] mais aussi pour les composants fortement sollicités, par ex. B. turbines des centrales hydroélectriques.
- L'acier nitruré est destiné à être durci par nitruration . La teneur en carbone est d'environ 0,3 %. Application aux pièces sujettes à usure.
- Acier à outils - Utilisé pour fabriquer des outils , des matrices et des moules , et se caractérise par une plus grande dureté.
- Acier inoxydable - Ceux-ci sont disponibles en nuances ferritiques, austénitiques , martensitiques et duplex . Le premier est créé en alliant au moins 10,5 % de chrome . Dans les aciers inoxydables austénitiques, le nickel est également allié. Les aciers austénitiques ne sont pas magnétiques à température ambiante.
- Acier résistant aux acides - résistant aux acides et aux alcalis à partir d'une teneur en chrome d'au moins 17 % ; Utilisation : par ex. B. Installations d'embouteillage pour produits de nettoyage.
Classification selon DIN EN 10079 – définition des produits en acier
La norme DIN EN 10079 (définition des produits sidérurgiques) distingue les produits sidérurgiques en acier liquide, acier brut solide et produits semi -finis , produits plats , produits longs et autres produits. [35]
Les produits plats ont une section rectangulaire dont la largeur est nettement supérieure à son épaisseur. Ils sont divisés en
- aciers plats larges laminés à chaud, tôles et bandes sans traitement de surface, obtenus par laminage à chaud de produits semi- finis
- tôles et bandes laminées à froid sans traitement de surface, produites par laminage à froid (la réduction de surface est généralement supérieure à 25%), avec des formes spéciales
- Tôles et rubans électriques aux propriétés magnétiques définies ( à grains orientés ou non)
- Feuilles et bandes d'emballage en acier doux non allié (simples ou doubles laminées à froid ; en feuilles ou en rouleaux ; par exemple , tôle noire , fer blanc , tôle spéciale chromée d'une épaisseur de 0,17 à 0,49 mm et tôle étamée d'une épaisseur de plus de 0,5 mm)
- Produits plats avec traitement de surface, laminés à chaud ou à froid, par ex. B. avec revêtement comme
- Revêtements métalliques par trempage à chaud ( galvanisation à chaud ou aluminisation à chaud) ou dépôt métallique électrolytique (avec du zinc ou du nickel)
- revêtements organiques ( peintures , revêtement en poudre, etc.)
- revêtements inorganiques ( émail )
- produits composites (tôles et bandes plaquées, tôles et éléments sandwich).
Selon l'épaisseur du matériau, les produits plats sont divisés en tôles et bandes jusqu'à 3 mm d'épaisseur et en tôles fortes et bandes à partir de 3 mm d'épaisseur.
Construction structurelle
Comme pour de nombreux autres matériaux, la microstructure de l'acier détermine en grande partie les propriétés mécaniques, en particulier la dureté et la résistance. En plus du fer et du carbone, la plupart des aciers sont constitués de nombreux autres éléments qui sont au moins contenus sous forme d'impuretés - les compagnons de l'acier - ou sont intentionnellement alliés, les éléments d' alliage . La microstructure est donc relativement compliquée, mais repose essentiellement sur la structure des alliages fer-carbone purs (notamment dans le cas des aciers non alliés et faiblement alliés). Leur structure est quant à elle basée sur celle du fer pur. [36]
Les atomes de fer, comme tous les métaux, sont dans un arrangement régulier à l'état solide. En dessous de 911 °C, les atomes de fer se trouvent dans les coins d'un cube imaginaire avec un autre atome de fer au milieu. Cette structure est théoriquement répétée aussi souvent que souhaité dans toutes les directions et est généralement appelée cubique centré , dans le cas du fer également comme -fer. Au-dessus de 911 °C, le fer se présente sous la forme cubique dite à faces centrées , dans laquelle il y a encore des atomes dans les coins d'un cube imaginaire, mais cette fois un supplémentaire au milieu de chaque face du cube, mais aucun dans le milieu du cube. Cette variante est appelée- Fer visé. La différence essentielle pour l'acier est la densité différente : dans la forme cubique à faces centrées, les écarts entre les atomes de fer sont plus grands ; ils peuvent donc être plus facilement occupés par des atomes des éléments d'alliage.
