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Aciers de Fluage

Certaines applications nécessitent l’utilisation d’aciers spéciaux capables de réagir de façon convenable dans des conditions particulièrement difficiles. Une bonne résistance au fluage permet par exemple au matériau considéré de disposer d’une capacité à se déformer plastiquement avant de se rompre sous une température et une charge constantes. Ce comportement est particulièrement utile pour résister à des sollicitations mécaniques sous une température supérieure à la température ambiante.

Mise en forme des ACIERS DE FLUAGE

Les aciers de fluage sont généralement utilisés pour répondre à des exigences techniques particulières. Les caractéristiques classiques d’alliages conventionnels ne suffisent donc pas toujours. De ce fait, les fabricants ont souvent recours à des étapes de trempe (dans l’eau, dans l’huile,…) ou de recuit pour améliorer significativement les performances de ces métaux alliés. Après fabrication, ces matériaux subissent ensuite des opérations de mise en forme jusqu’à obtention de semi-produits de forme bien spécifique. De manière générale, le travail des métaux peut se faire à l’état massif ou en feuilles. Dans le premier cas, la matière peut subir des opérations de type laminage, forgeage, filage, tréfilage ou encore étirage. Dans le second, elle peut être emboutie, pliée,… Les semi-produits ainsi obtenus (barre acier, rond acier, tole acier, tube acier,…) peuvent également être usinés (enlèvement de matière) par decoupe, abrasion, procédés physico-chimiques,… afin de correspondre à un cahier des charges plus spécifique.

Quelques nuances d’aciers de fluage et leurs utilisations

X4NiCrTi25-15 ou X5NiCrTi26-15 (nuance acier A286)
Type : austénitique
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur et au calaminage à l’air jusqu’à environ 800°C, stable chimiquement, peut être durci
Exemples d’application : aubes et disques de turbine à gaz, boulonnerie et visserie de fusées, tuyères

X12CrNiWTi16-13
Type : austénitique
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur et au calaminage à l’air jusqu’à environ 750°C
Exemples d’application : pales, disques, boulons de turbines à vapeur / à gaz

X20CrMoV12-1 ou X22CrMoV12-1 ou X21CrMoV12-1 (Böhler T550)
Type : matériau pouvant être trempé
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur avec une température maximale d’utilisation de l’ordre de 580°C
Exemples d’application : pales et disques de turbines, boulons pour moteurs et installations thermiques

X12CrNiMo12 (Böhler T552 / Jethete M-152)
Type : matériau pouvant être trempé
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur et à la corrosion, température maximale d’utilisation en continu de l’ordre de 560°C
Exemples d’application : pièces de turbines à gaz

Nuances d’outillages utilisées pour de la mise en forme à chaud (forge, fonderie, decoupe, emboutissage,…) X6NiCrTi26-15 et NiCr19NbMo présentent une bonne résistance au fluage, jusqu’à environ 650°C pour la première nuance et même au-delà de 700°C pour la seconde
32CrMoV12-28, X37CrMoV5-1 et X38CrMoV5-3 présentent quant à eux une bonne résistance au fluage jusqu’à environ 550°C

X37CrMoV5-1
Type : matériau pouvant être trempé, utilisé pour le travail à chaud
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur
Exemples d’application : vis et fourreaux d’extrusion pour matières plastiques, moules de couléee sous pression

X 38 Cr Mo V 5-3
Type : alliage acier de travail à chaud pouvant être trempé
Principales caractéristiques : Très résistant à la chaleur
Exemples d’application : inserts, conteneurs pour métaux lourds, moules à injection pour alliages légers

55 Ni Cr Mo V 7
Type : alliage acier allié de travail à chaud pouvant être trempé
Principales caractéristiques : Bonne ténacité
Exemples d’application : poinçons de filage, plaques d’ébavurage à chaud, lame de cisailles

Le marché des Aciers

Les aciers sont cotés au New York Mercantile Exchange (NYMEX), une bourse dédiée à l’énergie et aux métaux, sous forme de contrats à terme, ainsi que sur le London Metal Exchange. Leur prix est fortement dépendant du contexte économique, notamment de celui de la Chine, détentrice d’environ 50% du marché de l’offre et de la demande.

Après avoir connu une forte accélération fin 2017, la demande actuelle d’aciers à l’échelle mondiale semble se stabiliser avec une croissance estimée pour l’année 2018 à 1,6%. En cause, le ralentissement de la croissance chinoise, grande consommatrice d’aciers (environ 766 millions de tonnes estimées pour 2018). D’un autre côté, plusieurs installations de production d’acier ont été fermées dans le pays, pour vétusté ou non respect de la loi, ceci participant à l’augmentation de la demande, à une baisse de l’offre, et donc à une hausse des prix. A noter que le prix d’achat acier était relativement stable sur l’année 2017 (avoisinant ainsi les 600 USD/tonne), avant de connaître une véritable envolée fin de cette même année, dépassant la barre des 800 USD/tonne.

Face à un marché relativement imprévisible, le rôle du negociant semble important. Après avoir sélectionné un fabricant acier détenteur d’un certificat, il cible le meilleur moment pour se constituer un stock au coût le plus bas, lui permettant ensuite de proposer à son tour des semi-produits (tole, barre, feuille,…), frais de livraison et de transport inclus, à un prix d’achat acier suffisamment attractif.

Quelques normes

NF EN 10302 Mai 2008 « Aciers et alliage à base de nickel et de cobalt résistant au fluage »

NF EN 12536 Avril 2000 « Produits consommables pour le soudage – Baguettes pour le soudage aux gaz des aciers non alliés et des aciers résistant au fluage – Classification »

NF EN 10020 Septembre 2000 « Définition et classification des nuances d’acier »

NF EN 2002-005 Juin 2008 « Série aérospatiale – Méthodes d’essais applicables aux matériaux métalliques – Partie 5 : essai non interrompu de fluage et essai de rupture par fluage »

NF EN ISO 3580 Mai 2017 « Produits consommables pour le soudage – Électrodes enrobées pour le soudage manuel à l’arc des aciers résistant au fluage – Classification »

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