Stål

Stål Billede i infobox. Hovedtræk
Sammensætning jern
Carbon
Farve Grå
Dato for opdagelse 1865
Mekaniske egenskaber
Youngs modul 210 gigapascal

Et stål er en metallegering, der hovedsageligt består af jern og kulstof (i forhold mellem 0,02 og 2 masseprocent for kulstof).

Det er i det væsentlige kulstofindholdet, der giver legeringen stålets egenskaber. Der er andre jernbaserede legeringer, der ikke er stål, såsom støbejern og jernlegeringer .

Forfatning

Stål er designet til at modstå mekaniske eller kemiske belastninger eller en kombination af begge.

For at modstå disse belastninger kan kemiske grundstoffer tilsættes dets sammensætning ud over kulstof. Disse elementer kaldes yderligere elementer, de vigtigste er mangan (Mn), krom (Cr), nikkel (Ni), molybdæn (Mo).

De kemiske grundstoffer, der findes i stål, kan klassificeres i tre kategorier:

Af årsager, der ikke forstås godt, er bly under visse omstændigheder (især i atomindustrien) et "metallurgisk forurenende stof", som kan bidrage til opløsning, oxidation og sprødhed af stål, der udsættes for blylegeringer

Sammensætning, fordele og ulemper

Kulstofindholdet har en betydelig (og ret kompleks) indflydelse på stålets egenskaber: under 0,008% er legeringen ret formbar, og vi taler om "jern"; over 2,1% går vi ind i feltet jern / jerncarbid eller jern / grafit eutektisk , hvilket dybt modificerer smeltepunktet og legeringens mekaniske egenskaber, og vi taler om støbejern .

Mellem disse to værdier har stigningen i kulstofindholdet en tendens til at forbedre legeringens hårdhed og reducere dens brudforlængelse; vi taler om "blødt, halvblødt, halvhårdt, hårdt eller ekstra hårdt" stål i henhold til den "traditionelle klassifikation".

Traditionel klassificering af stål
Hårdhed Kulstofindhold
(%)
Ekstra blødt stål <0,15
Blødt stål 0,15 - 0,25
Halvblødt stål 0,25 - 0,40
Halvhårdt stål 0,40 - 0,60
Hårdt stål 0,60 - 0,70
Ekstra hårdt stål > 0,70

I noget gamle metallurgiske lærebøger kan vi som en definition af stål finde en jern-kulstoflegering, hvor kulstof varierer fra 0,2 til 1,7%; den nuværende grænse blev fastlagt ud fra det binære jern / kulstofdiagram. Der er dog stål med kulstofkoncentrationer over disse grænser (ledeburitisk stål) opnået ved sintring .

Stålets egenskaber ændres også ved at tilføje andre elementer, hovedsageligt metalliske, og vi taler om "legeret" stål. Deres egenskaber kan stadig forbedres kraftigt ved varmebehandlinger (især quenching eller cementering ) på overfladen eller i hjertet af materialet; vi taler derefter om "behandlede" stål.

Ud over disse forskellige muligheder og sammenlignet med andre metallegeringer ligger ståls største interesse på den ene side i akkumulering af høje værdier i de grundlæggende mekaniske egenskaber:

På den anden side forbliver deres produktionsomkostninger relativt moderate, fordi jernmalm er rigeligt på jorden (ca. 5% af barken) og reduktionen er ret enkel (ved tilsætning af kulstof ved høj temperatur). Endelig er stål praktisk talt helt genanvendeligt takket være skrotmetalsektoren.

De kan ikke desto mindre anerkendes som havende nogle ulemper, især deres dårlige modstandsdygtighed over for korrosion, som dog kan afhjælpes enten ved forskellige overfladebehandlinger ( maling , polering , zinkbelægning , varmgalvanisering osv.) Eller ved anvendelse af kvaliteter. af såkaldt "  rustfrit  " stål . Derudover er stål vanskeligt at støbe og anbefales derfor ikke til store dele af komplekse former (f.eks. Maskinrammer). Vi foretrækker derefter skrifttyper . Endelig når deres høje tæthed er straffende (f.eks. Inden for luftfartssektoren), vender vi os til lettere materialer (aluminiumbaserede legeringer , titanium , kompositter osv.), Som har ulempen at være dyrere.