Dans les alliages fer-carbone purs, il y a toujours du carbone dans les interstices entre les atomes de fer. -Le fer avec des atomes de carbone est généralement appelé -cristal mixte , dans l'acier souvent aussi comme ferrite (du latin ferrum = fer), tandis que -le fer avec du carbone intégré est appelé -cristal mixte et dans l'acier l'austénite est nommée d'après William Austen . Selon la température, l'austénite peut contenir une grande quantité de carbone, un maximum de 2,06 % en masse, tandis que la ferrite ne peut contenir qu'un maximum de 0,03 % de carbone. La température à laquelle l'austénite se transforme en ferrite dépend de la teneur en carbone et peut être trouvée dans le diagramme fer-carbone . Dans les deux cas, il y a renforcement en solution solide , c'est-à-dire une augmentation de la résistance. En plus de la solution solide de fer, le carbone peut également exister sous deux autres formes, surtout s'il y a plus de carbone que ne peut en contenir la solution solide : le graphite et la cémentite . Le graphite fait référence à des zones constituées uniquement de carbone, tandis que la cémentite est un composé chimique de fer et de carbone de formule Fe 3C est Le graphite se forme principalement avec un refroidissement lent après la coulée ou le recuit, tandis que la cémentite dure et cassante se forme avec un refroidissement rapide. Ils n'entraînent aucune augmentation de la force.
D'autres éléments d'alliage peuvent être présents dans l'acier sous diverses formes :
- Sous forme de cristal mixte : Les éléments dont les atomes sont beaucoup plus petits que ceux du fer (tels que le carbone, l'hydrogène ou l'azote) occupent les espaces entre les atomes de fer ( cristal mixte interstitiel ). Les atomes plus gros sont à la place d'un atome de fer dans le réseau de fer ( échange cristal mixte ). Ceux-ci augmentent également la force.
- Ils peuvent former d'autres composés chimiques, souvent avec le carbone, les carbures , par ex. B. carbure de tungstène ou carbure de vanadium , en partie entre eux. L'alliage simultané de soufre et de manganèse entraîne la formation de sulfure de manganèse . Certains éléments préfèrent également se combiner avec du fer. L'effet de ces composés est très différent dans le détail : certains sont importants pour le traitement thermique, d'autres augmentent la dureté et la résistance à l'usure, d'autres réduisent la résistance et rendent l'acier cassant.
- Ils peuvent former de petites particules composées uniquement de l'élément en question. Cela ne s'applique qu'à quelques éléments, dont le plomb, le graphite et le cuivre. Ils réduisent généralement la force.
Les caractéristiques
Propriétés physiques générales
La masse volumique de l'acier est de 7,85-7,87 g/cm 3 (7850-7870 kg/m 3 ).
Le point de fusion du fer pur est de 1536 ° C. L'ajout d'éléments d'alliage réduit généralement le point de fusion de l'acier et n'est que de 1400 ° C avec 2% de carbone. Comme on peut le voir sur le diagramme fer-carbone , l'acier, comme la plupart des alliages, n'a pas de point de fusion exact : à des températures supérieures à la ligne liquidus (ligne supérieure du diagramme), le matériau est complètement liquide, et il se situe partiellement entre les lignes liquidus et solidus (deuxième ligne supérieure) liquide et solide. Ce n'est que lorsque la ligne solidus est dégagée qu'il ne reste que du matériau solide.
La conductivité électrique de l'acier est légèrement inférieure à celle du fer pur à 10 × 10 6 A/(V m). Ainsi, l'acier C15 (avec 0,15 % de carbone) a 9,3 x 10 6 A/(V m), l'acier C35 8,6 x 10 6 A/(V m) et l'acier C60 7,9 x 10 6 A /(V m). ). La conductivité diminue donc sensiblement avec l'augmentation de la proportion de carbone, mais reste bien supérieure à celle de l' inox avec 1 · 10 6 A/(V m). [37]
propriétés mécaniques
L'acier est considéré comme un matériau très résistant mais aussi "doux", tandis que la fonte associée est considérée comme dure et cassante. La résistance est la force de section que le matériau peut supporter avant de se rompre (déchirure, rupture, etc.). Les composants en acier peuvent donc transmettre des forces élevées. L'acier est considéré comme "doux", c'est-à-dire déformable : Avant que l'acier ne casse, il se déforme, bien que cette déformation puisse être très importante dans l'acier. La fonte, quant à elle, casse sans déformation préalable. L'acier possède donc de grandes réserves de sécurité contre la casse, c'est pourquoi il est utilisé pour les pièces importantes du véhicule (direction, châssis, transmission).
