Quels sont les types d’acier ?

L’acier est l’un des matériaux les plus utilisés au monde. Il n’est donc pas surprenant qu’il en existe de nombreux types. Il y en a en fait tellement qu’il est difficile de s’y retrouver.

Dans cet article de blog, nous aborderons plusieurs manières de définir les différents types d’acier et tenterons de remettre un peu d’ordre dans ce chaos.

Alors, comment pouvons-nous classer les différents types d’acier ? Il est possible de les ordonner en fonction de leur :

1. Méthode de production
2. Propriété
3. Forme
4. Composition
5. Utilisation

Ci-dessous, nous examinerons ces « classifications » et nous fournirons des exemples pour chaque groupe.

1. Méthode de production (procédés de fabrication et/ou de traitement) :

Nous avons constaté que des termes relatifs à la méthode de production sont souvent utilisés pour définir les différents types d’acier. Ci-dessous vous trouverez quelques exemples :

• Acier laminé à chaud
• Acier laminé à froid
• Acier trempé
• Acier revenu
• Acier recuit
• Acier moulé

L’acier laminé à chaud (LAC) est un métal pressé à haute température. L’acier laminé à froid (LAF) est fabriqué en effectuant le laminage à froid (à température ambiante) d’un acier qui a été laminé à chaud. L’acier LAC a une résistance mécanique moins élevée que celle de l’acier LAF, mais il est cependant plus malléable. L’acier LAF se laisse certes moins facilement modeler à cause de sa structure plus cassante, mais il est plus dur et résistant.

L’acier trempé a subi un traitement thermique spécial puis est refroidi rapidement. Ceci le rend dur, mais aussi cassant. Pour obtenir l’acier revenu, l’acier trempé est réchauffé à une température moyenne puis refroidi lentement. Ce procédé diminue la fragilité et augmente la ténacité, tout en conservant une partie de la dureté du métal.

L’acier recuit est (généralement) de l’acier formé à froid qui est réchauffé puis refroidi à l’état recuit. De cette manière, les contraintes internes sont réduites et le métal et plus malléable.

Puis, il y a aussi l’acier moulé. Celui-ci est produit généralement en versant de l’acier en fusion dans un moule spécifique. La liberté de conception du moulage est ainsi combinée à la ténacité de l’acier. N.B. : la fonte est produite de la même façon. Cet alliage contient toutefois beaucoup plus de carbone et il n’est, de ce fait, pas considéré comme de l’acier.

À côté de la classification par méthode de production, l’acier peut également être classé par méthode de traitement. Cette dernière concerne principalement le traitement de surface. Pour exemple, on peut citer :

• L’acier zingué
• L’acier galvanisé

L’acier zingué est le nom générique donné à de l’acier avec une couche de zinc. Il existe différentes manières pour obtenir ce résultat. Un traitement souvent utilisé est le zingage thermique, qui consiste à appliquer une couche de zinc relativement épaisse sur la surface. Puis, il y a également la galvanisation (pour produire de l’acier galvanisé), qui permet de déposer une fine couche de zinc au moyen d’un bain de zinc électrolytique. Ce qui est ciblé par ces différents types d’acier est l’obtention d’une surface résistante à la corrosion et plus rentable que l’inox.

Du point de vue terminologique, les aciers traités par revêtement par poudre et par laquage peuvent également être regroupés dans cette catégorie. Une différence essentielle réside dans le fait que la galvanisation et le zingage s’effectuent avant les autres processus d’usinage. Contrairement à la galvanisation, le revêtement par poudre ou par laque est appliqué après l’usinage.

Bien que les termes susmentionnés ne disent en fait pas grand-chose sur la composition ou les fonctions de l’acier, ils constituent un bon point de départ pour les ingénieurs ou les constructeurs qui doivent choisir un type d’acier pour leur projet.

