La fabrication de l'acier inoxydable forgé est un processus en plusieurs étapes : les déchets d'acier sont fondus, puis coulés sous une forme solide exploitable ; l'acier solidifié est formé, traité thermiquement, nettoyé et poli pour répondre aux spécifications souhaitées. Enfin, l'acier inoxydable fini est emballé et expédié aux fabricants.
Fusion et coulage
L'acier et les métaux d'alliage sont chargés dans un four à arc électrique. Une fois dans le four, le métal est chauffé à une température spécifique au-dessus de son point de fusion, généralement supérieure à 2800 °F. En raison des températures extrêmes, de la précision et des grands volumes requis pour la production d'acier, l'étape de fusion nécessite généralement 8 à 12 heures. Tout au long de cette étape, les techniciens de l'acier vérifient régulièrement la température du bain et la composition chimique. Une fois l'alliage d'acier complètement fondu, le mélange est raffiné. De l'argon et de l'oxygène sont pompés dans le four, où ils convertissent certaines impuretés en gaz et en font des scories pour faciliter leur élimination. L'acier raffiné est coulé dans des formes prêtes à être usinées, notamment des blooms (rectangles), des billettes (rondes ou carrées), des brames, des tiges et des tubes ronds.
Formation
Le laminage à chaud a lieu au-dessus de la température de recristallisation de l'acier. La plupart des aciers coulés sont formés par laminage à chaud : la brame, le bloom ou la billette est chauffée et passée dans d'énormes rouleaux, ce qui étire l'acier pour lui donner une forme plus longue et plus fine. Chaque brame est transformée en feuille, plaque ou bande, tandis que les blooms et les billettes sont transformés en fils et barres. Le laminage à froid est utilisé lorsque des dimensions plus précises ou une brillance de surface supérieure sont requises. Il se produit en dessous de la température de recristallisation de l'acier. Le laminage à froid utilise des roues de petit diamètre avec une série de roues de support pour créer des feuilles d'acier inoxydable lisses et larges avec des tolérances serrées.
Traitement thermique
Le traitement thermique renforce l'acier inoxydable laminé en recristallisant la microstructure déformée. La plupart des aciers inoxydables sont traités thermiquement par recuit : l'acier inoxydable est chauffé à une température exactement supérieure à sa température de cristallisation et refroidi lentement dans des conditions contrôlées. Ce processus soulage les contraintes internes et adoucit l'acier inoxydable. La température, le temps et la vitesse de recuit ont tous un impact sur les propriétés de l'acier complet.
Détartrage
Une pièce d'acier inoxydable laminée acquiert une couche de « calamine » oxydée, qui doit être éliminée pour restaurer une finition de surface brillante. La calamine est généralement éliminée par des moyens chimiques tels que l'électronettoyage et le décapage. Lors du décapage, l'acier inoxydable est immergé dans un bain d'acide nitrique-fluorhydrique. L'électronettoyage utilise une cathode et de l'acide phosphorique pour faire passer un courant sur la surface de l'acier inoxydable. Les deux procédés détartrent efficacement la surface. Le métal détartré est fini par un rinçage à l'eau haute pression, laissant une finition brillante et éclatante.
Coupe
L'acier inoxydable est découpé selon une forme et une taille spécifiques. La plupart des découpes sont effectuées mécaniquement : l'acier inoxydable peut être cisaillé avec des couteaux circulaires, scié avec des lames à grande vitesse ou découpé avec des poinçons. Des méthodes alternatives telles que la découpe à la flamme, au plasma et au jet d'eau sont parfois utilisées.
Finition
Les aciers inoxydables peuvent être fabriqués avec une grande variété de finitions de surface. La finition de surface choisie n'est pas purement esthétique : certaines finitions rendent l'acier inoxydable plus résistant à la corrosion, plus facile à nettoyer ou plus facilement utilisé dans la fabrication. Le type de finition est déterminé par l'application prévue. Les finitions de surface sont le résultat combiné des processus de fabrication et de la méthode de finition. Le laminage à chaud, le recuit et le décalaminage produisent une finition mate. Le laminage à chaud suivi d'un laminage à froid sur des rouleaux de polissage produit une finition brillante, tandis qu'une combinaison de laminage à froid, de recuit et de polissage avec une surface fine crée une surface réfléchissante. Une gamme d'équipements de meulage, de polissage, de lustrage et de sablage est utilisée pour la finition des surfaces en acier inoxydable.
Écrouissage
Le durcissement par écrouissage est le processus de renforcement du matériau par déformation. Les aciers inoxydables durcissent globalement rapidement, le taux exact étant déterminé par la nuance spécifique. Les aciers austénitiques durcissent plus facilement que les autres nuances.
Contrôle de la qualité et inspection
Des contrôles en cours de fabrication sont effectués tout au long de la fabrication des aciers inoxydables, mais cela ne suffit pas à répondre aux normes internationales de qualité. Avant d'être expédié, chaque lot d'acier inoxydable doit subir des tests chimiques et mécaniques pour garantir qu'il répond aux spécifications souhaitées. Les tests mécaniques mesurent la capacité physique d'un acier inoxydable à résister aux charges, aux contraintes et aux impacts. Les tests mécaniques comprennent les tests de traction, Brinell et de ténacité décrits ci-dessus dans les propriétés mécaniques. Les tests chimiques vérifient la chimie exacte d'un échantillon avant de certifier la nuance d'acier inoxydable. Les tests chimiques sont généralement effectués par analyse spectrochimique non destructive. La résistance à la corrosion est particulièrement importante pour les aciers inoxydables. Les aciéries testent et mesurent la résistance à la corrosion à l'aide de tests au brouillard salin : plus l'acier reste longtemps exempt de corrosion après exposition au brouillard salin, plus sa résistance à la corrosion est élevée.
Fabrication
Les aciers inoxydables sont un matériau très utile utilisé pour fabriquer une large gamme de produits. La plupart des aciers inoxydables sont expédiés à un fabricant, où ils subissent un façonnage supplémentaire, un traitement thermique, un usinage et un soudage pour former un produit particulier. Les aciers inoxydables sont fréquemment utilisés pour produire des composants pour les industries de l'automobile, de la marine, de l'aéronautique et de la restauration, entre autres.