La résistance des aciers les plus couramment utilisés, les aciers de construction non alliés , est comprise entre 180 et 350 N/mm². Il augmente avec l'augmentation de la teneur en carbone et autres éléments d'alliage. Le comportement de déformation des matériaux est enregistré dans des diagrammes contrainte-déformation . La force sur un échantillon de matériau est lentement augmentée et le changement de longueur est mesuré. La contrainte mécanique (force divisée par la surface de la section) et la déformation (changement de longueur par rapport à la longueur initiale) sont tracées dans le diagramme. Les aciers de construction ont une limite d' élasticité prononcéeon : La contrainte augmente d'abord proportionnellement à la déformation, puis diminue légèrement d'un coup. Le maximum de la droite dans le diagramme est la limite d'élasticité jusqu'à laquelle l'acier doit être utilisé. Il doit être dépassé pour le traitement par laminage et forgeage.
Les aciers à haute résistance peuvent atteindre des résistances supérieures à 1000 N/mm². Certains types spéciaux, comme ceux pour cordes de piano , atteignent même plus de 1800 N/mm². [38] [39] [40] L'acier est donc beaucoup plus solide que le bois, le béton et la pierre. La résistance liée à la densité, la résistance spécifique , est très élevée pour l'acier par rapport à ces matériaux. Les structures en acier sont donc plus légères pour la capacité portante donnée. L'acier n'est devancé que par quelques métaux légers comme l'aluminium , le magnésium ou le titane . [41]De tous les matériaux connus, les aciers sont parmi ceux qui présentent la plus grande résistance. Outre les alliages d'aluminium, de magnésium et de titane, des valeurs similaires mais inférieures sont également atteintes par les CFRP , des plastiques renforcés de fibres de carbone. [42]
L' allongement à la rupture, c'est-à-dire l'allongement à la rupture (extrémité de la courbe dans le diagramme contrainte-déformation), peut être de 50 % pour les aciers d'emboutissage profond à faible résistance , alors que les aciers à plus haute résistance ( AHSS ) ont généralement des allongements à la rupture plus faibles ; Les aciers de construction s'étirent très loin avant de casser. En revanche, la fonte et la céramique cassent lorsque la résistance est dépassée sans déformation plastique préalable. [43]
Le module d' élasticité des aciers ferritiques ordinaires est de 210 GPa (2,1.10 5 N/mm²). Dans le diagramme contrainte-déformation, il peut être vu comme la pente de la droite. Le module d'élasticité est donc légèrement supérieur à celui de la fonte (170 GPa) et nettement supérieur à celui des alliages d'aluminium (70 GPa). L'acier n'est surpassé que par quelques matériaux, notamment les métaux durs (environ 500 GPa) et le diamant (900 GPa). [44]
La dureté de l'acier peut varier considérablement et peut atteindre des duretés Vickers comprises entre 80 et 940 HV. Les aciers trempés recuits atteignent une dureté de 150 à 320 HV (150 à 300 Brinell , 1 à 33 Rockwell), les aciers trempés (trempés) se situent autour de 210 à 650 HV. L'acier à outils atteint jusqu'à 840 HV à l'état trempé. En comparaison, les matériaux en cuivre et en aluminium se situent entre 40 et 190 HV, tandis que les métaux durs atteignent 780 à 1760 HV. [45] Les céramiques typiques sont encore plus dures.
Propriétés technologiques
Les propriétés technologiques se réfèrent au traitement et à la transformation. Plus précisément, il s'agit de la coulabilité, de la forgeabilité, de l'usinabilité et de la soudabilité. À l'exception de la coulabilité, elles sont bonnes à très bonnes pour les variétés couramment utilisées.
coulabilité
La coulabilité est la capacité d'un matériau à être traité par coulée . On entend ici principalement la coulée en moule , dans laquelle les moules contiennent déjà la forme des produits finaux ultérieurs, et non la coulée en lingots.