Når pris er et vigtigt valgkriterium, forbliver stål foretrukket i næsten alle områder af teknisk anvendelse: offentligt udstyr (broer og veje, signalering), kemisk, petrokemisk, farmaceutisk og nuklear industri (trykudstyr, udstyr, der er genstand for flammehastighed, lagringskapacitet , forskellige containere), fødevareindustri (emballage og opbevaring), bygning (fittings, rammer, jernarbejde, hardware), mekanisk og termisk industri (motorer, turbiner, kompressorer), bilindustrien (karrosseri, udstyr), jernbane, luftfart og rumfart, skibsbygning , medicinsk (instrumenter, apparater og proteser), mekaniske komponenter (skruer, fjedre, kabler, lejer, gear), slagværktøjer (hamre, mejsler, matricer) og skæreværktøjer (fræsere, boremaskiner, indsatsholder), møbler, design og husholdning apparater osv.

Historie

Den Jernalderen er kendetegnet ved tilpasningen af højovnen til reduktion jern. Denne højovn producerer et forstørrelsesglas , en heterogen blanding af jern, stål og slagge , hvis bedste stykker skal vælges, hvorefter de knækkes for at drive slaggen ud.

Ved at skubbe vinden blæses forbrændingen, og metalets smeltetemperatur nås. Metallet ekstraheres ved at tømme diglen  : dette er produktion i højovnen . Der opnås derefter støbejern, hvor det flydende jern optager kulstof ved kontakt med trækulet . Faktisk finder to komplementære fænomener sted i smeltedigelens digel: jernet bliver fyldt med kulstof, når det kommer i kontakt med trækulet, hvilket sænker dets smeltepunkt. Derefter fortsætter dette smeltede metal med at blive beriget med kulstof ved at opløse trækulet. De første støbegods blev foretaget af kineserne i de stridende stater (mellem -453 og -221). De ved også, hvordan man brænder støbejernets kulstof ved at få det til at reagere med luft for at få stål. Dette er den indirekte proces, fordi produktionen af ​​stål finder sted efter opnåelse af støbejernet. I Europa og Asien, under oldtiden, stål blev også produceret ved re-brændstofpåfyldning jern med forbrændingsgasser og trækul ( opkullet stål ).

Réaumur grundlagde den moderne stålindustri ved at udføre et stort antal eksperimenter og offentliggøre resultaterne af sine observationer i 1722 : han var den første til at teoretisere, at stål er en mellemliggende tilstand mellem støbejern og rent jern, men kendskabet til tid tillader det ikke at være videnskabeligt præcist. Først i 1786 blev metallurgi videnskabelig: det år præsenterede tre franske forskere fra Lavoisier, Berthollet , Monge og Vandermonde for Royal Academy of Sciences en Mémoire sur le fer , hvor de definerede de tre typer jernholdige produkter: jern , støbejern og stål. Stålet fremstilles derefter af jern, selv produceret ved raffinering af støbejernet fra højovnen. Stål er mere sejt end jern og mindre skørt end støbejern, men hver mellemliggende transformation for at opnå det øger sine omkostninger.

Den industrielle revolution vises takket være udviklingen af ​​nye metoder til fremstilling og omdannelse af støbejern til stål. I 1856 var Bessemer-processen i stand til at producere stål direkte fra støbejern. Dens forbedring af Thomas og Gilchrist tillader dets generalisering. Disse opdagelser fører til masseproduktion af kvalitetsstål (for tiden). Endelig mod den anden halvdel af det XIX th  århundrede, Dmitry Chernov opdagede polymorfe transformationer af stål og etablerer den binære diagram jern / carbon, passerer metallurgi af staten håndværk end videnskab.

