Point de fusion de l'acier – Le guide ultime pour les métallurgistes

Le point de fusion de l’acier fait référence au point auquel l’acier change de forme solide à liquide une fois chauffé. Les métaux ont des points de fusion différents et cet article explique donc tout ce que vous devez savoir sur les points de fusion de l'acier.

Quel est le point de fusion du métal

Le point de fusion du métal fait référence au point auquel le métal se transforme en liquide lorsqu'il est soumis à des températures extrêmes. Au point de fusion, l’état solide et liquide du métal est à l’équilibre.

Quel est le point de fusion de l'acier

Généralement, l’acier a un point de fusion de 1370 2500°C/ XNUMX XNUMX°F. Cela dit, il est également important de comprendre que l’acier prend différentes formes et que chacune de ces formes présente des points de fusion différents. Normalement, le point de fusion de l’acier varie en fonction des éléments d’alliage ainsi que de la composition chimique.

Point de fusion de l'acier inoxydable

L’acier inoxydable est couramment utilisé dans la fabrication d’ustensiles de cuisine. Le point de fusion de l’acier inoxydable se situe entre 1375 1530°C et 2500 2785°C. Cela équivaut à XNUMX°F et XNUMX°F. En parlant de point de fusion, les éléments présents dans l’acier inoxydable influencent son point de fusion.

Formabilité de l'acier inoxydable
Formabilité de l'acier inoxydable

· Température de fusion de l'acier au carbone

L'acier au carbone a un point de fusion de 1410°C, ce qui équivaut à 2570°F. En plus de cela, cette qualité d'acier au carbone peut en outre être classée en acier à moyenne, haute et ultra haute teneur en carbone. Pour ceux-ci, attendez-vous à un point de fusion allant de 1410 à 1540°C.

· Température de fusion de l'acier doux

L'acier doux est composé de carbone et de fer. Ce type d'acier a un point de fusion compris entre 1350 1530°C et XNUMX XNUMX°C. Gardez à l’esprit que son point de fusion dépend fortement de la quantité de carbone présente.

Normalement, la quantité de carbone présente dans ce type d'acier varie de 0.05 % à 0.03 %. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la température est basse et vice versa. En raison de sa température de fusion élevée, l’acier doux est un choix idéal pour le forgeage.

· Point de fusion de l'acier à outils

Comme son nom l’indique, l’acier à outils est utilisé dans la fabrication d’outils. C’est le type d’acier le plus dur et cela explique pourquoi il est bien adapté à la fabrication d’outils. Avec une teneur en carbone comprise entre 0.7 et 1.4 %, l'acier à outils présente un point de fusion allant de 1400 1425°C à 2550 2600°C. Cela équivaut à XNUMX°F à XNUMX°F.

· Température de fusion des aciers alliés

L'acier allié est composé de plusieurs autres éléments tels que le nickel, le chrome, le silicium et le manganèse, pour n'en citer que quelques-uns. Il existe deux types d’acier allié, à savoir l’acier fortement allié et l’acier faiblement allié. L'acier fortement allié a un point de fusion inférieur de 1415 1432 °C par rapport à l'acier faiblement allié qui a un point de fusion de XNUMX XNUMX °C.

· Point de fusion de l'acier Maraging

L'acier Maraging est connu pour avoir un alliage de fer à faible teneur en carbone et présente des résistances élevées tout en conservant sa ductilité. Il a un point de fusion de 1413°C, ce qui équivaut à 2575°F. Dans la plupart des cas, vous le trouverez utilisé dans la fabrication de cadres de vélos, de têtes de club dorées et de lames d'épées d'escrime, pour n'en citer que quelques-uns.

Meilleure façon de faire fondre l’acier

La fusion de l’acier peut se faire de plusieurs manières, notamment :

Faire fondre l'acier dans un four

Vous pouvez utiliser un four à arc électrique ou un four de fonderie pour faire fondre votre acier. Une fois l'acier chargé dans le four à arc électrique, les électrodes du four facilitent la production de courants électriques qui font fondre l'acier.

D’un autre côté, un four de fonderie utilise du propane pour chauffer l’acier. Ce dernier est plus lent et ne convient donc pas aux productions à grande échelle.

Four de fusion électrique
Four de fusion électrique

Acier de fusion par induction

La fusion par induction est couramment utilisée pour fondre différents métaux et l’acier ne fait pas exception. Non seulement c’est plus rapide, mais cela permet également d’économiser de l’énergie.

Dans cette méthode, des courants électriques sont utilisés pour faire fondre l’acier par chauffage par induction. Une fois que le four à induction est chauffé à la température de fusion, l’acier est chargé à l’intérieur et chauffé.