L'acier est relativement difficile à couler, c'est pourquoi il représente une faible fraction massique de tous les matériaux utilisés dans les travaux de fonderie et est facilement surpassé par la fonte et l'aluminium , qui sont tous deux beaucoup plus faciles à couler. En 2011 [46] , environ 220 000 tonnes d'acier ont été utilisées dans les fonderies en Allemagne, alors que le chiffre était d'environ 4,2 millions de tonnes pour la fonte et 840 000 tonnes pour l'aluminium.
Les aciers spéciaux pour fonderies sont appelés aciers moulés . Il a tendance à se fissurer à chaud , ce qui ne peut être contrôlé qu'avec une expérience de coulée. De plus, le point de fusion est très élevé de 1580 °C à 1680 °C (fonte 1100 °C, fonte d'alliages d'aluminium autour de 600 °C), ce qui entraîne un besoin énergétique élevé lors de la fusion et des charges thermiques élevées sur les moules. et systèmes. L'acier est sujet aux brûlures de surface avec le moule lorsqu'il est coulé et il y a de grandes contremarchesnécessaire pour compenser la perte de volume lors du refroidissement dans le moule. Après solidification, les risers sont difficiles à séparer à nouveau. Les pièces moulées en acier sont environ trois fois plus chères que celles en fonte en raison des coûts de production élevés, bien que moins de matériau soit nécessaire en raison de la résistance plus élevée. [47]
Forgeabilité et formabilité
La formabilité est la capacité d'un matériau à être traité à l' aide de la technologie de formage . Le processus de loin le plus important du groupe est le forgeage , c'est pourquoi on l'appelle aussi forgeabilité. Le groupe comprend également le pliage , le laminage , l'emboutissage profond , l' extrusion et bien d'autres.
Plus les forces requises sont faibles et plus le matériau peut se déformer sans se casser ni se déchirer, meilleure est la formabilité. La force requise pour le formage est généralement liée à la surface de la section transversale et donnée en tant que limite d'élasticité . L'allongement maximal qu'un matériau peut supporter est l' allongement à la rupture .
Dans le cas des aciers de construction simples, la limite d'élasticité est relativement faible et l'allongement à la rupture très élevé. La limite d'élasticité est naturellement plus élevée dans les aciers à haute résistance, mais des matériaux nettement plus résistants sont également forgés, notamment des alliages de titane, de nickel et de cobalt. L'allongement à la rupture est généralement d'autant plus faible que l'acier est résistant. Une exception sont les aciers TRIP avec une limite d'élasticité faible à moyenne et un allongement à la rupture élevé. Pour la plupart des nuances d'acier, la limite d'élasticité peut être classée comme faible. Outre les aciers de construction, il s'agit notamment des aciers pour travail à chaud et des aciers de décolletage. Les alliages d'aluminium et de magnésium se situent dans une fourchette similaire. Cependant, l'allongement à la rupture peut être plus fluctuant : il est très faible dans les aciers de décolletage et presque aussi bon dans les aciers pour travail à chaud que dans les aciers de construction.
Lors du formage à froid , la contrainte d'écoulement et donc aussi la force nécessaire augmentent à mesure que le degré de formage (la déformation) est élevé. L'effet est connu sous le nom d' écrouissage et peut être utilisé pour forger des pièces particulièrement résistantes. La relation précise entre la limite d'élasticité et le degré de déformation est enregistrée dans les courbes d'écoulement . À des températures plus élevées, la limite d'élasticité et le durcissement diminuent dans presque tous les aciers. Lors du formage à chaud , la contrainte d'écoulement n'augmente plus du tout, même à de faibles degrés de formage. Dans le cas des aciers, cela se produit à des températures d'environ 1100 °C. [48] [49] [50]
usinabilité
L'usinabilité est l'aptitude d'un matériau à se modifier par usinage ( fraisage , tournage , rabotage , perçage , meulage ).) éditer. Cela dépend de la teneur en carbone, des autres éléments d'alliage et des conditions de traitement thermique. Les aciers à très faible teneur en carbone ont tendance à coller au tranchant et à former de longs copeaux de ruban qui peuvent se coincer dans la machine. Cependant, ils conduisent à de faibles efforts de coupe, mais aussi à de mauvaises surfaces. Avec des teneurs en carbone moyennes (0,2 % à 0,6 %), il n'y a aucun problème de collage. Les efforts de coupe augmentent, les surfaces s'améliorent et les copeaux deviennent plus courts. Par contre, l'usure de l'outil augmente. Les aciers à haute teneur en carbone entraînent des forces et des températures élevées ainsi qu'une usure élevée. Cependant, la qualité de surface et la fragmentation des copeaux sont bonnes. Des éléments tels que le phosphore, le plomb et le soufre favorisent l'usinabilité, les éléments augmentant la résistance comme le nickel la réduisent. La plupart des aciers sont relativement faciles à usiner à l'état doux (normalisé), mais à l'état trempé ou trempé, l'usure est très élevée, ce qui nécessite des outils coûteux en céramique de coupe ou en nitrure de bore.