Fremstilling

Sammensætning og struktur

Kulstofindhold

Der er flere typer stål i henhold til masseprocenten af ​​kulstof, de indeholder:

Grænsen på 2,11% svarer til eutektikens ( ledeburitis ) indflydelseszone ; der er dog nogle ledeburitiske stål.

Den krystal struktur af stål ved termodynamisk ligevægt afhænger af deres koncentration (hovedsagelig carbon men også andre legeringselementer), og temperatur. Man kan også have strukturer ude af ligevægt (for eksempel i tilfælde af en slukning ).

Strukturen af rent jern afhænger af temperaturen:

Strukturen af jern + kulstof udvikler sig på en mere kompleks måde afhængigt af temperaturen og kulstofindholdet. Reglerne varierer afhængigt af om man er uden for "indflydelseszonen" af eutektoidet (mellem 0% og 0,022%), mellem 0,022% og 0,77% (hypoeutectoid) eller mellem 0,77% og 2, 11% (hypereutectoid; ud over det , det er støbejern). Se studiet af jern-kulstof-diagrammet.

På en forenklet måde for et kulstof mellem 0,022% og 2,11%:

Ulegeret (kulstof) stål kan indeholde op til 2,11 masseprocent kulstof. Visse legerede stål kan indeholde mere kulstof ved at tilføje såkaldte "gammagens" -elementer.

De forskellige mikrostrukturer af stål er:

Legeringselementer

Kulstof er af største betydning, fordi det er det, der i forbindelse med jern giver legeringen navnet stål. Dens indflydelse på ståls mekaniske egenskaber er overvældende. For eksempel med hensyn til forbedring af hårdhedsegenskaben er tilsætningen af ​​kulstof tredive gange mere effektiv end tilsætningen af ​​mangan.

Aluminium  : fremragende deoxideringsmiddel. Kombineret med ilt reducerer kornvækst i den austenitiske fase. Ud over en bestemt tærskel kan det gøre stålet uegnet til varmforzinkning.

Krom  : det er tilføjelseselementet, der giver stålet egenskaben af ​​mekanisk modstandsdygtighed over for varme og mod oxidation (ildfast stål). Det spiller også en afgørende rolle i korrosionsbestandighed, når den er til stede i et indhold på mere end 12 til 13% (afhængigt af kulstofindholdet). Tilføjet fra 0,5% til 9% øger det hærdbarheden og bevarelsen af ​​mekaniske egenskaber ved temperaturer over omgivelserne (familie af kromlegeret stål). Det har en alfagen rolle.

Kobolt  : anvendes i mange magnetiske legeringer. Forårsager modstand mod blødgøring ved temperering.

Mangan  : danner sulfider, der forbedrer bearbejdeligheden. Øger hærdbarheden moderat.

Molybdæn  : øger overhedningstemperaturen, modstandsdygtigheden over for høj temperatur og krybbestandighed. Øger hærdbarhed.

Nikkel  : fremstiller stål med et højt chromindhold austenitisk (gammagenisk rolle). Bruges til at fremstille stål med moderat eller høj hærdbarhed (afhængigt af de andre tilstedeværende elementer), lav austeniserende temperatur og høj sejhed efter hærdebehandling. Det er legeringselementet par excellence til fremstilling af duktilt stål ved lave temperaturer (9% Ni-stål til konstruktion af kryogene tanke, 36% Ni-stål kaldet "  Invar  " til konstruktion af LNG-tankskibe og præcisionsmåleinstrumenter).

Niob  : samme fordel som titanium, men meget mindre flygtig. Inden for svejsning erstatter den det derfor i fyldstofmetaller.

Fosfor  : øger hærdbarheden kraftigt. Øger korrosionsbestandighed. Kan bidrage til indkomstskørhed.

Silicium  : fremmer den krystallinske orientering, der kræves til fremstilling af et magnetisk stål, øger den elektriske modstand. Forbedrer modstandsdygtigheden over for oxidation af visse ildfaste stål. Anvendes som et deoxiderende element.

Titanium  : høj karburogen effekt (som niob) og reducerer derfor martensitets hårdhed. Fanger carbon i opløsning ved høj temperatur og derfor reducerer risikoen for intergranulær korrosion af rustfrit stål (TiC dannes før Cr 23 C 6 og undgår derfor kromforarmelse ved korngrænsen).

