Sommaire

• Introduction
• Un peu d'histoire...
• Quelques définitions...
• Les différents types d'aciers inoxydables...
• Les normes et désignations...
• Comment choisir son produit ?
• L'utilisation des aciers inoxydables...
• L'inox, à quel prix ...

Introduction

Dans un premier temps, nous pouvons faire une liste exhaustive des familles d'articles :

Ecrou, vis métaux, ensemble visserie, reliure, gond, rondelle, entretoise, vis bois ou tôle ou métaux, tige filetée, goupille, verrou, visserie inviolable, embout, charnière, étrier...

La liste est encore longue. Ces différentes pièces varient ensuite au niveau de leur matière. Elles peuvent être en acier, en titane, en cupro, en tôle et quelques-unes d'entre elles sont en PVC et même en verre.

Fila SA travaille essentiellement et presque exclusivement avec des pièces en aciers inoxydables. La pièce peut ensuite subir différents traitements comme le noircissage, le traitement anti-grippage. Elles peuvent aussi être peintes selon la demande. Les pièces peuvent avoir préalablement subi une technique de frappe à froid ou de forge à chaud.

Un peu d'histoire...

L'inventeur de l'acier inoxydable, Harry BREARLEY, est né en 1871 à Sheffield en Angleterre. Son père travaillait dans une fonderie d'acier. Il quitte l'école a 12 ans et trouve un emploi de laveur de bouteille dans un laboratoire de chimie. Après des années de cours du soir, il devient expert dans l'analyse de l'acier et de sa production.

Obtenant très vite une réputation pour résoudre des problèmes métallurgiques, on lui offre en 1908, la possibilité de fonder un laboratoire qui fut financé par les deux entreprises de production d'acier de Sheffield. Cette idée très innovante avait pour but la recherche de résolutions des problèmes de fabrication de l'acier. En 1912, un petit fabricant d'armes l'interrogea, après avoir remarqué que l'intérieur des canons était érodé très rapidement par l'action du tir et par la décharge de gaz. Tout d'abord, BREARLY rechercha un acier ayant une meilleure résistance à l'érosion et non à la corrosion. Il expérimenta donc un acier contenant du chrome et remarqua que celui-ci était plus résistant. Le premier véritable acier inoxydable fut créer le 13 août 1913. Il contenait 0.24% de carbone et 12.8% de chrome. Pour vérifier sa résistance, il le testa en utilisant des agents attaquants tels que les acides nitriques et conclut que ce nouvel acier résistait à l'attaque chimique. Ensuite, il exposa les échantillons à la présence de vinaigre et d'autres aliments acides tels que le jus de citron et trouva le même résultat.

La même année, KRUPP (Allemagne), fit expérimenter ce même mélange auquel fut ajouté du nickel. Cet acier était encore plus résistant aux acides, plus souple et plus facile à travailler. A partir de ces deux aciers furent développés les séries Martensitic et Austénitic. La première guerre mondiale marqua un arrêt dans le développement de l'acier inoxydable, mais, au début des années vingt, une variété complète d'alliage de chrome et de nickel fut créée (20/6 ; 17/7 ; 15/11).C'est le successeur de BREARLY, le Dr W.H HATFIELD qui inventa en 1924 l'acier inoxydable 18/8 (18% de chrome, 8% de Nickel), qui est le mélange le plus connu des inox. Il inventa aussi l'acier allié au titane. Les qualités les plus connues aujourd'hui furent inventées entre 1913 et 1935 en Angleterre, Allemagne, Etats-Unis et France. Une fois ces qualités standards acceptées, l'accent fut mis sur une réduction du coût par une production de masse, pour ainsi, populariser l'utilisation de l'inox.

Depuis les années 70, de nouveaux aciers inoxydables commencent à être développés. Ils ont une meilleure résistance contre la corrosion, et sont encore plus solide que les grades développés en 1920. C'est à partir de ce moment que l'utilisation de ce matériau commence a augmenter.

Quelques définitions...

La corrosion ...

