Les alliages ferreux

Les type d'aciers

Les aciers sont constitués de deux familles.

- Entre 0% et 2.25% de teneur en carbone, on parle des aciers.

- Entre 2.25% et 6.67% de teneur en carbone, on parle des fontes.

Les fontes

Les fontes sont un alliage de fer et de carbone et éventuellement d'autres éléments : Sillicium, Manganèse, Magnesium...

Principales qualités des fontes :

• - facilité d'usinage
• - très bonne résistance à la corrosion et à la déformation à chaud
• - très bonne absorption des vibrations
• - stabilité dimensionnelle
• - excellente coulabilité

Fontes GL : Fontes à graphite lamellaire

C'est la plus courante des fontes. Il s'agit d'une fonte dans laquelle le graphite est libre et présent sous forme de lamelles

Principales qualités des fontes GL:

• - la facilité d'usinage
• - une bonne aptitude à l'absorption des vibrations
• - très bonne résistance à la corrosion et à la déformation à chaud
• - bonne étanchéité
• - stabilité dimensionnelle
• - bonne qualité de coulage

Fontes GS : Fontes à graphite sphéroïdal

Cette fonte se reconnait facilement sur une micrographie : des nodules (sphères) remplacent les lamelles observées sur les fontes GL Cette microstructure particulière est obtenue par l'ajout de magnésium dans une très bonne fonte en fusion peu de temps avant son moulage provoquant la cristallisation du graphite. Les caractéristiques physiques et mécaniques de cette fonte la rendent proche de celles de l'acier

Principales qualités des fontes GS:

• - très séduisante
• - ductile
• - élastique
• - bonne coulabilité
• - soudabilité

Fontes GL ou fontes GS ?

Pour la fabrication de ses bornes, de ses potelets ou de ses pieds de bancs, ORCA utilise principalement la fonte GL 250. D’origine française, elle répond à la norme NF EN 1561 et est définie EN-GJL-250 (domaine ICS 77.140.80 du catalogue AFNOR). Résistance à la traction au moins égale à 250 Mpa.
Le choix de la fonte GS 500 pour les grilles d’arbre ou d’autres pièces de mobilier urbain sera pris dans le but d’obtenir un niveau de résistance proche de celui de l’acier ou pour des pièces de fonderie à assembler par soudures.
D’origine française, la fonte FGS 500 répond à la norme NF EN 1563 et est définie en EN-GJS-500-17 (domaine ICS 77.140.80 du catalogue AFNOR). Résistance à la traction au moins égale à 500 Mpa et la valeur d'allongement est d'au moins de 2%.

Le modèle

En fonction des formes, de la masse, de la précision, de l’état de surface recherché et des quantités à couler, il faut choisir le procédé de moulage de la fonte le mieux adapté.

Le moulage sable ou coquille :
Après réalisation d’une empreinte en creux en deux parties de la pièce à obtenir, on coule le métal porté à l’état liquide par simple gravité.
Après solidification de l’alliage, la pièce est extraite du moule puis débarrassée des appendices nécessaires à la coulée.

L’empreinte (ou moule) peut être constitué :
- d’un matériau réfractaire, le plus souvent en sable. On peut ainsi couler des pièces de toutes quantités et pouvant aller jusqu’à plus de 100 tonnes
- d’un moule métallique utilisé pour des fabrications très importantes avec des masses allant de quelques grammes à 300 kg.

Les aciers

Contrairement à la fonte qui contient + de 2% de carbone, l’acier est un alliage de fer et de carbone renfermant au maximum 2% de ce dernier élément.
Il peut contenir de petites quantités d’autres éléments incorporés au cours de son élaboration.

Pour la fabrication de son mobilier urbain, ORCA n’utilise que des aciers neufs de fabrication française répondant aux normes NF EN homologuésdans notre pays et appartenant au domaine ICS 77, 140 du catalogue AFNOR.

L'inox

L'histoire des aciers s'est heurtée pendant des siècles à un problème majeur de résistance à la corrosion Pour être classé dans la catégorie inoxydable, un acier doit contenir au moins 10,5% de chrome et moins de 1,2% de carbone. Ces éléments ajoutés volontairement à l’acier sont essentiellement des désoxydants dont le rôle est de fixer l’oxygène.
Les aciers inoxydables austénitiques sont les plus connus et les plus employés parmi ces aciers. L'adjonction de nickel permet d'obtenir une structure austénitique qui favorise la résistance à la corrosion Ils contiennent outre une teneur en chrome de l'ordre de 17%, du nickel et des additions éventuelles de molybdène, titane, niobium.

304L ou 316L ?

La norme européenne prévoit deux désignations pour les aciers inoxydables:
Normes des inox, cahier AFNOR

• - Z2CN18-10, équivalent AISI : 304 L
• - Z2CND17-12, équivalent AISI : 316 L

Composition :
Inox 304L = 18 à 20% de Chrome et 8 à 13 % de Nickel
Inox 316L = 16 à 18% de Chrome et 11 à 14% de Nickel + 2 à 3 % de Molybdène;
Inox 304L et 316 L : Limite de rupture (485 Mpa) et limite élastique (170 Mpa) = identiques

La présence de 2,5 à 3 % de molybdène confère une résistance accrue à la corrosion pour l’acier inoxydable 316L

Les finitions : Electrolytique (aspect brillant) provoque généralement moins de pertes de matière que le polissage mécanique (aspect mat).

L’entretien : Dans beaucoup de cas, un nettoyage au savon suffit.

La soudure

Pour souder les aciers, le meilleur moyen est la soudure sous atmosphère inerte (argon) sur un poste à souder de type mig (métal inerte gaz)
La bulle d'argon autour du point de fusion empêche l'apport de carbone contenu dans l'air ce qui modifierait considérablement les propriétés de l'acier en fusion (perte de sa ductilité, corrosion.)

On privilégiera les fortes profondeurs de passe à des vitesses relativement faibles.

On soignera la qualité des soudures pour que l'on n'ait le moins possible à les parachever par meulage car cette opération diminue la résistance des aciers.

Les éléments usinés dans la masse en ACIER ou en INOX

En acier ou en inox, la fabrication de pièces usinées dans la masse sont des choix de robustesse et de qualité.
Avec des têtes ou des socles de bornes, de potelets, usinés sur des machines outils à commandes numériques, la précision obtenue garantit leur parfait ajustement sans risque de déformation ultérieure.