Wolfram  : forbedrer hårdhed ved hærdet temperatur på hærdet, hærdet stål. Funktioner, der i det væsentlige er identiske med dem af molybdæn.

Vanadium  : øger hærdbarheden. Hæv overhedningstemperaturen. Forårsager modstandsdygtighed over for blødgøring ved hærdning (markeret sekundær hærdningseffekt).

Struktur

Efter afkøling af en ingot størkner stålet i austenitisk tilstand. Under afkøling nedbrydes austenitten ved 727  ° C , enten i ferrit + perlit eller i perlit + cementit . Kølehastigheden såvel som legeringselementerne har stor betydning for den opnåede struktur og derfor for stålets egenskaber. Ja :

Generelt :

Visse kemiske grundstoffer kan "fange" kulstof til dannelse af carbider (f.eks. Titanium eller aluminium). De forhindrer således dannelsen af ​​cementit.

Stålets struktur kan ændres ved termomekaniske behandlinger  :

Den pulvermetallurgi består i komprimering af stålpulveret og opvarmning under smeltetemperaturen, men nok til, at kornene er "svejst" ( sintring ). Dette gør det muligt at kontrollere stålets struktur og dets overfladetilstand (især ingen krympning eller krympning ), men indfører porøsitet .

Forskellige "familier"

Der er stål med lavt legeret, lavt kulstofindhold, og tværtimod stål, der indeholder mange legeringselementer (for eksempel indeholder et typisk rustfrit stål 8% nikkel og 18% masse efter vægt).

Forskellige klassifikationer

Hvert land har sin egen metode til at udpege stål. Diagrammet overfor viser den europæiske betegnelse i henhold til standarder EN 10027-1 og -2. Denne standard skelner mellem fire kategorier:

Ulegeret stål

Ulegerede stål til generelle formål

De er beregnet til svejset konstruktion, bearbejdning, bøjning  osv. Vi skelner mellem:

  • type S, der svarer til grundlæggende generel anvendelse ( bygningskonstruktion osv.)
  • type P til brug i trykbeholdere
  • type L til ledningsrør;
  • type E til maskinteknik;
  • skriv R til skinnerne.

Udpegningen af disse stål bestående af bogstavet angiver hvilken form for anvendelse, efterfulgt af værdien af den minimale elasticitetsgrænse ( R e ), udtrykt i megapascal (MPa). Bemærk, at dette er den lave tykkelsesværdi, hvor modstanden falder med tykkelsen.

Hvis det er støbt stål, går betegnelsen forud for bogstavet G. Betegnelsen kan suppleres med yderligere indikationer (renhed, dedikeret anvendelse  osv. ).

Eksempler:

  • S185 (tidligere A33), R e = 185  MPa  ;
  • S235 (tidligere A37, E24), R e = 235  MPa  ;
  • E295 (tidligere A50), R e = 295  MPa  ;
  • GE295, støbt stål, R e = 295  MPa  ;
  • S355 J2 WP (tidligere A52, E36), R e = 355  MPa , finkornet og selv-patineringen (dette er Corten A stål ).
Specielle ulegerede stål (type C)

Manganindholdet er mindre end 1%, og intet tilsætningselement overstiger 5 masseprocent. Deres sammensætning er mere præcis og renere og svarer til anvendelser, der er defineret på forhånd.

Deres almindelige anvendelser er bor ( bor ), fjedre , drivaksler , matricer ( forme )  osv.

Deres betegnelse inkluderer bogstavet C efterfulgt af kulstofindholdet multipliceret med 100. Hvis det er støbt stål, går betegnelsen forud for bogstavet G.

Eksempler:

  • C45, ulegeret stål med en hastighed på 0,45% carbon;
  • GC22, ulegeret støbt stål med 0,22% kulstofindhold.

Lavlegeret stål

Manganindholdet er større end 1%, og intet tilsætningselement må overstige 5 masseprocent. De bruges til applikationer, der kræver høj styrke.