Système de fusion par induction
Système de fusion par induction

Acier de refusion sous laitier électrolytique

Ce processus est principalement utilisé pour affiner et refondre l’acier à l’aide d’électrodes, produisant ainsi des lingots de haute qualité.

Un four est l’un des moyens les meilleurs et les plus couramment utilisés pour faire fondre l’acier.

Système de refusion sous laitier électrolytique
Système de refusion sous laitier électrolytique

Types de fours de fusion d'acier

Quatre principaux types de fours de fusion sont couramment utilisés pour fondre l’acier, à savoir :

je. Four à arc électrique – Un four à arc électrique est utilisé pour chauffer l’acier à l’aide d’électrodes de carbone. Le processus de chauffage comprend trois méthodes principales : la fusion, le raffinage et le soutirage.

ii. Four à sole ouverte – C’est l’un des fours de fusion les plus anciens qui chauffe l’acier en brûlant du combustible dans un foyer.

iii. Four à creuset – L'acier est chargé dans un creuset (un récipient qui contient l'acier) et ensuite placé à l'intérieur de la chambre du four où le chauffage a lieu.

Four à creuset
Four à creuset

iv. Fourneau à induction

Le four à induction fonctionne en générant de la chaleur facilitée par l’induction électromagnétique. Cependant, il est idéal pour les petites industries de production.

Matériaux utilisés pour fondre l'acier

Tout d’abord, vous devez chauffer le carbone et le fer pour former l’acier. En tant que tel, un four est utilisé pour chauffer l’acier jusqu’au point de fusion souhaité. Selon le type de four que vous choisissez, vous aurez peut-être besoin d'un creuset.

Il s'agit d'un récipient qui retient l'acier à l'intérieur du four pendant le processus de fusion. De plus, l'électricité, le gaz naturel ou le propane vous aideront à atteindre les températures de fusion souhaitées.

Facteurs déterminant la température de fusion de l’acier

La température de fusion est souvent déterminée par la composition élémentaire du métal. Prenons par exemple l'acier, il contient deux éléments à savoir le carbone et le fer. Plus la composition des éléments est élevée, plus le point de fusion est bas et vice versa.

Les autres éléments qui déterminent la température de fusion de l’acier sont :

· Force d'attraction entre les molécules d'acier individuelles

La forte force d’attraction entre les molécules implique une température de fusion plus élevée. N’oubliez pas que les différentes qualités d’acier ont des forces d’attraction moléculaires différentes.

Encore une fois, la plupart des nuances d'acier ont une structure compacte qui ne fond qu'à des températures relativement élevées.

· Impuretés

L'acier peut avoir différents éléments d'alliage pour répondre aux exigences d'application spécifiques. Habituellement, ces éléments, ainsi que d’autres composés, forment des « impuretés ».

Selon le type d'éléments, le point de fusion de l'acier peut être légèrement supérieur ou inférieur.

Bien entendu, d’autres variables telles que la pression ou les conditions environnementales déterminent également la température de fusion de l’acier.

Pourquoi la connaissance du point de fusion de l'acier est importante

Connaître le point de fusion de l’acier ou de tout métal en général est essentiel au fonctionnement efficace des pièces et des machines.

La défaillance d'un composant est l'un des risques majeurs pouvant résulter d'une mauvaise estimation du point de fusion.

Le plus souvent, cela affecte les applications en acier qui fonctionnent dans des environnements à températures élevées. Il est nécessaire de garantir que ces applications peuvent résister aux températures afin d'éviter toute défaillance de composants.

Sans oublier que l’acier doit être à l’état liquide pour être formable. En tant que tel, tout retard pourrait entraîner une solidification de l’acier, ce qui pourrait autrement perturber l’ensemble du processus.

Comment la dilatation thermique affecte le point de fusion de l'acier

La dilatation thermique fait référence au changement de volume d’une substance une fois qu’elle est soumise à différents niveaux de chaleur. Cela dit, un métal avec un point de fusion plus bas a une dilatation thermique plus élevée, ce qui influence donc l’utilisation du métal.

Par conséquent, il est important de prendre en compte le taux de dilatation thermique de l’acier au moment de décider de son utilisation prévue.

Conclusion

En règle générale, connaissez le type d’acier avec lequel vous avez affaire et l’usage prévu avant de le fondre. Les différentes qualités d'acier ont des points de fusion différents. Pour obtenir des résultats précis, comprenez le type d'acier que vous avez l'intention de fondre et utilisez la méthode de fusion appropriée pour le faire fondre.

Plus de ressources:

Titane Point de fusion – Source : HM

Point de fusion des métaux – Source : Supermarché Métal

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