La corrosion est le phénomène suivant lequel les métaux ont tendance, sous l'action d'agents atmosphériques ou de réactifs chimiques, à retourner à leur état d'origine d'oxyde, sulfure, carbonate, et ainsi, à subir une détérioration de leurs propriétés. C'est donc un processus de dégradation des métaux qui, à l'exception des métaux précieux tels que l'or, ont toujours tendance à s'altérer au contact de l'atmosphère, des eaux et des divers milieux corrosifs. On estime, que chaque année, le quart de la production d'acier est détruite par la corrosion. Cette corrosion qui apparaît soit en milieu sec, soit en milieu humide, a de tels effets que l'utilisation des aciers inoxydables constitue la solution idéale pour la prévenir.

L'acier inoxydable...

On utilise l'acier inoxydable pour solutionner tous les problèmes de corrosion dans les milieux ambiants corrosifs (chimie, nucléaire, chantiers navals, plaisance, bâtiment, traitement des eaux, agro-alimentaire, mobilier urbain, électronique). En effet, l'acier inoxydable est résistant à la corrosion en milieux aqueux en présence de nombreux agents agressifs, organiques et minéraux. De plus, cet acier résiste à la corrosion à haute température en milieux gazeux et visqueux. Cette résistance à la corrosion est due à la présence de chrome (au moins 12%). Cet élément forme à la surface de l'alliage un composé oxydé qui a la propriété d'arrêter ou de ralentir la corrosion (couche passive). La stabilité de la couche passive est le facteur déterminant de la résistance à la corrosion des aciers inoxydables. Elle dépend de la nature des éléments d'alliage qui constituent l'acier, de l'état de surface, du traitement de passivation préalable.

Le traitement de l'acier

Pour arriver à son stade final, l'acier doit subir un traitement thermique. Un traitement thermique est une opération de chauffage suivi de refroidissement qui ont pour but de donner à une pièce métallique les propriétés les plus appropriées pour son emploi ou sa mise en forme. Un traitement thermique ne modifie pas la composition chimique de l'alliage mais apporte quelques modifications au niveau de la constitution et de sa structure (grosseur du grain et répartition des constituants). Les principaux traitements thermiques sont la trempe, le revenu et le recuit

• La trempe : Le cycle thermique de trempe comporte trois phases successives chauffage à une température T dite température de trempe, correspondant à un étatausténitique maintien à cette température T de façon à réaliser plus ou moins complètement la mise en solution des carbures et l'homogénéisation de l'austénite. L'ensemble de ces deux phases est dit austénisation. Refroidissement par immersion dans un milieu (eau, huile, air) suffisamment rapide pour obtenir les constituants de trempe recherchés.
• Le revenu : L'acier trempé est trop fragile pour pouvoir être mis en service. La trempe est donc suivie d'un revenu. Le revenu réalise un compromis entre deux exigences contradictoires qui sont dureté et résilience : il augmente l'allongement et surtout la résilience, mais il diminue la dureté, la limite élastique et la résistance à la traction.
• Le Recuit : Le recuit amène le métal en équilibre et tend à réaliser l'équilibre structural ; il a donc pour but de faire disparaître les états hors d'équilibre résultant des traitements antérieurs. Il y a plusieurs recuits successifs :
  • le recuit de normalisation qui est effectué à une température dépassant 50 à 100°C et suivi d'un refroidissement à l'air calme. Ce recuit a pour but d'affiner le grain. le recuit d'adoucissement consiste à maintenir le métal à quelques dizaine de degré au-dessous du point de transformation et a pour but de faciliter l'usinage.
  • le recuit de détente a pour but le relâchement des contraintes internes dues à la solidification (pièces de moulage) ou à des opérations mécaniques (usinage) ou de soudage. Ce recuit s'effectue généralement vers 600-650°C
  • le recuit d'hypertrempe (cas des aciers inoxydables austénitiques) : Ce recuit est effectué à une température généralement supérieure à 1000°C et suivi d'un refroidissement rapide afin d'éviter la précipitation de phases intermédiaires.

Pour s'y retrouver, les fabricants proposent des fiches techniques afin de préconiser pour chaques aciers le recuit approprié. Une fois les transformations et préparations chimiques effectuées, l'acier est présenté sous forme d'immenses bobines qui seront découpées, taraudées usinées selon ce que l'on veut en faire, transformées en vis par exemple.

Les différents types d'aciers inoxydables...