Eksempler på standardbetegnelse:

  • 35NiCrMo16: indeholder 0,35% kulstof, 4% nikkel, lavere chrom og molybdæn. Dette stål har god slagfasthed samt høj mekanisk styrke op til 600  ° C  ;
  • 100Cr6: 1% kulstof og 1,5% krom. Dette er det typiske stål, der anvendes i kuglelejer .

Højlegeret stål

Mindst ét ​​tilføjelseselement overstiger 5 vægtprocent beregnet til meget specifikke anvendelser, der er værktøjsstål, ildfaste, maraging (meget høj modstand, brugt i luftfart og til fremstilling af undervandsskrog. -Marines), Hadfields (meget højt slid modstand), Invar (lav ekspansionskoefficient ).

Et eksempel på en standardbetegnelse er "X2CrNi18-9" (dette er rustfrit stål ).

Specielle højhastighedsstål (ARS eller højhastighedsstål , HSS) er en del af denne familie.

Rustfrit stål

Disse stål har stor modstandsdygtighed over for korrosion , varm oxidation og krybning (irreversibel deformation). De er i det væsentlige legeret med krom , et element der giver rustbeskyttelse og med nikkel , et element der giver gode mekaniske egenskaber. Rustfrit stål er klassificeret i fire familier: ferritisk, austenitisk, martensitisk og austeno-ferritisk. Austenitiske rustfrit stål er de mest smidige og bevarer denne egenskab ved meget lave temperaturer ( -200  ° C ).

Deres applikationer er flere: kemikalier , nuklear , mad , men også bestik og husholdningsudstyr. Disse stål indeholder mindst 10,5% chrom og mindre end 1,2% kulstof .

Flerfasestål

Disse stål er designet efter kompositprincipperne  : ved termisk og mekanisk behandling er materialet lokalt beriget med visse legeringselementer . Derefter opnås en blanding af hårde faser og duktile faser , hvis kombination gør det muligt at opnå bedre mekaniske egenskaber. Vi kan f.eks. Citere:

  • Dual Phase stål , der er den moderne variation af damascenerstål , men hvor forskellen mellem hårde fase ( martensit ) og duktilt fase ( ferrit ) er fremstillet mere fint, på kornet niveau  ;
  • de duplex stål dannet af ferrit og austenit i det væsentlige lige store andele;
  • TRIP stål ( TRANSFORMATION INduced Plasticity ), hvor austenit delvist omdannes til martensit efter mekanisk belastning. Vi starter derfor med et duktilt stål og ender med et Dual Phase type stål  ;
  • den damask stål , hvor hvid duktilt dårligere kulstof absorbere stød, og sort, rig på kulstof, garanterer en god kant.

Egenskaber og egenskaber

Stål er en legering, der i det væsentlige er sammensat af jern, dens densitet varierer derfor omkring jernens (7.32 til 7.86) afhængigt af dets kemiske sammensætning og dens varmebehandlinger. Den specifikke tyngdekraft for et austenitisk rustfrit stål er typisk lidt over 8 på grund af krystalstrukturen. For eksempel er tætheden af ​​et AISI 304 rustfrit stål (X2CrNi18-10) ca. 8,02.

Stål har et Young-modul på omkring 200  GPa (200 milliarder pascal ), uanset deres sammensætning. De andre egenskaber varierer enormt afhængigt af deres sammensætning, den termomekaniske behandling og overfladebehandlingerne , de er blevet udsat for.

Den termiske udvidelseskoefficient af stål er 11,7 × 10 -6  ° C -1 .

Termomekanisk behandling er foreningen:

Overfladebehandling indebærer ændring af den kemiske sammensætning eller struktur af et ydre lag af stål. Dette kan være:

Se også den detaljerede artikel mod slidbehandling .