soudabilité
La soudabilité indique dans quelle mesure un matériau peut être soudé . Surtout, les aciers de construction non alliés et faiblement alliés peuvent être très bien soudés, ce qui est une raison importante de leur utilisation généralisée, car l'assemblage par soudage est nettement moins cher que par d'autres techniques d'assemblage telles que les vis ou les rivets. Les aciers fortement alliés peuvent être problématiques lors du soudage. L' équivalent carbone , qui tient compte des différentes influences des divers éléments d'alliage, peut être utilisé comme une estimation approximative de la possibilité de souder un acier. L'aluminium est généralement beaucoup plus difficile à souder que l'acier. [51]
Modification des propriétés de l'acier et traitement thermique
Les propriétés mécaniques de l'acier (dureté, résistance) peuvent être modifiées de différentes manières :
- Formage à froid : Le forgeage, le laminage, l'étirage et les processus associés augmentent la résistance de tous les métaux et alliages à condition que la température soit inférieure à une limite dépendante du matériau. Le durcissement peut être souhaité et utilisé spécifiquement pour produire des pièces particulièrement résistantes, mais il peut également être indésirable si des contraintes internes excessives surviennent pendant le traitement. Les contraintes internes peuvent être réduites par un recuit ultérieur et ainsi les propriétés de performance souhaitées peuvent être définies.
- Alliage : L'alliage de différents éléments augmente généralement la résistance. Certains éléments comme le phosphore et le soufre rendent le matériau cassant. Le plomb a peu d'effet à température ambiante mais diminue la résistance à haute température. À certains niveaux minimaux, le chrome et le nickel améliorent la résistance à la corrosion .
- Traitement thermique : Cela permet de modifier la dureté et la résistance de différentes manières. Avant l'usinage, l'acier peut être recuit pour réduire les forces d'usinage, puis durci pour augmenter la résistance à l'usure avant utilisation. Le matériau peut être durci sur toute la section transversale, ce qui le rend également plus cassant, ou seulement dans les couches externes, tandis que les zones internes restent résistantes et résistantes.
Les procédés de traitement thermique sont divisés en plusieurs groupes :
- procédés (purement) thermiques : par ex. B. Lueur
- Processus thermochimique : La composition chimique de l'acier est modifiée, généralement uniquement dans les zones proches de la surface
- Procédés thermomécaniques : Ils combinent des procédés mécaniques (laminage, forgeage) et thermiques.
procédés thermiques
Les processus thermiques modifient la microstructure par des influences purement thermiques sans modification supplémentaire de la composition chimique et sans traitement mécanique simultané. [52]
- Recuit : Le recuit est une série de processus dans lesquels les pièces sont d'abord chauffées, maintenues à la température de recuit pendant un certain temps et finalement refroidies. Les paramètres du processus sont principalement la température et la durée de recuit, ainsi que la vitesse de refroidissement. Les résultats exacts dépendent de la composition particulière de l'alliage et de son état exact. Les traitements thermiques antérieurs peuvent avoir un impact plus important sur le résultat.
- Le détensionnement réduit ou élimine les contraintes résiduelles causées par le formage et est effectué à des températures relativement basses de 550 °C à 660 °C pendant 2 à 4 heures. D'autres changements de propriété sont évités.
- Le recuit doux réduit la dureté, principalement pour faciliter l' usinage ultérieur . La cémentite lamellaire se transforme en une forme sphérique.
- La normalisation (normalisation) crée une structure uniforme à grain fin. Les modifications structurelles causées par le traitement précédent sont ainsi éliminées.
