L'alliage le plus utilisé dans le monde estacier, un alliage ferreux principalement composé de fer (généralement 98 à 99% en poids) avec des quantités contrôlées de carbone (0,02–2,14%) et des oligo-éléments tels que le manganèse, le silicium, le phosphore et le soufre. Sa domination découle d'une combinaison inégalée de force, de polyvalence, de rentabilité et d'évolutivité, ce qui la rend indispensable dans presque toutes les industries.
Construction: L'acier forme l'épine dorsale des gratte-ciel, des ponts et des infrastructures en raison de sa capacité à supporter de lourdes charges. Les barres d'acier renforçant (barres d'armature) renforcent les structures en béton, tandis que les poutres en acier structurel fournissent une rigidité dans les bâtiments à grande échelle.
Automobile et transport: Des corps de voiture et du châssis aux cadres de camions, aux voies ferrées et aux coques de navire, la résistance à la traction élevée de l'acier et la résistance à l'impact assurent la sécurité et la durabilité. Même si les matériaux plus légers gagnent au sol, l'acier reste critique pour les composants résistants aux collisions.
Fabrication et machines: Les équipements industriels, les outils et les pièces mécaniques reposent sur la dureté et la résistance à l'usure de l'acier. Les aciers alliés (par exemple, ceux avec du chrome ou du molybdène) sont adaptés à des besoins spécifiques, tels que la tolérance à haute température dans les turbines ou la résistance à la corrosion dans les pompes.
Emballage et biens de consommation: Les canettes en acier plaqué conservent les aliments et les boissons en résistant à la corrosion, tandis que l'acier est également utilisé dans les appareils électroménagers, les meubles et même les couverts pour sa longévité.
La production mondiale de Steel a dépassé 1,8 milliard de tonnes de tonnes par an, celles de tous les autres alliages combinés. Sa recyclabilité (plus de 90% de l'acier est recyclée à l'échelle mondiale) cimente en outre son rôle d'alliage le plus utilisé, équilibrant la demande industrielle avec la durabilité.
Bien que l'acier soit polyvalent, de nombreux alliages le surpassent en résistance, souvent en raison de conceptions métallurgiques avancées ou de combinaisons d'éléments hautes performances. Ceux-ci incluent:
Alliages de titane (par exemple, Ti-6Al-4V):
Les alliages de titane sont célébrés pour leur rapport force / poids exceptionnel. Le TI-6AL-4V, la note la plus courante, a une résistance à la traction de ~ 900–100 MPa (mégapascals), dépassant la plupart des aciers à carbone (400–800 MPa) tout en pesant seulement 60% que l'acier. Cela les rend idéaux pour l'aérospatiale (composants de moteur à réaction, les cellules), le matériel militaire et l'équipement sportif haute performance. Leur résistance à la corrosion et à la fatigue améliore encore leur attrait.
Superalliages à base de nickel (par exemple, Inconel 718, Waspaloy):
Ces alliages (nickel-chrome-fer avec des ajouts comme le niobium, le molybdène ou le cobalt) excellent dans une résistance à haute température. Inconel 718, par exemple, maintient une résistance à la traction de ~ 300 MPa à 650 degrés (1 200 degrés F) -Un température où l'acier perd plus de la moitié de sa résistance. Ils sont essentiels dans les moteurs à réaction, les turbines à gaz et les réacteurs nucléaires, où la résistance sous une chaleur extrême n'est pas négociable.
Alliages de chrome de cobalt (cocrmo):
Les alliages de chrome de cobalt combinent une résistance à la traction élevée (jusqu'à 1 500 MPa) avec une usure exceptionnelle et une résistance à la corrosion. Ils sont largement utilisés dans les implants médicaux (tracants de hanche / genou) et les pièces mécaniques à forte contrainte (par exemple, les lames de turbine) car elles résistent mieux à la charge cyclique que l'acier et résistent à la dégradation dans des environnements chimiques biologiques ou difficiles.
AFFAIRS AVANCÉS HAUTES DE SIGNIFICATION (AHSS):
Bien que techniquement un sous-ensemble d'acier, AHSS (par exemple, martensitique, double phase ou twip) soit conçu pour dépasser la résistance à l'acier traditionnel. AHSS martensitique, par exemple, peut atteindre des résistances à la traction de 1 500 à 2 000 MPa-FAR plus élevées que le traitement thermique conventionnel en acier au carbone qui crée une microstructure forte et forte. Ils sont utilisés dans les composants de sécurité automobile (par exemple, poutres de crash) où la résistance élevée et le poids léger sont critiques.
Ces alliages comportent souvent des coûts de production plus élevés que l'acier, limitant leur utilisation aux applications où leur résistance supérieure, leurs économies de poids ou leur résistance environnementale justifient les dépenses telles que l'aérospatiale, la défense et la fabrication de haute technologie.
