AcierUn acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone. Il se distingue des fontes et des ferroalliages par sa teneur en carbone comprise entre 0,02 % et 2 % en masse. C’est essentiellement cette teneur en carbone qui confère à l'acier ses propriétés. Histoire de la production de l'acier L’Âge du fer se caractérise par l’adaptation du bas fourneau à la réduction du fer. Ce bas fourneau produit une loupe, un mélange hétérogène de fer, d’acier et de laitier, dont les meilleurs morceaux doivent être sélectionnés, puis cinglés pour en chasser le laitier.
Acier au carboneL’acier au carbone est un acier dont le principal composant d'alliage est le carbone, entre 0,12 et 2,0 %, les autres éléments d'alliages étant en quantité très faible. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance mécanique de l'acier peut être augmentée par traitement thermique, au détriment de sa ductilité. L'acier au carbone est un acier qui contient du carbone comme principal alliage. Il est solide, résistant et peu coûteux, mais il rouille facilement. L'acier inoxydable, quant à lui, contient principalement du chrome et de nickel.
AusténiteL'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911 et à la pression atmosphérique. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à ). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T < Tc = – et entre dans le domaine paramagnétique). vignette|Austénite.
SidérurgieLe terme sidérurgie, désigne à la fois les technologies d'obtention de la fonte, du fer et de l'acier à partir de minerai de fer, mais aussi l'industrie qui les met en œuvre. La création du terme est liée à la nécessité de distinguer la métallurgie du fer dans le vaste domaine de la métallurgie en général. Sa première attestation date de 1761, dans trois mémoires adressés à l'Académie des Sciences par Pierre-Clément Grignon, maître de forges. Il est sans doute le créateur du terme, ainsi que de qui apparaît dans les mêmes mémoires.
Diffusionless transformationDiffusionless transformations, also referred to as displacive transformations, are solid-state changes in the crystal structure that do not rely on the diffusion of atoms over long distances. Instead, they occur due to coordinated shifts in atomic positions, where atoms move by a distance less than the span between neighboring atoms while maintaining their relative arrangement. An illustrative instance of this is the martensitic transformation observed in steel.
Four (métallurgie)Cet article décrit les différents fours ou fourneaux entrant dans le raffinage des métaux. Fourneau à vent de Sefström : Invention de Nils Gabriel Sefström, métallurgiste suédois, extrêmement commode pour produire facilement et rapidement de hautes températures. Fourneau à vent de Deville : Inventé par Henri Sainte-Claire Deville, très commode pour produire de hautes températures. Sainte-Claire Deville y a fondu du platine.
BainiteLa bainite est le nom d'une microstructure de l'acier découverte en 1930 par E. S. Davenport et Edgar Bain lors de leurs études de la décomposition isotherme de l'austénite. Ce constituant se présente sous la forme d'un agrégat de plaquettes (ou lattes) de ferrite et de particules de cémentite. Il se forme lorsque le refroidissement de l'acier est trop rapide pour obtenir la formation de perlite mais trop lent pour obtenir la formation de martensite.
Deformation (engineering)In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.
Acier inoxydableL'acier inoxydable, couramment appelé acier inox ou inox, est un acier (alliage à base de fer et de carbone), comportant moins de 1,2 % de carbone et plus de 10,5 % de chrome, dont la propriété remarquable est d'être peu sensible à la corrosion et de ne pas se dégrader en rouille. La présence de chrome en solution au-delà de 10,5 % dans la matrice d'un acier provoque la formation d'une couche protectrice d'oxyde de chrome qui lui confère son inoxydabilité.
Déformation plastiqueLa théorie de la plasticité traite des déformations irréversibles indépendantes du temps, elle est basée sur des mécanismes physiques intervenant dans les métaux et alliages mettant en jeu des mouvements de dislocations (un réarrangement de la position relative des atomes, ou plus généralement des éléments constitutifs du matériau) dans un réseau cristallin sans influence de phénomènes visqueux ni présence de décohésion endommageant la matière. Une des caractéristiques de la plasticité est qu’elle n’apparaît qu’une fois un seuil de charge atteint.
Déformation d'un matériauLa déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.