2. Propriété (point fort) :

Nous avons également remarqué qu’il existe une classification fréquente des types d’acier selon une propriété distinctive. Par exemple :

• L’acier inoxydable
• L’acier résistant aux intempéries
• L’acier résistant à la chaleur
• L’acier anti-abrasion

L’acier inoxydable (inox) est sans aucun doute le plus connu. Ce type d’acier contient au moins 10,5 % de chrome et au maximum 1,2 % de carbone. Son point fort est sa résistance à la corrosion. L’inox est plus résistant à la formation de corrosion que l’acier normal.

Même si la composition de l’inox est la base pour définir ce type d’acier, la pratique démontre qu’il est classifié dans une catégorie à part. Nous faisons de même. C’est parce que ce type d’acier a un grand nombre de propriétés, d’utilisations et de traitements différents.

Il y a une chose qui peut également vous intéresser. L’inox est généralement subdivisé comme indiqué ci-dessous. Ces groupes en disent un peu plus sur la microstructure de l’acier inoxydable :

• L’inox austénitique
• L’inox ferritique
• L’inox martensitique
• L’inox duplex

L’acier résistant aux intempéries est plus connu sous le nom d’acier Corten. Cet acier de couleur brune, fréquemment utilisé à des fins décoratives, dispose également d’un avantage pratique. La couche de rouille (qui donne la teinte brun orangé) forme une pellicule de surface protectrice qui retarde fortement la progression de la corrosion. Elle permet ainsi de créer une résistance à diverses conditions météorologiques.

Le nom acier résistant à la chaleur en dit déjà long. De tels types d’acier ne sont cependant pas développés pour avoir un effet sur le point de fusion, mais pour éviter le scaling (calaminage) en cas de chaleur extrême. À chaque réchauffement la surface s’écaille. Cela signifie que la pièce en acier s’amincit au fil du temps et cela affectera ses propriétés mécaniques. L’acier résistant à la chaleur offre plus de protection contre le scaling.

L’acier anti-abrasion est un type d’acier très dur avec une résilience de surface élevée. Il a été conçu pour résister à l’abrasion, les chocs et/ou l’érosion et pour s’user moins rapidement que les autres types d’acier.

3. Forme (apparence)

Pour distinguer les différents types d’acier on regarde souvent aussi la forme. Voici les formes les plus courantes :

• La tige en acier
• Le fer plat en acier
• La barre en acier
• La tôle en acier
• Le tube en acier
• La poutre en acier

La tige en acier a la forme d’une barre et est souvent utilisée dans le béton armé.

Le fer plat en acier est une bande plate et mince retrouvée couramment comme renforcement de structure.

Quand nous parlons de barres en acier, nous entendons les massives barres droites (fréquemment avec une section ronde ou carrée) utilisées comme arbres, pièces de machines CNC et éléments de clôture.

La tôle d’acier est une plaque plate, utilisée dans sa forme originale mais aussi dans les constructions sur mesure. Les tôles peuvent servir par exemple comme revêtement pour les sols et murs. Elles peuvent, en outre, être usinées pour obtenir de plus petites pièces, des éléments pour un plus grand assemblage.

Les tubes en acier sont les tubes ronds et les tubes carrés et rectangulaires creux qui sont utilisés notamment dans les structures.

Les poutres en acier comprennent les profilés en acier (comme les profilés en H et I) qui sont utilisés comme poutres et supports dans la construction.

Hoewel de vorm niet direct iets zegt over de samenstelling en eigenschappen van het staal, impliceert het wel voor welke doeleinden het gebruikt wordt.

4. Composition (éléments)

Pour cette classification, les éléments ou un nom générique qui s’y rapporte, jouent un rôle pour la dénomination du type d’acier. L’acier est un alliage qui se compose principalement de fer (98 à 99 %) et d’une toute petite quantité de carbone (jusqu’à 2 %).

Ceci nous amène au premier groupe déterminé par la composition : l’acier au carbone (carbon steel). Le carbone est ici l’élément le plus important de l’alliage. De petites quantités d’autres éléments comme du manganèse, du molybdène, du chrome, peuvent être ajoutées en fonction de l’utilisation qu’on veut en faire.

