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Désignation des aciers

Les aciers... Il en existe une quantité incroyable, et bien que nous connaissions « par coeur » un certain nombre de désignations usuelles, il peut parfois être bon de savoir ce qui se cache derrière. Ci-dessous un petit mémento par rapport à la désignation au travers de plusieurs normes.
Vous pouvez également consulter le tableau de correspondances sur certaines nuances usuelles.

Les normes existantes

Plusieurs normes existent pour désigner les mêmes aciers, d'où la complexité du sujet. Parmi les principales normes en utilisation en France aujourd'hui, on trouve :

La norme européenne EN 10027-1 (désignation symbolique)

La désignation des aciers selon la norme européenne EN 10027-1 distingue cinq principaux types d'acier :

Pour toutes les désignations, le préfixe « G » indique un acier moulé (exemples : GS235, G35NiCrMo16, GX2CrNiMo18-10).

Aciers non-alliés d'usage général (groupe 1)

Une première lettre indique leur usage (les plus courants sont S et E) :

Puis suit la limite d'élasticité en mégapascals (1 MPa = 1 N/mm²). Par exemple, le S235 est un acier non-allié pour construction de limite élastique 235 MPa.

D'autres symboles peuvent compléter la désignation selon les particularités :

J, K, L + lettre ou chiffre : énergie de rupture (résilience) garantie

Premier groupe de symboles additionnels :

Deuxième groupe de symboles additionnels :

Peuvent suivre des symboles précédés d'un signe + (plus) :

Symboles indiquant des exigences spéciales :

Symboles indiquant un revêtement :

Symboles indiquant une condition de traitement (aciers du groupe S uniquement) :

Par exemple, le S235 JR a une énergie de rupture garantie de 27 J/cm² à 20 °C tandis que le S235 JO a une énergie de rupture garantie de 27 J/cm² à 0 °C.
La désignation commence par un G s'il s'agit d'une pièce moulée. Par exemple, le GS235 JR est un acier S235 JR moulé.

Aciers non-alliés spéciaux (groupe 2.1)

La désignation commence par un C, puis suit le pourcentage massique de carbone multiplié par 100. Par exemple, le C35 est un acier non-allié avec 35/100 = 0,35 % de carbone.
On peut ajouter une lettre donnant des précisions :

Par exemple : C35 E.

Aciers faiblement alliés (groupe 2.2)

Certains aciers de ce groupe sont considérés comme « non-alliés » :

On indique la teneur en carbone, puis la liste des éléments (selon les symboles chimiques standard), par ordre de teneur décroissante, puis les teneurs multipliées par un facteur (puisque ces teneurs sont faibles) ; le facteur dépend de l'élément.

Facteur pour les aciers faiblement alliés :

Par exemple, le 36NiCrMo16 (anciennement 35NCD16) contient 36/100 = 0,36 %m de carbone, 16/4 = 4 %m de nickel, ainsi que du chrome et du molybdène.

Aciers fortement alliés (groupe 2.3)

Au moins un élément a une teneur supérieure à 5%.
On commence par un X, suit la teneur en carbone, puis la liste des éléments et les teneurs des éléments principaux.
Par exemple, le X2CrNiMo18-10 est un acier fortement allié, contenant environ 0,02 % de carbone, contenant environ 18 % de chrome, et 10 % de nickel, contenant également du molybdène.

Aciers rapides (groupe 2.4)

On commence par HS (high speed), puis suit les teneurs en %m en tungstène, molybdène, vanadium et cobalt. Il contiennent tous au moins 0,7 % de carbone ainsi que 4 % de chrome, ces teneurs ne sont donc pas indiquées.
Par exemple, le HS2-9-1-8 contient environ 2 %m de tungstène, 9 %m de molybdène, 1 %m de vanadium et 8 %m de cobalt (et 0,7 % de carbone, 4 % de chrome).

La norme européenne EN 10027-2 (désignation numérique)

Cette norme reprend exactement les mêmes groupes que la EN 10027-1, mais désigne les aciers par un code numérique au lieu de la désigantion symbolique

Aciers non-alliés d'usage général (groupe 1)

Aciers faiblement alliés (groupe 2.2)

1.50xx à 1.84xx

Aciers fortement alliés (groupe 2.3)

Aciers rapides (groupe 2.4)

Aciers à outil (autres qu'aciers rapides)

Les aciers à outil sont des aciers trempés, faiblement ou fortement alliés.

Les anciennes normes françaises

En France, les aciers ont d'abord été classés selon leur ductilité : acier extra doux, doux (Adx), demi-doux, demi-dur...
Puis, on les a classé selon leurs propriétés mécaniques, puisque c'était la préoccupation principale :

On peut établir les équivalences suivantes entre les deux normes :

On a créé d'autres normes selon les domaines. Par exemple, pour les tubes, on parlait d'acier « Tu 37 a » (« Tu » pour tube, « 37 » est le module à la rupture en daN/mm², « a » indique la pureté).

Au fur et à mesure, la composition de l'acier, l'alliage, est devenu de plus en plus important, en particulier pour l'application des traitements thermiques. On a donc indiqué la teneur en différents éléments.

Pour les aciers non alliés pour traitement thermique (norme NF A 35-551), on distinguait la série CC de la série XC ; cette dernière avait un contrôle plus important sur la composition, et notamment une teneur en soufre et en phosphore (éléments fragilisants) plus basse. On indiquait la teneur en carbone en pourcentage massique multiplié par 100 :

Pour les aciers faiblement alliés, on indiquait la teneur en carbone comme ci-dessous, puis la liste des éléments d'alliage par ordre de teneur décroissante, suivi d'un coefficient de teneur pour l'élément le plus concentré, la teneur étant obtenue en divisant le coefficient par un facteur de 4 ou 10 selon les éléments.

ÉlémentSymboleFacteurTeneur mini en %
aluminium (Al)A100,3
chrome (Cr)C40,25
cobalt (Co)K40,1
manganèse (Mn)M41,2
molybdène (Mo)D100,1
nickel (Ni)N40,5
niobium (Nb)Nb100,1
plomb (Pb)Pb100,1
silicium (Si)S41
soufre (S)F100,1
titane (Ti)T100,3
tungstène (W)W100,3
vanadium (V)V100,05

Par exemple, l'acier 35 NCD 16 est un acier ayant environ 0,35 % de C (« 35 »), contenant environ 4 % de Ni (« N...16 »), ainsi que du Cr et du Mo en plus faible teneur (« CD »). En l'occurrence, la norme indique :

Le 100 C 6 est un acier faiblement allié avec 1 % de carbone et 1,5 % de chrome.

Les aciers fortement alliés commençaient par « Z », suivi de la teneur en carbone (comme ci-dessus), et de la liste des éléments avec leur teneur sans facteur multiplicatif. Par exemple, l'acier Z 6 CN 18-09 contient environ 0,06 % de C, environ 18 % de Cr et 9 % de Ni.

Normes des États-Unis

Il existe plusieurs organismes normalisateurs ayant émis des normes concernant l'acier :

Exemple de dénominations :

Il existe un système unifié, l'UNS, qui reprend les désignations des SAE, AISI et ASTM. On utilise :

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