Brevet FR2560217A1 — publié le 19850830

Acier pour béton laminé à chaud et durci thermiquement L'invention concerne un acier pour. béton laminé à chaud et durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa et une aptitude universelle au soudage dans la marge de mesures de 6 à 32 mm de diamètre nominal, qui répond à des exigences élevées, en ce qui concerne la régularité des caractéristiques. L'invention est applicable à la métallurgie pour l'élaboration de cet acier, préférablement en présence de proportion élevées de riblons dans la fonte de charge et de teneurs excessives en éléments d'alliage Cr, Cu, Mo et Ni, et tient compte des conditions spéciales de la coulée continue. La contamination croissante de riblons par des éléments non ou difficilement travaillables par métallurgie tels que Cr, Cu, Mo et Ni, cause des difficultés dans la fabrication d'aciers qui ne doivent contenir ces éléments que jusqu'à une valeur maximale précise. La valeur d'utilisation d'aciers pour béton très résistants est déterminée essentiellement par le dégré de résistance, l'aptitude au soudage et les qualités d'élasticité. Les aciers possèdent ces qualités en vertu de leur composition chimique et du procédé de fabrication. Tous les éléments d'addition contenus dans l'acier gênent plus ou moins par la charge d'obstruction de type quelconque et décalent par là le départ de coulée pour donner des tensions plus élevées, par quoi la résistance est accrue et l'aptitude au formage est, dans l'ensemble, réduite. I1 faut considérer, à ce propos, non seulement les éléments ajoutés intentionnellement prévus selon le procédé, mais aussi les éléments accompagnant l'acier, les traces d'éléments et les éléments d'addition incontrôlables qui parviennent par hasard à partir de ou avec les riblons d'acier dans la masse fondue qui exercent en partie une influence considérable sur les caractéristiques.Moins les teneurs en éléments totaux de l'acier- varient de coulée à coulée, moindre est l'amplitude de la dispersion des caractéristiques d'un type d'acier, dont les valeurs minimales et maximales sont déterminées par la constitution chimique. Pour satisfaire aux exigences techniques pour une sorte d'acier dans les différentes conditions d'usinage et d'utilisation, les teneurs sont réglementées par les règles de l'art en vigueur, par exemple, par les normes T-IV (TGL 12 530/08) d'acier pour béton avec une limite minimale et maximale pour C, Si, Mn et avec seulement des limites maximales pour P, S, Cr, Cu, Mo et Ni.Ainsi, une norme T.IV ayant un diamètre nominal de 6 à 32 mm présente, à l'analyse de la fusion, la composition chimique suivante C = 0,20 à 0,26 X Si = 0,25 à 0,55 X Mn = 0,80 à 1,10 X P S 4 0,050 Cr ( 0,30 Cu 5 0,30 Mo 4 0,10 Ni % 0,30 X D'après la définition de 1'EURONORM 20-74, cet acier pour béton est à rattacher au groupe des aciers non alliés.Les éléments C, Si et Mn constituent la base d'alliage pour sa valeur d'utilisation tandis que P et S en tant qu'éléments accompagnateurs d'acier préjudiciables et Cr, Cu, Mo et Ni, à cause de leur présence occasionnelle et incontrôlable, sont classés comme alliage indésirable qui justifie les limites maximales ci-dessus. En ce qui concerne Cr, Cu, Mo et Ni, il s'agit d'éléments dont il est difficle ou pratiquement impossible de diminuer la présence dans l'opération de fabrication métallurgique. Cette cirsconstance a pour effet que pour la fonte d'acier généralement à partir de riblons de recyclage, le niveau de Cr, Cu, Mo et Ni s' ac- croit continuellement au cours de l'année et on rencontre avec une fréquence acroissante des fontes qui, par la contamination supplémentaire de riblons, dépassent les limites maximales déjà à l'analyse initiale. I1 s'ensuit des inconvénients dans l'opération de fonte, pour laquelle on doit, d'après les résultats de l'analyse initiale, apporter éventuellement des changements dans le programme de production, la séquence de coulée de la coulée