Pour une fabrication réussie de tôles d’acier, choisissez le bon alliage et la technique adaptée.

Ce guide vous aidera à choisir les alliages d’acier appropriés et recommandera diverses techniques de fabrication. À la fin, vous trouverez également des ressources précieuses.

Plongeons-y directement:

Types d’acier dans la fabrication de tôles d’acier

Avant de choisir un matériau en acier pour la fabrication de tôles, vous devez connaître les différentes propriétés des alliages.

Rappelez-vous, chaque alliage a des propriétés uniques qui les rendent adaptés à une technique de fabrication spécifique telle que:

• Découpe au laser
• Découpe au plasma
• Pliage
• Perçage
• Fraisage

Certains des alliages les plus courants incluent:

Acier allié

La formation de l’acier allié se fait en combinant de l’acier au carbone avec des composants additionnels, généralement des métaux et des non-métaux. Les constituants d’alliage modifient certaines caractéristiques chimiques et physiques de ces aciers alliés.

L’élément d’alliage influence les capacités mécaniques telles que la résistance élevée pour supporter le forgeage et la soudabilité pendant la fabrication.

Types d’acier allié

Il existe deux types d’acier allié définis par le poids des éléments constitutifs de l’alliage :

i. Acier à haute teneur en alliages: Contient des éléments d’alliage en excès de 8% et coûte beaucoup plus cher que l’acier à faible teneur en alliages, utilisé dans les véhicules et les machines industrielles.

ii. Acier à faible teneur en alliages: Contient des éléments d’alliage inférieurs à 8%, présentant diverses résistances et utilisations définies par les éléments d’alliage.

Éléments d’alliage

Pour créer différentes nuances d’acier allié, vous combinez de l’acier au carbone avec des éléments d’alliage pour ponctuer une variété de propriétés. Voici quelques-uns des éléments utilisés et leurs résultats :

• Aluminium: Élimine l’oxygène, le phosphore et le soufre de l’acier, augmentant ainsi la dureté de surface, une propriété adaptée aux processus de forgeage.
• Tungstène: Améliore la structure des grains, renforce la résistance et la dureté et offre une meilleure résistance à la chaleur pour soutenir la fabrication à l’aide de la force et de la chaleur.
• Chrome: Renforce la résistance, la dureté et la résistance à l’usure de l’acier allié pour soutenir des techniques de formage telles que le forgeage à froid.
• Cobalt: Améliore la dureté à chaud, augmente la résistance et la résistance à l’usure permettant les opérations de travail à chaud.
• Vanadium: Peut renforcer la résistance, la force, la résistance aux chocs et à la corrosion, utile dans les opérations de fabrication telles que l’évidage et le pliage.
• Cuivre: Améliore la dureté et la résistance à la corrosion, augmentant l’usinabilité de l’acier allié.
• Manganèse: Augmente la dureté de surface, la ductilité, la résistance à l’usure, la résistance à la traction à haute température et la résistance à la déformation, améliorant le travail à chaud et la soudabilité.
• Molybdène: Renforce l’acier allié et améliore la résistance à la chaleur et au stress pour les processus de fabrication nécessitant un traitement thermique.
• Nickel: Améliore la résistance à la corrosion, la dureté et la force adaptées pendant des processus tels que le forgeage à froid.
• Silicium: Améliore les propriétés magnétiques de l’alliage et la force requise pour les techniques de fabrication impliquant l’application de force.

Illustration graphique des effets sur les éléments d’alliage d’acier

Applications de l’acier allié

Certaines des applications les plus courantes des pièces fabriquées en tôles d’acier incluent :
i. Les tôles d’acier allié sont utilisées dans la production de récipients résistants à la corrosion, d’articles en argent, d’éléments chauffants et de casseroles et poêles.
ii. La production de pièces pour l’aviation, de sections structurelles, de poutres et d’hélices de navires.
iii. La fourniture de pièces structurelles, d’équipements miniers, de fabrication automobile et de wagons de chemin de fer.

