Qu'est-ce que l'acier doux ?
L'acier doux, également appelé acier au carbone, est le type d'acier le plus courant. Dans les normes ASTM, « acier doux » désigne généralement un acier à faible teneur en carbone, dont la teneur en carbone est généralement comprise entre 0,051 TP3T et 0,251 TP3T.
- Teneur en carbone : L'acier doux a une teneur en carbone généralement comprise entre 0,05% et 0,25%, ce qui lui confère une bonne plasticité et une bonne soudabilité.
- Fer (Fe) : Le fer est le principal composant de l'acier doux, représentant généralement plus de 99% du matériau.
- Manganèse (Mn) : Généralement présent dans la gamme de 0,30% à 0,60%, le manganèse améliore la résistance, la dureté et la soudabilité de l'acier.
- Silicium (Si) : Présent en faible quantité, le silicium augmente l'élasticité de l'acier et sa résistance à l'oxydation.
- Phosphore (P) et soufre (S) : La teneur en phosphore et en soufre de l'acier doux est généralement faible, car ces éléments peuvent réduire la plasticité et la ténacité du matériau.
L'acier doux est largement utilisé en raison de son excellente usinabilité, de sa soudabilité et de son coût relativement faible. Malgré sa faible résistance à la corrosion, sa durée de vie peut être améliorée par des revêtements ou des mesures de protection anticorrosion. Sa ductilité et sa formabilité élevées le rendent populaire dans les composants structurels, les machines et les produits du quotidien.
Bride commune en acier doux
Les matériaux de bride en acier doux courants comprennent la BRIDE ASTM A105 et la BRIDE ASTM A350 LF2 :
ASTM A105 – Bride en acier au carbone
Application : Utilisé pour les connexions de canalisations à température et pression normales, largement utilisé dans les industries pétrolières, chimiques et autres.
Nuance d'acier doux : A105 est un acier à faible teneur en carbone typique, couramment utilisé pour les brides, les raccords et les vannes dans des conditions de température et de pression normales, avec une teneur maximale en carbone d'environ 0,35%, relevant de la catégorie de l'acier doux.
ASTM A350 – Bride en acier au carbone pour canalisations sous pression à basse température (service à basse température)
Application : Utilisé pour les systèmes de canalisations à basse température, généralement appliqué dans les systèmes de refroidissement et les canalisations de gaz à basse température.
Nuance d'acier doux : l'A350 LF2 est un acier à faible teneur en carbone offrant une bonne ténacité à basse température et une bonne résistance aux fissures. Il est adapté aux environnements de service à basse température et est classé comme acier doux.
Composition chimique, propriétés physiques et mécaniques des normes ASTM A105 et ASTM A350 LF2
| Article | ASTM A105 | ASTM A350 LF2 |
| Composition chimique | ||
| C (Carbone) | ≤ 0,35% | ≤ 0,26% |
| Mn (manganèse) | 0.60% – 1.05% | 0.60% – 1.35% |
| P (Phosphore) | ≤ 0,04% | ≤ 0,035% |
| S (soufre) | ≤ 0,05% | ≤ 0,035% |
| Si (silicium) | 0.10% – 0.35% | 0.15% – 0.40% |
| Cr (chrome) | – | – |
| Ni (Nickel) | – | – |
| Cu (cuivre) | – | Max 0,20% |
| Fe (Fer) | Équilibre | Équilibre |
| Propriétés mécaniques | ||
| Limite d'élasticité | Minimum 250 MPa (36 ksi) | Minimum 205 MPa (30 ksi) |
| Résistance à la traction | 485-620 MPa (70-90 ksi) | 485-620 MPa (70-90 ksi) |
| Élongation | ≥ 20% (plus de 8 pouces ou 200 mm) | ≥ 20% (plus de 8 pouces ou 200 mm) |
| Dureté | Max 187 HB | – |
| Résistance aux chocs | – | Minimum 27 Joules (20 pi-lb) à -50 °C |
| Propriétés physiques | ||
| Densité | 7,85 g/cm³ | 7,85 g/cm³ |
| Dilatation thermique | 11,0 × 10⁻⁶ /°C | 11,0 × 10⁻⁶ /°C |
| Point de fusion | 1425°C – 1538°C (2597°F – 2800°F) | 1450°C – 1550°C (2642°F – 2822°F) |
| Applications | Brides pour environnement général, adaptées aux industries pétrolières, gazières et chimiques | Systèmes de canalisations à basse température, adaptés aux canalisations de liquides et de gaz à basse température |
ASTM Standards for Carbon Steel, Alloy Steel & Stainless Steel
Il convient également de mentionner d'autres normes ASTM relatives à l'acier au carbone, à l'acier allié et à l'acier inoxydable, ainsi que leur relation avec l'acier doux. Voici quelques exemples de matériaux courants liés à l'acier à faible teneur en carbone (acier doux) :
ASTM A516 – Plaques en acier au carbone pour récipients sous pression à basse température (courantes dans les chaudières et les récipients sous pression)
Application : Utilisé pour la fabrication de chaudières et de récipients sous pression, en particulier dans des environnements à température moyenne à basse.
Nuance d'acier doux : A516 est principalement un acier à faible teneur en carbone (teneur maximale en carbone d'environ 0,26%), couramment utilisé pour les applications nécessitant une bonne soudabilité et une résistance modérée.
ASTM A694 – Brides et raccords en acier au carbone à haute résistance
Application : Principalement utilisé dans l'industrie pétrolière et gazière pour les brides et les raccords dans les environnements à haute pression.
Nuance d'acier doux : Bien que l'A694 comprenne des nuances à haute résistance (telles que F42, F46, F52), qui ne relèvent généralement pas de l'acier doux, les nuances à faible résistance de l'A694 peuvent être considérées comme de l'acier à faible teneur en carbone, mais elles ont généralement une teneur en carbone plus élevée et conviennent aux environnements à haute pression et difficiles.
ASTM A182 – Brides et raccords forgés
Application : Utilisé pour les brides et les raccords dans les environnements à haute température et haute pression, couramment trouvés dans les industries pétrolières, chimiques et électriques.
Nuance d'acier doux : L'A182 comprend diverses nuances d'acier, notamment l'acier à faible teneur en carbone (acier doux) et les aciers alliés. Par exemple, l'A182 F304 et l'A182 F316 ne sont pas considérés comme de l'acier doux, car ce sont des aciers inoxydables. Cependant, certaines nuances d'A182, comme l'A182 F1 (un alliage d'acier à faible teneur en carbone), conviennent à un usage régulier.
Les normes ASTM A694 et ASTM A182 contiennent certaines nuances qui ne sont pas considérées comme de l'acier doux, en particulier les nuances à haute résistance ou les aciers alliés.
Ces matériaux ont des résistances différentes et des environnements adaptés, ce qui permet de sélectionner le type d'acier approprié en fonction des exigences techniques spécifiques.
Plus de ressources :
Matériaux pour brides et raccords à brides selon la norme ASME B16.5
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