continue entraine des pertes et doit faire place à des sortes d'acier où les exigences regardant la teneur en alliage, sont moindres ou inexistantes, voire à des fontes qui devront être classées dans les déchets qui doivent être mises de coté. Pour éviter ces inconvénients dans les opérations de production, on a déjà proposé un procédé de fabrication d'aciers qui met en évidence les principes pour une transformation d'acier doux ayant des teneurs excessives en Cr, Cu, Mo et Ni en acier de haute qualité, ayant des caractéristiques régulières, dans lequel les traces d'éléments et les éléments addition survenant de façon incontrôlable au cours de la fonte sont utilisés conformément à leur valeur d'action d'alliage sur les caractéristiques de résistance et sur l'aptitude au soudage pour réduire l'apport technologique d'alliage en ferro-Si et en ferro-Mn ou en autres éléments, où l'on utilisera seulement la différence entre la teneur effective en Cr, Cu, Mo et Ni et la quantité moyenne statistique des éléments trouvés dans les analyses initiales, en prenant en considération d'autres conditions marginales pour l'économie d'alliage. On ne possède pas de données concrêtes concernant, pour une certaine sorte d'acier, la quantité et l'étendue des tolérance de la somme totale d'alliage de Si, Mn, Cr, Cu, Mo et Ni, de même que l'amplitude admissible de variation de la teneur en chaque élément d'addition. L'obJectif de l'invention consiste en la transformation de riblons d'acier contaminés par Cr, Cu, Ho et Ni en acier pour béton durci thermiquement dans une marge de dimensions de 6-32 mm de diamètre nominal, ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa et une aptitude universelle au soudage, afin d'éviter largement des changements du programme de fonte dûs à la contamination des riblons dans la fabrication de cet acier, de réduire les temps d'arrêt et de perturbations dans l'opération de fonte, et de ne pas interrompre la séquence de coulée pendant la coulée continue par le passage de sortes d'acier pour béton standardisées en sortes selon l'invention qui ont des teneurs élevées en Cr, Cu, Mo et Ni. L'invention s'est fixée pour tâche de fournir une nouvelle méthode d'alliage à combinaison d'alliage multivariable pour un acier pour béton laminé à chaud et durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale garantie de 500 MPa dans une marge de dimensions de 6 à 32 mm de dimaètre nominal et une aptitude universelle au soudage, qui a été fabriqué jusqu'à présent avec, sur la base des éléments d'addition C, Si et Mn, des toléranceslimites pour le pourcentage de ces trois éléments et avec des limites maximales pour Cr, Cu, Mo et Ni, qui permette d'intégrer les contaminations d'alliage qui parviennent par hasard et de façon incontrôlable à partir des riblons d'acier dans la coulée liquide, en rapport avec leur effet sur les caractéristiques les plus importantes dans l'ensemble de l'alliage, sans diminution de la valeur d'usage. Le résultat consistant à garantir une dispersion thermiquement justifiable des caractéristiques pour les sortes d'acier pour béton laminé à chaud durci thermiquement est obtenu selon l'invention par le fait que l'on considère comme base d'alliage les éléments C, Si, Mn, Cr, Cu, Mo et Ni et que l'on détermine et limite l'influence de l'ensemble des alliages de Si, Mn, Cr, Cu, Mo et Ni sur la limite d'élasticité au moyen de l'Equivalent d'alliage LÄ (LÄ = Mu + 0,7 % Si + % Cr + % Cu/+ 2 /% Mo/ + 0,4 /% Ni/) et que l'on tolère pour- les éléments d'addition séparés des valeurs maximales considérablement accrues par rapport aux règles de l'art pour Cr, Cu, Mo et Ni. Une autre caractéristique essentielle de l'invention consiste dans le fait que, en respectant les limites spécifiées pour l'équivalent d'alliage dans la revendication, les éléments séparés peuvent être contenus à l'intérieur de leurs limites en quantité et en combinaison quelconques sans avoir d'influence sur la valeur