Acier au carbone

L’acier au carbone contient une teneur en carbone plus élevée que l’acier inoxydable, offrant ainsi une plus grande durabilité et abaisse le point de fusion.

L’acier au carbone constitue la majorité de toutes les activités de fabrication de tôles d’acier.

Découpe de tôle d’acier

Types d’acier au carbone

La teneur en carbone dans l’acier au carbone détermine sa classification comme suit :

i. Acier à faible teneur en carbone : Avec une teneur en carbone inférieure à 0,25%, il est le plus couramment utilisé parmi les types d’acier au carbone. Cependant, sa propriété cassante et sa susceptibilité à la déformation sous tension le rendent inadapté aux techniques de fabrication sévères telles que le poinçonnage.

Propriétés

• Plus cassant et ductile.
• Plus facile à souder pendant la fabrication.
• Moins coûteux à usiner.
• Se déforme sous tension.

Application

• Fabrication de plaques d’acier
• Fabrication de panneaux de carrosserie pour véhicules.
• Fabrication de boîtes de conserve alimentaires

ii. Acier au carbone moyen : Avec des teneurs en manganèse variant de 0,6% à 1,65% et des teneurs en carbone entre 0,25% et 0,6%. Ses qualités mécaniques améliorées permettent l’utilisation de techniques de travail à froid telles que le pliage et la cisaillage pendant la fabrication.

Propriétés

• Le traitement thermique améliore les qualités mécaniques.
• Plus résistant que l’acier à faible teneur en carbone.
• Moins ductile et robuste que l’acier à faible teneur en carbone.
• Résistance élevée à l’usure et ténacité améliorée.

Application

• Fabrication de voies ferrées et de roues.
• Production de pièces mécaniques telles que des engrenages.

iii. Acier au carbone élevé : Contient 0,3 à 0,9% de manganèse et entre 0,6 à 1,25% de carbone, ce qui en fait le type d’acier au carbone le plus résistant et le plus durable. L’acier à haute teneur en carbone est hautement usinable en employant des méthodes telles que le cisaillage, le pliage et le laminage.

Propriétés

• Résistance élevée à l’usure
• Faible ductilité
• Processus constant de durcissement et de revenu
• Casse facilement sous tension

Applications

• Fabrication de composants de ponts
• Structures et pièces dans les industries pétrolière et gazière
• Construction navale

Aperçu graphique de la phase de l’acier au carbone

Acier inoxydable

L’acier inoxydable contient du fer et un minimum de 11% de chrome offrant le plus haut niveau de résistance à la corrosion. On peut obtenir des qualités supplémentaires en ajoutant des éléments tels que le molybdène, le carbone ou le nickel.

Les autres propriétés de l’acier inoxydable sont :

• Agréable esthétiquement
• Coût minimal tout au long de son utilisation
• Recyclable et durable
• Résistant aux températures élevées et basses
• Simple à nettoyer et entretenir
• L’acier inoxydable est facile à fabriquer
• Fort et durable

Application

• Fabrication d’ustensiles de cuisine et de couverts
• Fabrication d’instruments médicaux
• Production de pièces automobiles
• Matériaux de construction dans de grands développements
• Équipement industriel
• Contenants de stockage et citernes pour produits chimiques et alimentaires

Composition équivalente de l’acier inoxydable

Types de acier inoxydable

La classification de l’acier inoxydable est selon la structure cristalline du matériau, comme suit :

Austénitique

Constitue le plus grand groupe d’acier inoxydable créé par l’alliage d’acier avec du nickel, du manganèse et de l’azote. La microstructure résultante conserve ses propriétés à toutes les températures et n’est donc pas affectée par le traitement thermique.

Par conséquent, l’acier inoxydable austénitique ne présente aucun changement lors du traitement thermique au cours de la fabrication par travail à chaud, tel que la coupe sans cisaillement et le soudage.

Ferritique

Présente une microstructure de ferrite similaire à l’acier au carbone avec peu ou pas de nickel et une teneur en chrome variant de 10,5% à 27%. Le chrome rend le matériau résistant aux températures, ce qui soutient les activités de forgeage à chaud tandis que l’ajout de niobium, de titane et de zirconium améliore la soudabilité.