Les aciers inoxydables sont classés soit par composition chimique, soit par structure métallographique.Par composition chimique, on distingue les aciers au chrome, c'est à dire ceux qui ont une teneur en chrome entre 11.5% et 30% et les aciers au chrome nickel, c'est à dire ceux qui ont une teneur en chrome inférieure ou égal à 25% et une teneur en nickel supérieure à 6%. Ceux-ci sont utilisés après un refroidissement rapide appelé hypertrempe à partir d'une température élevée. Ce traitement leur donne une structure à laquelle sont liées leurs propriétés optimales de ténacité et de résistance à la corrosion. Les aciers inoxydables les plus courants contiennent du fer, du chrome, du nickel et parfois du molybdène. C'est à la présence du chrome qu'ils doivent l'essentiel de leurs propriétés. Les aciers inoxydables sont protégés de la corrosion par un film superficiel passif étanche, extrêmement mince et invisible, qui se régénère spontanément en milieu oxydant, c 'est à dire : par exposition du métal nu à l'air si le métal a été usiné ou endommagé : rayures accidentelles, usure par traitement passivant qui accélère le processus de régénération. Certains aciers peuvent être protégés par un revêtement de surface. Mais ce dernier risque d'être corrodé si la protection disparaît ce qui n'est pas le cas pour les métaux inoxydables dans la masse dont le film protecteur se reforme immédiatement en cas d'usure ou de choc. L'acier bas de gamme est constitué de 12% de chrome mais la nuance la plus utilisée dans l'industrie est le 18/10 soit 18% de chrome et 10% de nickel. On peut aussi rajouter, dans l'alliage, du molybdène, ce qui renforce encore la résistance.

On distingue trois grands groupes de composition par rapport à leur structure métallurgique : Austénitique (acier chrome-nickel A1, A2, A3), martensitique et ferritique. Ceci nous amène à une autre partie :

Les normes et désignations...

Norme de l'acier ferritique

• F1 : Le groupe des aciers de nuance F1 est normalement utilisé pour des équipements simples. Ils peuvent avantageusement remplacer les aciers de nuance A2 et A3 et être utilisés dans des environnements très chlorés.

Les normes de l'acier martensitique :

• C1 : cette norme présente une résistance à la corrosion limitée. Elle est utilisée dans les turbines, les pompes.
• C3 : Sa résistance est meilleure que celle de C1 mais reste toujours limitée.
• C4 : Sa résistance est limitée à la corrosion. Elle est destinée à l'usinage.

Les normes de l'acier austhénitique (acier composé de chrome et de nickel)

• A1 : Elle est destinée à l'usinage. Son haut taux de souffre entraîne une résistance moindre.
• A2 : c'est la norme la plus utilisée (équipements de cuisine et appareils pour industrie chimique). Elle contient 18% de chrome et 8% de nickel. Elle a donc une résistance contre la corrosion excellente sous des conditions atmosphériques normales et en milieu humide
• A3 : c'est un acier inoxydable stabilisé avec les propriétés des aciers de nuance A2.
• A4 : C'est la norme qui offre la meilleure résistance contre la corrosion puisqu'elle a une teneur en nickel augmentée et une addition de molybdène qui renforce cette corrosion. Elle présente donc une meilleure résistance contre les milieux agressifs comme le climat de mer et l'atmosphère industrielle.

Ensuite, il existe un système de désignation des classes de propriétés. En effet, les trois nuances de l'acier inoxydable austénitique A1, A2, A4 sont divisées en trois classes de propriétés qui sont 50, 70 et 80. Ces classes indiquent la résistance du produit à la traction et dépendent donc de son mode de fabrication et de sa dimension.

• La classe 50 : c'est la classe la plus faible et correspond aux éléments de fixation décolletés et forgés à chaud. Cette classe est rarement utilisée pour les produits du commerce.
• La classe 70 : c'est la classe de propriétés la plus courante et appliquée à tous les éléments de fixation frappés à froid. Cette classe est la classe standard et est toujours livrée si aucune spécification n'a été indiquée dans la commande.
• La classe 80 : C'est la classe qui présente la résistance la plus élevée.

Comment choisir son produit ?