- Le recuit à gros grains agrandit les grains dans la structure, ce qui est associé à une baisse de résistance. Il est utilisé avant l'usinage.
- Le recuit de mise en solution réduit les distributions inégales des composants d'alliage. La diffusion provoque le déplacement des atomes des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration . Cela se traduit généralement par des grains grossiers, qui peuvent être éliminés par formage à chaud (forgeage) ou normalisation.
- Le recuit de recristallisation est utilisé pour éliminer l'écrouissage et améliore ainsi la formabilité des matériaux fortement déformés.
- La trempe est une séquence de processus d' austénitisation (environ 800 °C), de trempe (refroidissement rapide) et de revenu (chauffage à 180 à 300 °C). La trempe rend l'acier très dur, mais aussi cassant. Un revenu ultérieur réduit la fragilité. Teneur en carbone à partir de 0,2 %.
- Le revenu est lié au durcissement. La trempe a lieu entre 450 et 650 °C, teneur en carbone comprise entre 0,3 % et 0,8 %.
- Bainite : Production de bainite dans l'ouvrage.
- Durcissement de la couche de surface : Les couches de surface sont rapidement chauffées tandis que les couches internes restent froides en raison de la conductivité thermique limitée. Les variantes sont la trempe à la flamme , la trempe par induction , la trempe par faisceau laser et la trempe par faisceau d ' électrons .
procédés thermochimiques
Ils modifient également l'acier chimiquement. Les méthodes suivantes sont utilisées : [53]
- La carburation augmente la teneur en carbone, en particulier dans les couches superficielles, ce qui augmente la dureté et la résistance.
- La carbonitruration augmente la teneur en carbone et en azote dans la couche superficielle.
- La nitruration forme des nitrures (composés azotés) dans la couche de surface.
- La cémentation consiste en la cémentation, la trempe et le revenu. Les aciers correspondants sont appelés aciers de cémentation .
- Le perçage est un procédé de trempe basé sur l'introduction de bore .
procédés thermomécaniques
Les procédés thermomécaniques reposent sur des traitements mécaniques (forgeage, laminage) associés à un traitement thermique. Le durcissement sous forme d'austénite est important , ce qui sert à augmenter la résistance. [54]
Littérature
- Verein Deutscher Eisenhüttenleute (Hrsg.) : Matériaux en acier, Volume 1 : Bases. Springer-Verlag , Berlin/ Heidelberg/ New York/ Tokyo 1984, ISBN 3-540-12619-8 , et Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1984.
- Verein Deutscher Eisenhüttenleute (Hrsg.) : Matériaux en acier, Volume 2 : Applications. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg/ New York/ Tokyo 1985, ISBN 3-540-13084-5 , et Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1985.
- Claus et Micah Wegst: Steel Key - Livre de référence Key to Steel 2010. Verlag StahlKEY, 2010, ISBN 978-3-922599-26-5 .
- Association professionnelle du forgeage : Nouveaux aciers pour le forgeage. Série d'informations sur la formation massive, Hagen 2012, ISBN 978-3-928726-28-3 .
- Theisen Berns : Matériaux ferreux. 4ème édition. Springer, 2013.
liens web
- Littérature par et sur l'acier dans le catalogue de la Bibliothèque nationale allemande
- Centre d'information sur l'acier
- Stahlseite : photographies de presque toutes les méthodes de production et de transformation de l'acier
- Service d'information sur le transport : informations spécialisées sur le transport de l'acier
- Animation flash Hüttenwerke Krupp Mannesmann "Modes de production d'acier"
- Meilleures techniques disponibles - (BAT). Téléchargez les fiches de référence MTD et les décisions de mise en œuvre. ( Memento du 17 juillet 2013 dans Internet Archive ) Sur : Umweltbundesamt.de.
- Patrick Chudalla, Thomas Stahl : Du minerai de fer à l'acier. Sur www.fh-muenster.de [1]
les détails
- ↑ Voir la section #Définitions
- ↑ DER SPIEGEL 1/2022, p.116, Jörg Römer : Une pépite venue du futur
- ↑ Le défi du câble d'acier à résistance maximale à la traction . Dans : Nippon Steel Technical Report No. 80, juillet 1999 (PDF, 333 Ko).