Symbolsk og udtryk

  • Stål er det 7 th  niveau i udviklingen af den blowpipe sporten.
  • Ifølge kilder kan stålet betegne 11 - årsdagen .
  • Udtrykket "stål" bruges til at karakterisere det, der er solidt, for eksempel en moral af stål.
  • "Stållungen" betegner en ældre model af kunstig åndedrætsværn (undertryksventilator).
  • Den stålgrå er en farve grå-blå gengive farven på hærdet stål.
  • Den stål farve , i heraldik betegner gråt .

Svejsbarhed

Svejsbarheden af ​​stål er omvendt proportional med kulstofindholdet. Ikke alle stålkvaliteter har samme svejsbarhed og viser forskellige grader af svejsbarhed (se artiklen om svejsning ). Visse stål er i øvrigt iboende ikke-svejsbare. For at et stål kan svejses, er det vigtigt, at stålproducenterne tager sig af svejsbarheden af ​​de stål, de producerer fra udviklingsfasen for at optimere den efterfølgende implementering.

For eksempel skal det bemærkes, at ASME-koden ( American Society of Mechanical Engineers ) i sit specifikke volumen til konstruktion af trykudstyr kræver, at certifikatet for overensstemmelse af et stål, der anvendes, selv som en midlertidig del, svejses midlertidigt på et arbejde, der er underlagt den nævnte kode, nævnes entydigt kvaliteten af ​​"svejsbart stål".

Faktorer, der bestemmer produktionsomkostningerne

Mindst syv faktorer bestemmer omkostningerne ved fremstilling af stål:

  1. Stålets sammensætning i henhold til dens indhold af ædle grundstoffer (krom, nikkel, mangan, cobalt  osv. ) Og niveauet for kemisk renhed (lavt indhold af svovl, fosfor, lavt smeltepunkt, såsom bly, arsen, tin, zink  osv. );
  2. De specifikke krav i forbindelse med reglerne (direktiver, dekreter, lov  osv. ) Og entreprenørernes tekniske specifikationer
  3. Valget af option (er) foreslået af normer eller internationale standarder såsom bøjnings-, stempling- og bearbejdningsevner
  4. Dimensionelle krav (planhedstolerance, tykkelsesklasse  osv. ). Bemærk, at stålets tæthed ikke er konstant blandt stålproducenter. For eksempel i tilfælde af strukturelt stål er det ikke lig med 7,85. Stålproducenter anser en faktureringstæthed, der er forskellig fra den fysiske tæthed, for at tage højde for det faktum, at den faktiske leverede masse (vejet) altid er større end den teoretiske (beregnede) masse af det bestilte produkt;
  5. Undersøgelser og test udført på prøver taget fra støbning eller direkte fra produktet samt metoden til modtagelse af produktet. Der er tre hovedmodtagelsestilstande angivet nedenfor i rækkefølge med stigende omkostninger:
    • af sælgeren (modtagelse af produktet udføres derfor af den første part),
    • af køberen (modtagelse af produktet udføres af anden part) og af en ekstern administrativ enhed (kontrolkontor, forsikringsselskab, ministerium, forening  osv. ) bortset fra sælger eller køber (modtagelse af produktet udføres af en såkaldt tredjepart);
  6. De interne krav (og derfor yderligere), der kræves af brugerens fremstillingsprocesser (planhed, begrænsning af indholdet af kemiske grundstoffer, mærkning) og
  7. Loven om udbud og efterspørgsel og spekulation om metaller, der naturligvis betinger markedsprisen.

Virkningen af ​​de første seks krav kan have en indvirkning på nogle få titalls euro pr. Ton på mere end 50% af basisprisen (basisprisen er prisen på standardstål, der er i overensstemmelse med standarden og uden valgmuligheder), derfor vigtighed, inden der afgives en ordre, at konsultere sælgeren eller stålproducenten (også kendt som "smedning" eller "støberi") på basis af en teknisk købsspecifikation udarbejdet i overensstemmelse med de tekniske kontraktmæssige og / eller administrative krav . Den 7 th  plet i mellemtiden har ingen rationel grænse.