Nous avons vu ci-dessus qu'il existe des normes et des classes qu'il faut bien connaître et comprendre afin de choisir le produit adéquat. Une chose importante est en effet à noter : Il existe plusieurs qualités ou forces de métaux inoxydables en fonction de l'utilisation que l'on veut en faire. Prenez par exemple un évier en inox. Celui-ci doit être protégé contre l'humidité de l'eau du service. La protection nécessaire n'a pas besoin d'être une des plus importantes (la norme A2 suffira). Par contre, on utilisera des aciers inoxydables plus résistants pour être utilisés par exemple dans les fours à ciment où la protection doit être extrême. Pour bien choisir son produit et la nuance d'acier la plus appropriée, il faut connaître les conditions d'utilisation du matériau. Pour la résistance à la corrosion, il faut connaître la composition complète et précise des solutions qui seront en contact avec le matériau (produit nettoyage, par exemple) ;

• il faut connaître la température de ces différentes solutions
• il faut aussi connaître les autres matériaux qui pourront être en contact avec le produit et les méthodes de fabrication de l'ensemble si la pièce ne représente qu'une partie d'un ensemble.
• Pour les matériaux réfractaires, il faut connaître la température du fonctionnement, l'atmosphère ou le fluide en contact ainsi que les méthodes de chauffage. Par exemple concernant les pièces constituant les fours à ciment où l'acier doit avoir une composition particulière pour résister aux très hautes températures.
• La résistance du matériau : on devra regarder quel poids devra supporter la pièce pour choisir la résistance de l'acier entre les trois classes de propriétés.

Pour choisir notre acier, il faut regarder sa composition chimique et ceci à l'aide d'un tableau comme ci-dessous :

En résumé, on regardera la composition chimique de l'acier, la propriété et le domaine d'application. Tout ceci nous permettra de choisir notre produit parmi des normes qui sont les suivantes :

• La norme ISO (International Organisation for Standardisation). Cette norme est le coordinateur mondial qui a pour but d'unifier les différences de normes nationales. Elle créer une interchangeabilité absolue entre les produits dans le monde entier.
• La norme DIN ( Deutsches Institut für Normung). Cette norme est une norme allemande très utilisée.

L'utilisation des aciers inoxydables

Dans beaucoup de cas, la résistance à la corrosion est toujours le seul critère pour l'utilisation des éléments en acier inoxydable. Cependant, les articles sont utilisés de plus en plus comme des éléments d'assemblage mécaniques qui doivent satisfaire aux exigences et à la sécurité de la fonction d'un assemblage vissé. C'est donc un élément anti-corrosion, très résistant et supportant une très forte chaleur, qui voit son utilisation s'accroître avec l'attachement de plus en plus important au respect des normes de sécurité et d'hygiène.

On peut prendre l'exemple des entreprises d'alimentation qui doivent respecter des normes de plus en plus strictes, ainsi que tout ce qui concerne les normes de sécurité pour jeux de plein air où les pièces rouillées peuvent se révéler dangereuses pour les enfants.

Il est aussi de plus en plus utilisé dans l'architecture. En effet, il est beau, durable, facile à entretenir, insensible aux agents corrosifs comme au vandalisme, il concilie les besoins en matière d'esthétique et de durabilité. Il supporte la pollution urbaine et est un matériau anti-tags car il peut être nettoyé avec de puissants détergeants. Il est aussi résistant au feu, facile à mettre en forme et est en plus, recyclable et neutre biologiquement.

L'inox, à quel prix ...

Ces dernières années, le marché de l'inox a connu une croissance au rythme de 4 à 6% par an. En 1997 et 1998, les prix de l'inox ont connu une plongée quasi continue. Mais pendant l'été 1999, les prix de l'inox ont connu un redressement dû a un début de tension sur les volumes, à une hausse du nickel et à la reprise en Asie. Le marché de l'acier inoxydable connaît depuis cette période, une très forte augmentation des prix. Ceci est dû à plusieurs raisons :

• Tout d'abord, le prix du nickel, un des principaux constituants de l'inox, a vu son prix doubler depuis novembre. Il est passé de 5000 dollars la tonne, à 10 000 dollars la tonne. Ceci est soit disant dû à une pénurie des réserves naturelles du nickel, le cours de cette matière première continue à augmenter n' a céssé d'augmenter au cours du premier semestre 1999

- COMPARAISON DE PRIX DE MATIERE

En comparant les prix de l'acier inoxydable avec d'autres matériaux, on peut voir que, même si cet acier est réputé assez coûteux, son prix reste tout à fait raisonnable.