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Acier de construction

Domaine d’application

Après un recuit de normalisation ou un formage à froid, les aciers de construction sont utilisés sur la base de leur charge de rupture et de leur limite d’élasticité, essentiellement dans le génie civil, la construction de ponts, d’ouvrages hydrauliques, de conteneurs, de véhicules et de machines.

Descriptif

Les aciers de construction non alliés représentent la majeure partie de la production totale d’acier. Ils sont habituellement fournis à l’état laminé à chaud.

Propriétés

Soudage:
Les aciers de construction présentent une très bonne soudabilité.


Propriétés mécaniques:

A l’état +N, les aciers de construction présentent des limites d’élasticité élevées, associées à une aptitude à la déformation plastique suffisante, notamment en cas de sollicitation par impact. Il convient de noter, à cet égard, la température à laquelle est contrôlée l’énergie d’impact. Le tableau suivant indique la température de contrôle à laquelle on atteint une énergie d’impact de 27J.

DésignationJRJ0J2J3J4J5J6
Température de contrôle °C+200-20-30-40-50-60

Propriétés technologiques:

Il s’agit de propriétés telles que l’usinabilité, l’aptitude au formage à froid  (formage à la presse, emboutissage pour les tôles), l’aptitude à la soudure, la résistance à la corrosion etc.

Propriétés physiques:

Exigences en matière de propriétés magnétiques, de conductivité thermique et de dilatation thermique.

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Numéro de matériauDésignationEtat de livraisonDimensions en stockApplications typiques
1.0553 ou
1.0570
S355J0 ou
S355J2
+U ou +N20mm à 500mmEléments de construction devant présenter les propriétés suivantes:
•    Stabilité
•    Soudabilité
•    Usinabilité

Soudabilité

En raison de la grande importance que revêt le soudage en tant que procédé d’assemblage pour les aciers de construction, nous vous proposons ici quelques explications sur la notion de soudabilité:

Aptitude au soudage:
Sie ist gegeben, wenn aufgrund der metallurgischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften eine den jeweils gestellten Anforderungen entsprechende Schweissung hergestellt werden kann.

Sécurité de soudage:

Celle-ci dépend non pas du fabricant d’acier, mais du transformateur d’acier. On peut parler de sécurité de soudage lorsque la pièce de construction soudée fonctionne en toute sécurité dans les conditions d’utilisation prévues (sans fragilisation, ni fissuration). Elle est tributaire du concept de construction (épaisseur de tôle, type et disposition des soudures, effet d’entaille) et des conditions de sollicitation (type, ampleur et degré de multi-axialité des contraintes, vitesse de sollicitation, température de service).

Possibilité de soudage:

Elle indique si le raccord concerné peut être réalisé parmi les raccords de finition choisis. Les trois facteurs d’influence ont un impact les uns sur les autres. Un acier est apte à la soudure lorsque la structure qui apparaît dans la zone d’influence de la chaleur reste encore suffisamment déformable par refroidissement rapide. Il faut ainsi éviter la formation de martensite ou limiter la teneur en carbone de l’acier de telle manière que la martensite conserve une aptitude suffisante à la déformation.
Outre le carbone, les éléments d’alliage influent également sur la tendance à la fissuration des parties durcies dans la zone d’influence de la chaleur. L’action combinée du carbone et des éléments d’alliage est fréquemment indiquée par le carbone équivalent Ceq. On utilise souvent la formule suivante pour les aciers de construction:
Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni+Cu)/15 [%]

Dans cette équation, les éléments d’alliage sont définis en tant que pourcentages en masse. Ils favorisent ainsi nettement moins la fissuration que le carbone.
En fonction de l’épaisseur de la pièce à usiner, on préchauffe généralement l’acier pour le soudage à 100°C jusqu’à 150°C, pour Ceq>= 0,45%. La vitesse de refroidissement qui diminue ainsi dans la zone d’influence de la chaleur réduit de manière très efficace la quantité de martensite, et donc la dureté dans la zone d’influence de la chaleur et la tendance à la fissuration.

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