L'acier est un alliage, une combinaison de métal et de carbone. La teneur en carbone de l'acier atteint un maximum de 1,5 pour cent. En raison de sa dureté et de sa résistance, l'acier est utilisé dans la construction de bâtiments, de ponts, d'automobiles et de nombreuses autres applications de fabrication et d'ingénierie. La plupart des aciers produits aujourd'hui sont en acier ordinaire ou simplement en acier au carbone. Le carbone dans l'acier existe dans l'état de carbure de fer. D'autres éléments, dont le soufre, le phosphore, le manganèse et le silicium, sont également présents.
Teneur en carbone de l'acier
L'acier au carbone est défini comme l'acier qui a ses propriétés principalement en raison de sa teneur en carbone et ne contient pas plus de 0,5% de silicium et 1,5% de manganèse. Les aciers au carbone simples, qui varient de 0,06% de carbone à 1,5% de carbone, sont divisés en quatre types:
Ces aciers progressent de plus en plus tendres, mais ils ont aussi tendance à devenir plus fragiles. Le premier type est utilisé dans les carrosseries d'automobiles. Le deuxième type se retrouve dans les rails et les produits ferroviaires tels que les accouplements, les vilebrequins, les essieux, les engrenages et les pièces forgées. Le troisième type est utilisé dans les outils de coupe et les lignes de chemin de fer, et le dernier type est utilisé dans les pistons et les cylindres.
Propriétés physiques de base de l'acier
L'acier a une densité de 7 850 kg /m sup> 3, ce qui en fait 7,85 fois plus dense que l'eau. Son point de fusion de 1 510 C est plus élevé que celui de la plupart des métaux. En comparaison, le point de fusion du bronze est de 1 040 C, celui du cuivre de 1 083 C, celui de la fonte de 1 300 C et celui du nickel de 1 453 C. Le tungstène fond cependant à 3 410 C, ce qui n'est pas étonnant puisque cet élément est utilisé dans les filaments d'ampoule.
Le coefficient de dilatation linéaire de l'acier à 20 C, en μm par mètre par degré Celsius, est de 11,1, ce qui le rend plus résistant aux variations de température que, par exemple, le cuivre (16,7), l'étain (21,4) et le plomb (29,1).
Acier inoxydable
Les aciers inoxydables sont utilisés dans la construction lorsque la résistance à la corrosion est un atout majeur doit maintenir un tranchant. Une autre raison courante pour laquelle les aciers inoxydables sont utilisés est leurs propriétés à haute température. Dans certains projets, la résistance à l'oxydation à haute température est une exigence absolue, tandis que dans d'autres, la résistance à haute température est un besoin primaire.
Additifs à l'acier
Petites quantités d'autres métaux ajoutés à l'acier changer ses propriétés de manière favorable à certaines applications industrielles. Par exemple, le cobalt entraîne une perméabilité magnétique plus élevée et est utilisé dans les aimants. Le manganèse ajoute de la solidité et de la dureté, et le produit convient aux passages à niveau lourds. Le molybdène maintient sa résistance à des températures élevées, donc cet additif est pratique lors de la fabrication de pointes de vitesse. Le nickel et le chrome résistent à la corrosion et sont généralement ajoutés à la fabrication d'instruments chirurgicaux en acier.
