acier - Définition.

acier - Définition. n.m., nom générique des alliages à base de fer dont la teneur en carbone ne dépasse pas 1,8 %. L'acier a été un matériau de construction très largement employé depuis la révolution industrielle jusqu'à la fin du XIXe siècle. Concurrencé ensuite par de nouveaux matériaux (béton armé, matières plastiques, matériaux composites par exemple), il n'en est pas moins resté aujourd'hui le plus demandé, et la sidérurgie, dont il constitue la production essentielle, demeure l'une des grandes branches industrielles de l'économie mondiale. Les aciers ordinaires (ou aciers au carbone). Ils furent les aciers d'origine et sont encore les plus utilisés. Constitués de fer et de carbone, ils contiennent parfois de faibles quantités d'autres composants. Les solutions solides fer-carbone qui les constituent se présentent sous forme de microcristaux enchevêtrés appartenant à divers systèmes cristallins dont les propriétés physiques sont très différentes et qui possèdent chacun un domaine de stabilité propre, lié à la teneur en carbone de l'alliage et à sa température. Malgré cette complexité, on constate pratiquement que, aux températures normales d'utilisation, et par rapport au fer pur, l'adjonction d'une quantité croissante de carbone provoque une diminution simultanée de la ductilité, des possibilités de soudure et de la résilience, accompagnée d'une augmentation de la dureté, de la limite élastique et de la charge de rupture de l'alliage. Les appellations traditionnelles des aciers ordinaires ne se réfèrent ainsi qu'à une seule propriété, leur dureté, même lorsque ce sont d'autres propriétés qui sont recherchées en vue d'une application déterminée ; elles vont de l'acier extra doux, à moins de 0,15 % de carbone, jusqu'à l'acier extra dur, à plus de 0,80 %. Certains traitements thermiques peuvent toutefois faire évoluer les caractéristiques microcristallines, donc les propriétés physiques, d'un acier de composition donnée en substituant un équilibre à un autre (changement de taille des microcristaux sans changement de système), ou en piégeant, par refroidissement brutal, procédé appelé trempe, une structure qui n'est normalement stable qu'à chaud. Les aciers ordinaires sont tous ferromagnétiques aux températures normales d'utilisation, comme le fer pur, mais avec la particularité de conserver tout ou partie de l'aimantation acquise après cessation du phénomène initiateur (rémanence). Ils perdent cette propriété à haute température en acquérant une structure qui n'est pas ferromagnétique. Les aciers spéciaux. Ils résultent d'une recherche systématique de l'amélioration de propriétés précises (diminution de la vitesse de fluage à chaud, augmentation de la résistance à certaines corrosions, de la résilience à basse température, de la dureté, du taux de rémanence magnétique, etc.) par apport de quantités significatives d'éléments divers tels que le chrome, le nickel, le molybdène, le tungstène ou le vanadium. À titre d'exemple, les aciers inoxydables 18-10 (18 % de nickel et 10 % de chrome) résistent bien à la plupart des corrosions oxydantes, surtout dans leur variante à très basse teneur en carbone, présentent une bonne résilience à froid et une faible vitesse de fluage à chaud, mais ne sont pas ferromagnétiques et ne peuvent pas dépasser les caractéristiques mécaniques des aciers ordinaires mi-durs. Les aciers semi-inoxydables à 17 % de chrome sont moins performants que les 18-10 dans tous les domaines cités, mais sont ferromagnétiques et peuvent accéder aux caractéristiques physiques des aciers ordinaires durs et extra durs.