- ↑ Kluge. Dictionnaire étymologique de la langue allemande . Edité par Elmar Seebold . 25e édition revue et augmentée. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2011, ISBN 978-3-11-022364-4 , page 875.
- ↑ Wolfgang König (éd.) : Propyläen histoire de la technologie. Volume I, Propyläen, Berlin 1997, p. 419–421.
- ↑ Friedrich Cornelius : Histoire intellectuelle des débuts. Volume 1, Verlag Brill Archive, 1960, page 132.
- ↑ Wolfgang König (éd.) : Propyläen histoire de la technologie. Volume 3, Propyläen, Berlin 1997, page 330.
- ↑ Wolfgang König (éd.) : Propyläen histoire de la technologie. Volume 3, Propyläen, Berlin 1997, page 402 f. Ulrich Wengenroth : Fer, acier et métaux non ferreux. Dans : Ulrich Wengenroth (éd.) : Technologie et économie. (= technologie et culture. Tome 8). VDI-Verlag, Düsseldorf 1993, p. 100-103.
- ↑ Références : R. Sonnemann, S. Richter, H. Wolffgramm, G. Buchheim, H. Eschwege : Histoire générale de la technologie des débuts à 1870 . VEB Fachbuchverlag, 1981.
- ↑ Ulrich Wengenroth : Fer, acier et métaux non ferreux. Dans : Ulrich Wengenroth (éd.) : Technologie et économie. (= technologie et culture. Tome 8). VDI-Verlag, Düsseldorf 1993, p. 103.
- ↑ Eckhard Ignatowitz : Chimie pour l'école et le travail. Un manuel et un livre d'apprentissage. 4ème édition. Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Haan-Gruiten 1999, ISBN 3-8085-7054-7 , page 142.
- ↑ Ulrich Wengenroth : Fer, acier et métaux non ferreux. Dans : Ulrich Wengenroth (éd.) : Technologie et économie. (= technologie et culture. Tome 8). VDI-Verlag, Düsseldorf 1993, p. 115-119.
- ↑ Wolfgang König (éd.) : Propyläen histoire de la technologie. Volume 5, Propyläen, Berlin, 1997, page 46.
- ↑ ( La page n'est plus disponible , recherchez dans les archives Web : Production d'acier : Convertisseur d'oxygène devant un four électrique. Sur : stahl-online.de. )
- ↑ Science des matériaux Acier - Volume 1, p.4 f.
- ↑ Steel Primer, page 2.
- ↑ Acier et durabilité. (PDF) (N'est plus disponible en ligne.) Archivé de l' original le 8 juillet 2017 ; récupéré le 21 décembre 2015 .
- ↑ a b Trade Map - Liste des exportateurs pour le produit sélectionné (Fer et acier). Consulté le 7 février 2020 .
- ↑ Kun He, Li Wang : Un examen de l'utilisation de l'énergie et des technologies écoénergétiques pour l'industrie du fer et de l'acier . Dans : Examens des énergies renouvelables et durables . 2016, doi : 10.1016/j.rser.2016.12.007 .
- ↑ Manfred Fischedick et al. : Évaluation technico -économique des technologies innovantes de production d'acier. Dans : Journal of Cleaner Production . 84, 2014, pages 563 à 580, page 564, doi :10.1016/j.jclepro.2014.05.063 .
- ↑ Bilan de la ferraille d'acier 2014 : L'industrie du recyclage de l'acier a dû faire face à une baisse de 1,7 % des expéditions totales. ( Memento du 2 avril 2015 sur Internet Archive ; PDF) bdsv.org, communiqué de presse, 23 mars 2015.
- ↑ https://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/cycling-economics-fuer-die-tonne-1.5004792
- ↑ Multi-recyclage de l'acier. (PDF) Sur : stahl-online.de. (PDF; 1,03 Mo).
- ↑ Le recyclage de l'aluminium/du fer-blanc est-il intéressant ? (PDF) Sur : kopytziok.de. (PDF; 92 ko).
- ↑ Aciers : faits, chiffres, environnement et aciers verts. Sur : dierk-raabe.com.
- ↑ Point de situation sur le recyclage de l'acier dans la construction. (PDF; 386 Ko) Université de Wuppertal (PDF).