L’acier au carbone peut être subdivisé en trois groupes :

• L’acier doux (< 0,25 % de carbone)
• L’acier mi-doux et mi-dur (0,25 à 0,60 % de carbone)
• L’acier dur (> 0,60 % de carbone)

L’acier doux est souple, tenace, assez malléable et facile à souder. L’acier dur l’est moins, mais il a une grande dureté et est plus résistant à l’usure. L’acier doux est donc utilisé dans la construction et pour les tôles. L’acier mi-doux et mi-dur est généralement employé pour les axes et essieux pour machines. L’acier dur apparaît couramment dans la fabrication d’outils comme les couteaux.

Un autre type d’acier qui a un élément dans son nom est l’acier au manganèse. Pour ce groupe, c’est le manganèse qui est l’élément le plus important de l’alliage. Il s’agit d’un type d’acier à grande ténacité, robustesse et (si correctement traité) résistance à l’usure. Il est utilisé entre autres dans la fabrication des broyeurs, godets de pelle et roues ferroviaires.

On rencontre également de temps en temps le terme acier au chrome. L’élément le plus important de cet alliage est le chrome cette fois-ci. Pour certains d’entre vous le terme « acier au chrome » ne dira pas grand-chose. C’est cependant un synonyme pour l’un des types d’acier les plus populaires déjà vu auparavant : l’inox.

Ensuite, il y a encore quatre termes qui ne se rapportent pas directement à un élément spécifique mais qui évoquent toutefois le nombre d’éléments ajoutés. Il s’agit de :

• L’acier non allié
• L’acier allié
  • L’acier faiblement allié (low-alloy steel)
  • L’acier fortement allié (high-alloy steel)

L’acier non allié ne comporte pas d’éléments d’alliage délibérément ajoutés, hormis le carbone. Seules de petites quantités de manganèse, de silicium, de soufre et de phosphore sont permises parce qu’elles sont considérées comme des résidus provenant du processus de production. Bien que l’acier non allié soit à la base un acier au carbone, on ne peut pas dire que l’acier au carbone est par définition un acier non allié. Ce dernier contient après tout une petite quantité d’autres éléments d’alliage.

L’acier allié contient des éléments d’alliage qui ont sciemment été ajoutés. Dans ce groupe, on distingue l’acier faiblement allié et l’acier fortement allié. L’acier faiblement allié contient moins de 5 % d’éléments d’alliage et offre souvent de meilleures propriétés avec des frais supplémentaires modérés. L’acier fortement allié comprend plus de 5 % d’éléments d’alliage pour obtenir des propriétés exceptionnelles, telles que la résistance à la corrosion, à la chaleur et à l’usure.

5. Utilisation (fonction)

Finalement, nous voyons parfois aussi des types d’acier qui sont classés en fonction de leur utilisation.

Prenez par exemple l’acier de construction, l’acier de bâtiment et l’acier pour les outils. Le premier terme concerne l’acier pour réaliser les structures comme les tubes et les profilés. Le deuxième est relatif généralement aux tiges en acier trouvées dans le béton armé (également appelé acier d’armature). Le troisième renvoie à l’acier employé dans la fabrication de fraises, de scies, de moules, de meuleuses et de nombreux autres instruments.

Vous avez encore des questions ?

Dans cet article de blog nous avons examiné les types d’acier les plus courants et nous les avons organisés en catégories pour vous donner un point d’appui.

Cet aperçu n’est pas exhaustif et la formulation des termes peut avoir causé une perte de nuances. Nous avons élaboré ces classifications en nous fondant sur nos propres connaissances et interprétations. Il se peut qu’il existe un autre consensus. Enfin et surtout : pas tous les termes sont strictement liés à des numéros de norme ou AISI. Ils sont cependant utilisés dans la pratique comme désignation pratique de certains types d’acier avec des propriétés reconnaissables. Tenez cela à l’esprit.

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