Stagiaires GRETA

Type de document : Leçon

Fait le : 17/02/2004 par CD

Obj. Réf. : …/…/…

Valeur minimale de la limite d’élasticité en Mpa ou Résistance minimale à la traction en MPa

Facultatif : uniquement pour pièces moulées

Désignation de l’acier

1) La désignation des aciers :

1-1) Introduction :

La désignation des aciers est une codification qui permet de déterminer rapidement la qualité et la constitution d’un acier à partir d’une signification : la norme EN 10027

Cette norme mise en application en Novembre 1992 remplace la norme NF-A02 005.

Elle précise le système de désignation des aciers. Il éxiste actuellement deux systèmes européens qui sont utilisés pour désigner un acier normalisé.

a) La désignation numérique(ex : 10035)

C’est une désignation qui est composée de 5 chiffres compris entre 10000 et 19999.

b) La désignation symbolique (ex : S235 J2 G1)

Cette désignation est établie grâce à des caractères littéraux et numériques. Elle est constituée de 2 groupes :

- GROUPE 1 : La désignation des aciers de ce groupe se réfère aux carac

téristiques mécaniques ou physiques de l’acier désigné.

- GROUPE 2 : La désignation des aciers de ce groupe porte sur la compo

sition chimique.

1-2) Désignation symbolique des aciers du groupe 1

Elle est décomposée en 3 zônes : - symboles principaux

- symboles additionnels pour l’acier

- symboles additionnels pour les produits en acier

a) Généralités ou symboles principaux :

Le système de désignation symbolique des aciers est décomposée en 3 zônes :

Lettre	Lettre	Caractéristiques mécaniques
G	S	275

Symbole de l’énergie de rupture :

27 da N/mm²	40 daN/mm²	60 daN/mm²	T°C d’essai
JR	KR	LR	20
J0	K0	L0	0
J2	K2	L2	-20
J3	K3	L3	-30
J4	K4	L4	-40
J5	K5	L5	-50
J6	K6	L6	-60

Etat de livraison

M : laminage thermomécanique

N : normalisé ou laminage normalisant

Q : trempé et revenu.

Indication d’une autre caractéristique

Symbole G suivi, si nécessairement, par 1 ou 2 digits

G : si nécessaire, précède la nuance de l’acier spécifié lorsqu’il s’agit d’une forme moulée.

S : aciers de construction

P : aciers pour appareil à pression

L : aciers pour tubes de conduite

E : aciers de construction mécanique

B : aciers à béton

Y : aciers pour béton précontraint

R : aciers pour ou sous forme de rails

H : produits plats laminés à froid en acier à haute résistance pour emboutissage à froid

D : produits plats pour formage à froid, suivi par l’une des lettres suivantes : èC : pour les produits laminés à froid

èD : pour les produits laminés à chaud pour formage à froid

T : fer noir, fer blanc, fer chromé

M :aciers magnétiques

La désignation emploie les symboles suivants pour les symboles principaux :

Ces symboles suivis de de la valeur minimale de la limite d’élasticité ou de la résistance minimale à la traction en Mpa.

Exemples : S235, GS275, DD295 …

b) Symboles additionnels pour l’acier :

Cette seconde zône se décompose elle aussi en 2 parties distinctes : - les caractéristiques mécaniques de l’acier étudié.

- précision appliquée en fonction de

des caractéristiques mécaniques.

(voir page suivante)

C : formage à froid spécial

D : galvanisation

E : émaillage

F : forgeage

H : profil creux

L : basse température

M : forgeage thermomécanique

N : normalisé ou laminage normalisant

O : offshore

Q : trempé et revenu

S : construction navale

T : tubes

W : résistant à la corrosion atmosphérique

an : symbole chimique de l’élément spécifié

S 355 J2 G1 W :

Ø Acier de construction

Ø Re/ 355 MPa

Ø Kv -2O°C / 27 J

Ø G1 : normalisé ou laminage normalisant

Ø W : résistant à la corrosion atmosphérique.

Pour ce qui est des précisions des caractéristiques des aciers, voici les principaux composants retirés des documents normatifs :

Exemples :S 235 J0 :

Ø Acier de construction

Ø Re> 235 MPa

Ø Kv O°C / 27 J

1-3) Symboles additionnels pour les produits en acier :

Remarque : Il éxiste aussi des symboles pour les exigences spéciales pour l’acier telles que +C(Gros grain), +F(Grain fin) +H(trempabilité), +Z15, Z25, Z35(Propriétés de striction)

1-4) Désignation symbolique des aciers du groupe 2 :

Les aciers du groupe 2 sont désignés par leur composition chimique. Ils se subdivisent alors en 4 sous-parties :

Ø Sous-groupe n°1è Aciers non alliés spéciaux avec teneur en manganèse < 1%

Ø Sous-groupe n°2è Aciers non alliés spéciaux avec teneur en manganèse / 1% ou aciers alliés (sauf aciers rapides) avec teneur de chaque élément d’alliage < à 5%

Ø Sous-groupe n°3è Aciers alliés spéciaux avec teneur d’au moins un des éléments d’alliage /à 5%

Ø Sous-groupe n°4è Aciers rapides

Sous-groupe n°1 è Aciers non alliés spéciaux avec teneur en manganèse < 1% :

La désignation comprend successivement : - La lettre C

- Le centuple de la teneur moyenne spécifiée en % de carbone.

Exemple : C35 = acier à 0,35 % de carbone.