- ↑ Consommation d'énergie et émissions de CO2 dans l'industrie sidérurgique. AIE, 2019, consulté le 15 mai 2021 (anglais).
- ↑ Frank Wunderlich-Pfeiffer : La production d'acier à l'hydrogène entre en phase de test. Sur : www.golem.de. 7 octobre 2020, récupéré le 15 mai 2021 .
- ↑ Alexander Otto, Martin Robinius, Thomas Grube, Sebastian Schiebahn, Aaron Praktiknjo : Power-to-Steel : Réduction du CO2 grâce à l'intégration des énergies renouvelables et de l'hydrogène dans l'industrie sidérurgique allemande . Dans : Énergies . ruban 10 , Non. 4 , 2017, p. 451 , doi : 10.3390/en10040451 .
- ↑ Steel Institute VDEh (éd.) : Stahlfibel , Verlag Stahleisen, 2007, p. 162.
- ^ Entrée Stahl , BiBuch - portail d'information bilingue pour l'industrie et la technologie; consulté en mars 2019.
- ↑ B. Ilschner, RF Singer : Science des matériaux et génie de la production. 5e édition. Springer, 2010, p. 438 et suiv., 441–445.
- ↑ Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulz (eds.): Science des matériaux. 11ème édition. Springer, 2012, p. 239–284.
- ↑ a b C-Stahl Produktdatenblatt ( Memento du 17 décembre 2010 dans Internet Archive ), ThyssenKrupp Steel Europe, récupéré en juillet 2013.
- ↑ Dr.-Ing. Hans-Joachim Wieland : Informations sur les formulaires de produits (PDF) page 1, Stahl-Zentrum ; Dans : stahl-online.de. Récupéré en octobre 2019
- ↑ Hans Berns, Werner Theisen : Matériaux en fer. 4ème édition. Springer, 2013, p. 3–15.
- ↑ Matériaux métalliques - Propriétés physiques
- ↑ nssmc.com (PDF)
- ↑ H. Czichos, B. Skrotzki, F.-G. Simon : Connaissances en ingénierie – matériaux. Springer, 2014, p. 66.
- ↑ Amit Prakash, George Richard Sharp, Brian Townsend Deeken, William James Head, William H. Thomson : Récipient sous pression enveloppé d'acier . US9266642B2, 23 février 2016 ( google.com [consulté le 27 octobre 2021]).
- ↑ B. Ilschner, RF Singer : Génie des matériaux et génie de la production. Springer, 2010, pages 433 et suivantes.
- ↑ H. Czichos, B. Skrotzki, F.-G. Simon : Connaissances en ingénierie – matériaux. Springer, 2014, p. 59.
- ↑ Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulz (eds.): Science des matériaux. 11ème édition. Springer, 2012, ISBN 978-3-642-17716-3 , p. 241, 248.
- ↑ H. Czichos, B. Skrotzki, F.-G. Simon : Connaissances en ingénierie – matériaux. Springer, 2014, p. 62.
- ↑ H. Czichos, B. Skrotzki, F.-G. Simon : Connaissances en ingénierie – matériaux. Springer, 2014, p. 71.
- ↑ Günter Spur (éd.) : Archétypes du manuel. Hanser, 2014, p. 16.
- ↑ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (eds.) : Technologie de fabrication. 11ème édition. Springer, 2015, p. 24, 34.
- ↑ Eckart Doege, Bernd-Arno Behrens : Manuel de technologie de formage. 2e édition. Springer, 2010, p. 438–440.
- ↑ Hartmut Hoffmann, Reimund Neugebauer, Günter Spur (eds.): Manuel de formage. Hanser, 2012, 253.
- ↑ Science des matériaux Acier - Volume 1 : Bases. 1984, pp. 564–615, en particulier 564 sq., 567, 576.
- ↑ B. Ilschner, RF Singer : Science des matériaux et génie de la production. 5e édition. Springer, 2010, 387.
- ↑ Alfred Böge (éd.) : Manuel de génie mécanique. 21e édition. Springer, 2013, pages E35–E40.
- ↑ Alfred Böge (éd.) : Manuel de génie mécanique. 21e édition. Springer, 2013, pages E40f.
- ↑ Alfred Böge (éd.) : Manuel de génie mécanique. 21e édition. Springer, 2013, p.E41f.