- Caractéristiques des alliages ferreux
- Utilisations des alliages ferreux
- Effets des éléments d'alliage sur les alliages de fer
- Références bibliographiques
Les ferroalliages sont principalement des combinaisons de fer homogène auquel on ajoute du carbone.
Parmi les métaux les plus utilisés, principalement alliés, il y a: Fer (Fe), Cuivre (Cu), Chrome (Cr), Zinc (Zn), Aluminium (Al), Titane (Ti), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Le manganèse (Mn), l'étain (Sn), le magnésium (Mg), le plomb (Pb) et le molybdène (Mo).
Les métaux et leurs alliages sont classés en 2 groupes: (1) ferreux, ceux à base de fer et (2) non ferreux, tous les autres.
Caractéristiques des alliages ferreux
Les alliages contenant moins de 2% de carbone (C) sont classés comme des aciers, tandis que ceux contenant plus de 2% de C sont appelés fonte ou fonte.
Dans les pièces moulées, comme son nom l'indique, les fontes sont principalement produites sous forme de pièces moulées. En revanche, dans les aciers, ils sont majoritairement produits sous forme de produits déformés et façonnés après moulage.
Dans la fonte, la forme préférée de carbone est le graphite élémentaire, tandis que dans les aciers, le carbone se trouve généralement sous une forme combinée avec d'autres éléments métalliques.
Utilisations des alliages ferreux
L'industrie sidérurgique est divisée en de nombreuses branches en fonction de son utilisation:
- Aciers au carbone ordinaires, principalement utilisés dans la construction de bâtiments et d'équipements d'ingénierie.
- Aciers inoxydables, pour pièces de machines, argenterie ou instruments médicaux.
- Aciers à outils, auxquels d'autres composés sont ajoutés pour les rendre plus résistants.
Effets des éléments d'alliage sur les alliages de fer
L'influence des éléments d'alliage sur les alliages ferreux dépend du type d'élément combiné.
- Le carbone est le principal élément de durcissement.
- Le manganèse contribue à la résistance et à la ténacité, et élimine l'excès de soufre pour augmenter sa facilité de travail à chaud.
- Le silicium est un désoxydant principal.
- L'aluminium est utilisé pour terminer la réaction de désoxydation.
- Le phosphore est principalement une impureté, il diminue la résistance et la ductilité.
- Le soufre ne fonctionne que pour augmenter l'usinabilité, mais dans la plupart des cas, il est aussi indésirable que le phosphore.
- Du cuivre est ajouté pour augmenter la résistance à la corrosion atmosphérique.
- Le cobalt augmente la dureté et améliore la consistance lors de la coupe du matériau, assurant la stabilité des propriétés à haute température.
- Le nickel est ajouté pour augmenter la résistance à la traction.
- Le tungstène offre une ténacité élevée, une résistance à la corrosion et aux températures élevées.
En général, une combinaison de 2 éléments d'alliage ou plus confère de meilleures propriétés que seule.
Les aciers Cr-Ni développent de bonnes propriétés de durcissement avec une excellente ductilité, tandis que les aciers Cr-Ni-Mo développent un durcissement encore meilleur mais avec une légère diminution de la ductilité.
Pour les industries chimiques où un processus d'échange thermique est strictement requis, il est obligatoire d'utiliser des équipements remplissant cette fonction.
Les équipements les plus couramment utilisés sont les échangeurs à double tube ou tube et coque. Le matériau du tuyau est principalement constitué d'acier au carbone ordinaire, en raison de son faible coût sur le marché et de sa conductivité thermique élevée pour transporter la chaleur.
Propriétés de certains alliages ferreux
Comportement de la ductilité d'un alliage ferreux en fonction du pourcentage de carbone
Références bibliographiques
- Propriétés matérielles.. Disponible sur: Materials23.blogspot.com
- Alliages. Disponible sur: es.wikipedia.org. Récupéré le 8 décembre 2017.
- Guanipa, V. (2011) Sélection de matériaux d'ingénierie. (Deuxième édition). Venezuela. Université de Carabobo.
- Incropera, F. (1999). Fondamentaux du transfert de chaleur. (Sixième édition). Mexique. Éditorial Pretince Hall Hispanoamericana SA