Sous-groupe n°2 è Aciers non alliés spéciaux avec teneur en manganèse / 1% ou aciers alliés (sauf aciers rapides) avec teneur de chaque élément d’alliage < à 5%

La désignation comprend successivement : - Le centuple de la teneur moyenne spécifiée en % de carbone.

- Les symboles chimiques des éléments d’alliage dans l’ordre décroissant des teneurs des éléments.

- Nombres représentants la teneur moyenne de chaque élément d’alliage à partir de son coefficient multiplicateur

Eléments d’alliages	Coefficient multiplicateur
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W	4
Al, Bé, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr	10
Ce, N, P, S	100
B	1000

Exemple : 36 Ni Mo 16.10 : Acier à 0,36 % de carbone

à 16/4 de nickel

à 10/10 de molybdène

Sous-groupe n°3 è Aciers alliés spéciaux avec teneur d’au moins un des éléments d’alliage

/à 5% :

La désignation comprend successivement : - La lettre X

- Le centuple de la teneur moyenne spécifiée en % de carbone.

- Les symboles chimiques des éléments d’alliage dans l’ordre décroissant des teneurs des éléments.

- Les nombres représentants la teneur moyenne de chaque élément d’alliage séparés par un trait d’union

Exemple : X5 CrNi 18-10 = acier à 0,05 % de carbone, 18 % de chrome, 10 % de nickel

Sous-groupe n°4è Aciers rapides

La désignation comprend successivement : - Les lettres HS

- Les nombres séparés par un trait d’union, précisant les teneurs des éléments d ‘alliage dans l’ordre suivant :

Tungsténe(W), Molybdène (Mo), Vanadium(V) et Cobalt(Co)

Exemple : HS2-9-1-8

2) Les éléments d’alliage:

2-1) Rôle des éléments d’alliage :

Ces éléments d’alliage ont pour rôle d’améliorer ou de modifier certaines caractéristiques mécaniques ou physiques de l’acier. Ils sont souvent pour rôle de garantir une meilleur soudabilité, résistance à la corrosion, à l’usure, la dureté, etc. Des éléments d’alliage non prévus font partie de la composition de l’acier, ce sont les impuretés. C’est le cas du soufre, du phosphore ou encore du magnésium. Certains éléments sont dits gammagènes et d’autre alphagènes.(Ils diminuent ou favorisent les domaines austénitiques et ferritiques).

2-2) Principales caractéristiques des éléments d’alliages :(définitons vues sur www.soudage.com)

Carbone (C) Élément gammagène : Cet élément est toujours présent dans les aciers. Il améliore les caractéristiques mécaniques (Charge à la rupture, fluage et dureté) Son dosage est limité car il favorise le pouvoir trempant de l'acier et augmente le risque de fissuration lors du soudage. Il influence notablement la résistance à la corrosion des aciers.

§

Manganèse (Mn) Élément gammagène : Cet élément est un désoxydant et un désulfurant très apprécié en soudage. Il augmente, dans une proportion inférieure au carbone, le pouvoir trempant de l'acier. Il confère à l'acier une grande résistance à l'usure et aux chocs à partir de 12% de Mn.

§

Nickel (Ni) Élément gammagène : Cet élément améliore les propriétés de l'acier, affine le grain, améliore la ductilité. Il est utilisé pour les aciers à très basses températures (- 196° C).  C'est l'élément prépondérant des alliages d'Inconel, de Monel.

§

Cuivre (Cu) Élément gammagène : Cet élément améliore la résistance à la corrosion en milieu aqueux salin. Sa teneur est généralement limitée à 0,5%

§

Chrome (Cr) Élément alphagène : Cet élément augmente la résistance à la rupture des aciers faiblement alliés. C'est un élément trempant très actif dans les aciers C + Mn. Il confère une bonne résistance à la corrosion des aciers fortement alliés. Lorsqu'il est associé avec le Molybdène et le Nickel, il confère de bonnes propriétés mécaniques à des températures supérieures à 500° Celsius.

§

Molybdène (Mo) Élément alphagène : C'est un élément trempant très actif. Il augmente la résistance au fluage des aciers au Chrome. Il diminue la fragilité au revenu des aciers. Il améliore sensiblement la résistance à la corrosion intercristalline et par piqûres des aciers inoxydables.

§

Silicium (Si) Élément alphagène : Cet élément est un agent réducteur désoxydant. Il améliore la tenue au fluage.

2-2) Principales caractéristiques des éléments d’alliages :

Éléments chimiques	Symbole chimique	Température de fusion	Densité volumique
Aluminium	Al	657° C	2,7
Antimoine	Sb	630° C	6,7
Bore	B	2300° C	2,4
Carbone	C	3727° C	2,3
Chrome	Cr	1875° C	7,2
Cuivre	Cu	1083° C	8,9
Étain	Sn	232° C	7,3
Fer	Fe	1535° C	7,8
Magnésium	Mg	650° C	1,7
Manganèse	Mn	1260° C	7,2
Molybdène	Mo	2620° C	10,2
Nickel	Ni	1452° C	8,9
Niobium	Nb	2468° C	8,4
Phosphore	P	44° C	1,8
Plomb	Pb	327° C	11,4
Silicium	Si	1410° C	2,3
Soufre	S	299° C	2,0
Titane	Ti	1668° C	4,5
Tungstène	W	3400° C	19,3
Vanadium	V	1735° C	6,1
Zinc	Zn	415° C	7,2
Zirconium	Zr	1852° C	6,5