Utilisations

• Appareils ménagers tels que les machines à laver
• Équipements industriels tels que les chaudières
• Tuyaux d’échappement pour automobiles
• Utilisations dans l’architecture et la construction
• Éléments de construction, y compris les toitures, les conduits de cheminée et les crochets en ardoise.
• Plaques d’alimentation de piles à combustible à oxyde solide.

Martensitique

Les aciers inoxydables martensitiques sont extrêmement résistants et durs, bien qu’ils n’aient pas le même niveau de résistance à la corrosion que les types austénitiques ou ferritiques.

Ils sont également magnétiques, contenant environ 13% de chrome avec la capacité d’améliorer les propriétés mécaniques par traitement thermique. En tant que tel, vous pouvez appliquer des méthodes de fabrication robustes, notamment des processus de forgeage à froid et à chaud, tels que le martelage.

Utilisations

• Aciers résistant à la fluage
• Aciers d’ingénierie et d’outils
• Pales de turbine

Duplex

La microstructure d’un acier inoxydable duplex reflète celle de l’austénite et de la ferrite, généralement dans une configuration de 50:50. Ils ont une teneur en chrome plus élevée entre 19 et 32%, du molybdène jusqu’à 5% et une faible teneur en nickel.

Ils offrent une meilleure limite élastique à presque deux fois celle de l’acier inoxydable austénitique et une meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte du chlorure. Les feuilles d’acier de ce type peuvent supporter diverses techniques de fabrication utilisant l’application de force, telles que l’estampage et le laminage.

Utilisations

• Industrie papetière et des pâtes
• Contenants résistants à la corrosion dans l’industrie pétrolière et gazière
• Matériaux de construction tels que les plaques de pont
• Construction navale

Applications des pièces en acier tôlé fabriquées

Les pièces en acier tôlé trouvent leur utilisation dans les secteurs suivants :

i. Construction : L’acier inoxydable est léger, solide, durable, nécessite peu d’entretien et est abordable par rapport à d’autres matériaux de construction.

ii. Minéralogie : La fabrication de tôles d’acier permet la fabrication de machines et d’outils tels que les pelles, les camions et les équipements de chargement.

iii. Industrie de l’énergie : Les pièces en acier sont utilisées dans les turbines électriques, les puits de combustibles fossiles, les écrans électromagnétiques, les pylônes de transmission et les panneaux solaires.

Pièces en acier tôlé fabriquées

Limitations dans la fabrication de tôle d’acier

Un résumé des inconvénients de la fabrication de tôle d’acier est le suivant :

• Alors que l’acier a une longue durée de vie, il peut succomber à la corrosion induite par l’oxydation au fil du temps, nécessitant un entretien.
• L’exposition prolongée aux intempéries rend les matériaux en acier sujets à la déformation et à l’effondrement.

Fabrication de tôle d’acier KDMFAB

Chez KDM, nous concevons et fabriquons une gamme de pièces en tôle d’acier en fonction de vos besoins spécifiques. Nos ingénieurs et techniciens vous aideront dans le processus de conception.

Parmi les principaux services que nous offrons figurent :

1. Conception de pièces en acier
2. Découpe laser de tôles d’acier
3. Estampage de pièces en tôle d’acier
4. Soudage de tôle d’acier
5. Pliage de tôle d’acier
6. Application de finition de surface sur des pièces en tôle d’acier

En matière de fabrication de tôles d’acier, KDM garantit des pièces précises et de qualité à des prix abordables.

Conclusion

Avec la connaissance des propriétés de l’acier, vous pouvez facilement choisir la méthode de fabrication de tôle métallique adaptée. De plus, vous pourrez adapter la pièce en tôle métallique pour répondre aux exigences spécifiques d’application.

Pour tous vos besoins en fabrication de tôle métallique, contactez-nous dès maintenant.

Autres ressources :

Types de acier inoxydable – Source : KDMFAB

Fabrication de tôles métalliques – Source : ThomasNet