Écrouissagedroite|vignette|Laminage : l'amincissement provoque un durcissement du métal. Lécrouissage d'un métal est le durcissement d'un métal ductile sous l'effet de sa déformation plastique (déformation permanente). Ce mécanisme de durcissement explique en grande partie les différences de tenues et résistance entre les pièces métalliques obtenues par corroyage (c'est-à-dire par déformation plastique : laminage, tréfilage, forgeage) et les pièces de fonderie (simplement coulées dans un moule).
Traitement thermique d'un métalLe traitement thermique d'une pièce de métal consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les caractéristiques mécaniques : dureté, ductilité, limite d'élasticité Ce procédé est souvent couplé avec l'emploi d'une atmosphère contrôlée lors de la mise en température de la pièce, soit pour éviter son oxydation, soit pour effectuer un apport ou changement moléculaire de surface (traitement de surface).
Acier à outilsvignette Les aciers à outils, aussi appelés aciers à outil ou aciers outil, sont des aciers utilisés pour la fabrication d'outils mécaniques tels que les mèches, dés de matriçage, outils de coupe, cisailles, marteaux et burins. Ces aciers se caractérisent par de bonnes propriétés mécaniques générales à des duretés élevées (HRC supérieur à 55). On distingue les aciers de travail à froid (travail à température ambiante), les aciers de travail à chaud (travail à température élevée), les aciers rapides (conçus pour les applications à haute température, notamment la découpe à haute vitesse — forets.
Martensitevignette|Martensite : Microstructure en forme d'aiguille. La martensite (fer α') est une phase métastable des aciers, issue de la transformation sans diffusion de l'austénite γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par Floris Osmond en 1890. La martensite est ferromagnétique. Elle possède une grande dureté (HV > 800) et une fragilité notable.
Métallurgievignette|Métallurgiste travaillant près des hauts-fourneaux. vignette|Ouvriers de la métallurgie dans les années 1920. La métallurgie est la science des matériaux qui étudie les métaux, leurs élaborations, leurs propriétés, leurs traitements. Par extension, on désigne ainsi l'industrie qui repose sur la maîtrise de cette science : de la fabrication des métaux et de leurs alliages, jusqu'à celle des biens qui en découlent. La définition de la métallurgie a largement évolué au cours du .
Stress–strain curveIn engineering and materials science, a stress–strain curve for a material gives the relationship between stress and strain. It is obtained by gradually applying load to a test coupon and measuring the deformation, from which the stress and strain can be determined (see tensile testing). These curves reveal many of the properties of a material, such as the Young's modulus, the yield strength and the ultimate tensile strength. Generally speaking, curves representing the relationship between stress and strain in any form of deformation can be regarded as stress–strain curves.
FluageLe fluage est le phénomène physique qui provoque la déformation irréversible différée (c'est-à-dire non instantanée) d’un matériau soumis à une contrainte constante (notée ), même inférieure à la limite d'élasticité du matériau, pendant une durée suffisante. Le fluage ainsi que la relaxation de contrainte sont deux méthodes en quasi statique de caractérisation des matériaux visqueux (cas du béton). vignette|100px|Essai de fluage à chaud.
Martinet (industrie)Un martinet est un gros marteau à bascule, longtemps mû par l'énergie hydraulique d'un moulin à eau, et utilisé depuis le Moyen Âge pour des productions industrielles diverses comme la fabrication du papier, du tan, du foulon, du chanvre, le forgeage du fer, le battage du cuivre. Le mot désigne par métonymie le mécanisme qui met en mouvement ce gros marteau, puis le bâtiment où il est installé. L'usage d'un martinet par les moines cisterciens est attesté dans des écrits en 1135 à l'abbaye de Clairvaux et archéologiquement vers 1220 à l'abbaye cistercienne de Fontenay en Bourgogne.
Acier au creusetL'acier au creuset désigne le métal issu d'un certain nombre de procédés historiques d'élaboration d'acier dans un creuset. Ces procédés consistent essentiellement à affiner ou refondre du fer ou de l'acier préalablement élaborés dans un four distinct. L'acier au creuset est souvent un acier de qualité supérieure, dont l'importance technique et culturelle est essentielle (wootz pour la fabrication d'armes, aciers d'Huntsman pour les ressorts d'horlogerie, etc).