Forskning og udvikling, potentiel

Nye typer specialstål kunne bioinspireres , for eksempel ved at efterligne det konstruktive princip om knogle. Således producerede forskere i 2016-2017 en stålimiterende knogle. Inden for knoglen danner nanoskala kollagenfibre en lagdelt struktur, hvis lag er orienteret i forskellige retninger. På millimeter skalaer har knogle en krummestruktur organiseret i et gitter (bestilt sæt), der styrker det ved at forhindre spredning af revner i alle retninger og fra ethvert punkt. Blandt metallurgerne blev de inspireret til at producere et nanostruktureret stål inklusive forskellige legeringer (med forskellig hårdhed). For at udbrede sig der, skal en revne følge en kompleks sti og overvinde mange modstande, fordi de fleksible nano-dele af enheden absorberer spændingsenergien, endda gentaget, som endda kan lukke mikrosprækkene lige efter deres udseende.
Lette stål (muligvis "  3D-trykt  ") er ved at blive muligt at skabe broer, robotter, rumfartøjer eller ubåde eller landkøretøjer eller strukturer, som vi ønsker at gøre mere modstandsdygtige over for revner eller mere præcist over for udbredelsen af ​​risikable revner. At føre til et brud. af det hele.

Noter og referencer

Bemærkninger

  1. Et indhold på 50  ppm svovl kan dividere med 2 modstandsdygtigheden over for et koldt stål.
  2. Højovnen blev udviklet i bronzealderen for lettere reduktion af kobber, fordi den finder sted ved en lavere temperatur: ifølge Ellinghams diagram reducerer CO effektivt kobberoxider ud over 400  ° C , hvorimod det er nødvendigt at overstige 900  ° C for at reducere jernoxider.
  3. Kulabsorption stopper, når metallet er mættet med det. Kulstofindholdet i støbejern afhænger derfor udelukkende af dets temperatur: jo varmere et flydende støbejern, jo mere kulstof kan det absorbere.

Referencer

  1. Øvre værdi af kulstofindhold:

    ”Jern-kulstoflegeringer, der indeholder mere end 2% kulstof, udgør støbejern. "

    - Philibert et al. , Metallurgi fra malm til materiale (Dunod, 2002), s.  660

    ”Støbejern er legeringer af jern og kulstof i en mængde, der er større end 2%. "

    - Hazard et al. , Mémotech - Metalliske strukturer (Casteilla, 2000), s.  14

    Imidlertid varierer de vedtagne værdier i henhold til forfatterne mellem 1,67 og 2,11% afhængigt af, om man er baseret på det indhold, der normalt bruges af producenterne eller værdierne for diagrammerne opnået i laboratoriet.