d'utilisation de l'acier. Pour un acier pour béton durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa, on doit respecter de préférence les limites suivantes pour l'alliage 1,25 Si = 0,17 à 0,50 % Mn = 0,55 à 1,10 % Cr = 0,0 à 0,50 % Cu = 0,0 à 0,40 % Mo = 0,0 à 0,20 % Ni = 0,0 à 0,50 % On obtient de ce fait avec grande sécurité de faibles dispersions de toutes les caractéristiques.Un acier pour béton durci thermiquement présente encore des dispersions de caractéristiques conformes aux règles de l'art lorsque les limites suivantes sont respectées 1,25 4 LX Si 4 0,50 X Mn 4 1,55 X Cr 4 0,60 X Cu 5 0,60 X Mo 6 0,25 X Ni 4 0,80 % Grâce à l'invention, la plupart des-dépréciations de la sorte dtacier pour béton suivant le programme échappent à des sortes d'aciers ayant des exigences réduites regardant les teneurs maximales en éléments d'additions des riblons d'acier ou à des sortes d'aciers ayant une valeur réduite d'utilisation et on réalise dans une certaine mesure des économies de ferro-Si et de ferro-Mn. EXEMPLE D'EXECUTION Conformément au modèle selon l'invention qui met à profit les possibilités de la limitation de l'influence de l'ensemble des alliages, on a d'étonnants variantes d'alliages pour acier thermiquement durci ayant des caractéristiques d'utilisation définies (tableau 1). Les exemples illustrent des possibilités de combinaisons des éléments Cr, Cu, Mo et Ni et la combinaison selon l'invention de leurs influences au moyen de la réduction des teneurs en Si et en Mn, dont la mise au point peut être réalisée sans difficultés en aciérie. Les valeurs LX indiquées pour l'équivalent l'alliage, qui comprend pratiquement l'influence des éléments sur la limite d'élasticité rapportée au Mn, montrent que le but de l'invention a été atteint. C L'influence de l'alliage sur l'équivalent carbone Ä est maintenu également dans des imites étroites et à un niveau bas avec CÄ = 0,450 à 0;559. L'équivalent carbone maximum peut s'élever à CÄ = 0,60 suivant les normes TGL 12 530/08 en vigueur. TABLEAU I Exemples de composition chimique d'aciers pour béton durcis thermiquement conformes à l'invention ayant des limites d'élasticité minimales de 500 MPa N C Si Mn Cr Cu Mo Ni LÄ CÄ Remarques /%/ 1 0,24 0,32 0,82 0,50 0,15 0,00 0,08 1,53 0,493 Selon la revendication 1 2 0,24 0,35 0,87 0,15 0,40 0,00 0,08 1,54 0,451 Selon la revendication 1 3 0,24 0,27 0,70 0,15 0,15 0,20 0,08 1,54 0,453 Selon la revendication 1 4 0,24 0,33 0,84 0,15 0,15 0,00 0,50 1,53 0,450 Selon la revendication 1 5 0,24 0,28 0,69 0,50 0,40 0,00 0,08 1,55 0,491 Selon la revendication 1 6 0,24 0,26 0,65 0,50 0,15 0,20 0,08 1,72 0,514 Selon la revendication 1 7 0,24 0,28 0,69 0,50 0,15 0,00 0,50 1,55 0,496 Selon la revendication 1 8 0,24 0,26 0,69 0,50 0,40 0,20 0,08 1,89 0,534 Selon la revendication 2 9 0,24 0,26 0,65 0,50 0,40 0,00 0,50 1,66 0,509 Selon la revendication 1 10 0,24 0,26 0,65 0,50 0,40 0,20 0,50 2,06 0,559 Selon la revendication 2 REVENDICATIONS 10) Acier pour béton laminé à chaud et durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa dans un domaine de dimensions de diamètre nominal de 6 à 32 mm et une aptitude universelle au soudage, caractérisé par le fait que les éléments Si, Mn et/ou Cr et/ou Cu etiou Mo etiou Ni forment la base d'alliage et que l'influence de l'ensemble de l'alliage sur la limite d'élasticité est limitée au moyen de l'Equivalent d'alliage LX (LÄ = Mn + 0,7/% Si + X Cr + X Cu/+ 2/X Mol + 0,4 /X Ni/) pour lequel 1,25 Si = 0,17 à 0,50 X Mn = 0,55 à 1,10 X Cr = 0,0 à 0,50 X Cu = 0,0 à 0,40 % Mo = 0,0 à 0,20 X Ni = 0,0 à 0,50 X et que les éléments peuvent être contenus en quantités et en combinaison quelconques à l'intérieur de ces limites. 20) Acier pour béton selon la revendication 1, caraetérisé par le fait que les valeurs limites suivantes sont valables pour 1'Equivalent d'alliage et pour les éléments d'alliage : 1,25#LÄ $2,25 Si # 0,50 % Mn # 1,55 X Cr # 0,60 X Cu # 0,60 X Mo # 0,25 % Ni # 0,80 %.