  2. (i) Rian Dippenaar , "Emerging stål og speciale stålkvaliteter og produktionsteknologi, indflydelse på valg og brug af Ferroalloys" i tiende International Ferroalloys kongres i 2004 ,Februar 2004( ISBN  0-9584663-5-1 , læs online ) , s.  744
  3. Nuclear Agency Energi , ”AEN Infos” [PDF] , 2012, n o  30,1, 31  s. ( ISSN  1605-959X ) , s.  23
  4. Kilderne er forskellige, så vi har bevaret værdien på 2,1%; Under alle omstændigheder er denne værdi teoretisk, da der ikke anvendes noget ulegeret stål med et sådant kulstofindhold. For det metastabile jern / jerncarbid-diagram:
    • (en) William F. Smith og Javad Hashemi , Foundations of Materials Science and Engineering , Boston, McGraw-Hill ,2006, 4 th  ed. ( ISBN  978-0-07-295358-9 , LCCN  2005043865 ) , s.  363 : 2,08%;
    • J. Philibert, A. Vignes, Y. Bréchet og P. Combrade, Metallurgi, fra malm til materiale , Paris, Dunod,2002, 2 nd  ed. ( ISBN  978-2-10-006313-0 ) , s.  655 : 2,11%;
    • (en) E. Paul Degarmo , JT Black og Ronald A. Kohser , Materials and Processes in Manufacturing , Hoboken, Wiley,2003, 9. th  ed. ( ISBN  978-0-471-65653-1 ) , s.  75 : 2,11%;
    • (en) Michael F. Ashby og David Rayner Hunkin Jones , En introduktion til mikrostrukturer, bearbejdning og design , Butterworth-Heinemann,1992( online præsentation ) : 2,14%.
    For det stabile jern / grafit-diagram er værdien 2,03% (Philibert et al. , Op. Cit.)
  5. "  Ordliste over materialer  " , på neighbour.ch (adgang til 30. december 2020 )
  6. (i) Paul T. Craddock , Tidlig Metal Mining og Produktion , Edingburgh, Prentice Hall & IBD,1995, 383  s. ( ISBN  9781560985358 ) , s.  258-259
  7. (i) Anthony M. Snodgrass , Den kommende Age of Iron , Theodore A. og James D. Wertime Mulhy,1980( ISBN  0300024258 og 0-300-02425-8 ) , “Jern og tidlig metallurgi i Middelhavet” , s.  336-337
  8. Maurice Burteaux, "  The Tatara  " , Sun of Steel,1 st oktober 2004
  9. (i) Robert Temple ( pref.  Joseph Needham), genius Kina: 3.000 Years of Science, Discovery, og Invention , Simon og Schuster (New York)1986, 254  s. ( ISBN  0671620282 ) , s.  49-50
  10. (i) Zhongshu Wang , Han Civilization , New Haven og London: Yale University Press,1982, 261  s. ( ISBN  0-300-02723-0 ) , s.  125
  11. Adrienne R. Weill, "  Metallurgy (Steel digel and melt quality XVIII th  century)  " , Encyclopaedia Universalis (adgang den 6. august 2011 )
  12. Roland Eluerd, Les Mots du fer et des Lumières , Paris, Honoré Champion, Genève, Slatkine, 1993, s.  29-42
  13. Science et Vie , nr .  1106, november 2009, s.  130-131
  14. Alexandre-Théophile Vandermonde , Claude-Louis Berthollet , Gaspard Monge , Memoir om jern betragtet i dets forskellige metalliske tilstande , [ læs online ] , "Lû ved Royal Academy of Sciences, i maj 1786
  15. Alexis Aron , "  De økonomiske konsekvenser af opfindelsen af ​​Sidney Gilchrist Thomas (tale)  ", Journal of metallurgy , nr .  12,December 1950, s.  18-22
  16. (i) The Journal of Iron and Steel Institute , bd.  XCI, London,17. december 1915, 711  s. ( læs online ) , “Statistik” , s.  655-657
  17. NF EN 10027-1 februar 2017 Betegnelsessystemer til stål - Del 1: symbolsk betegnelse
  18. NF EN 10027-2 juni 2015 Betegnelsessystemer til stål - Del 2: digitalt system
  19. Dobbelt- og kompleksfasestål på arcelormittal.com, adgang til 2. november 2017
  20. 304 og 316 rustfrit stål , på oxynov.fr (adgang november 2, 2017)
  21. D. Beaulieu, A. Picard, R. Tremblay, B. Massicotte og G. Grondin, Beregning af stålkonstruktioner , t.  I, cisc-icca, Canadian Institute of Steel Construction,2003, 794  s.
  22. (in) Robert F. Service, "'Supersteel' er modelleret menneskelig knogle er resistent over for revner" , Science , 9. marts 2017

Se også

Relaterede artikler

eksterne links

Bibliografi

  • J. Barralis og G. Maeder, Precis of metallurgy , Paris, Afnor, Nathan,1991, 4 th  ed. ( ISBN  978-2-09-194017-5 )
  • J. Philibert, A. Vignes, Y. Bréchet og P. Combrade, Metallurgi, fra malm til materiale , Paris, Dunod,2002, 2 nd  ed. ( ISBN  978-2-10-006313-0 ) , s.  8-10, 150-186, 617-623, 651, 654-661, 681-700, 744-752
  • J.-L. Fanchon , Guide til industrielle videnskaber og teknologier , Paris, Afnor, Nathan,2010( ISBN  978-2-09-178761-9 og 2-12-494112-7 , OCLC  47854031 , online præsentation ) , s.  161-166