Quelles sont les qualités et les classifications des tôles d'acier ?

Ordinaire Acier au carboneL'acier inoxydable, l'acier rapide, l'acier à haute teneur en manganèse, etc., sont des matériaux courants pour les tôles d'acier. Leur principale matière première est l'acier en fusion, obtenu par pressage mécanique après refroidissement lors du processus de coulée. La plupart des tôles d'acier sont plates ou rectangulaires, ce qui permet non seulement leur pressage mécanique, mais aussi leur découpe en larges bandes.

Comment les plaques d'acier sont-elles classées ?

Classification par épaisseur

(1) Plaque mince : épaisseur

(2) Plaque centrale : 4 mm à 20 mm

(3) Épaisseur de la plaque : 20 mm à 60 mm

(4) Plaque extra épaisse : 60 mm à 115 mm

Classification par méthode de production

Acier laminé à chaud plaque

Ce terme désigne le procédé de production de feuillards d'acier à partir d'une brame, généralement issue d'une coulée continue. La brame est chauffée puis laminée à chaud, puis usinée dans des laminoirs dégrossisseurs et finisseurs. Le feuillard ainsi obtenu est refroidi à la température souhaitée par un flux laminaire et enroulé en bobines. Ces bobines refroidies subissent diverses opérations de finition, telles que le planage, le redressage et le découpage, afin de produire des tôles, des bobines plates et des produits en feuillard recoupé longitudinalement. Ces produits sont ensuite contrôlés, pesés, emballés et marqués selon les besoins des utilisateurs. En résumé, un lingot d'acier subit plusieurs laminages après chauffage, puis ses bords sont découpés et redressés pour former une tôle. Ce procédé est appelé laminage à chaud.

tôle d'acier laminée à froid

En laminage à froid, on utilise comme matière première des bobines d'acier laminées à chaud, décapées à l'acide pour éliminer la calamine, puis laminées à froid en continu. Le produit fini est une bobine laminée à froid. L'écrouissage dû à la déformation continue à froid augmente la résistance et la dureté de la bobine, tandis que sa ténacité et son indice de plasticité diminuent. Par conséquent, ses performances d'emboutissage se dégradent et elle ne peut être utilisée que pour des pièces à déformation simple. Les bobines laminées à froid peuvent servir de matière première pour les lignes de galvanisation à chaud, celles-ci étant équipées de lignes de recuit. Le poids des bobines laminées à froid se situe généralement entre 6 et 13,5 tonnes. Le laminage des bobines d'acier est réalisé en continu à température ambiante par décapage à chaud. Le diamètre intérieur est de 610 mm.

Ce produit se caractérise par une dureté élevée (HRB supérieure à 90) et une faible aptitude à la mise en forme, n'ayant pas subi de recuit. Il ne peut être soumis qu'à un pliage directionnel simple (perpendiculaire au sens d'enroulement) avec un angle inférieur à 90°. En termes simples, le laminage à froid est un procédé de transformation et de laminage appliqué à des tôles et bobines laminées à chaud. Il comprend généralement des procédés tels que le laminage à chaud, le décapage à l'acide et le laminage à froid.

Le laminage à froid consiste à traiter des tôles laminées à chaud à température ambiante. Bien que le processus de laminage puisse entraîner un échauffement de la tôle, il est toujours qualifié de laminage à froid. En raison de la déformation à froid continue induite par le laminage à chaud, les propriétés mécaniques de l'acier laminé à froid sont relativement faibles et sa dureté est trop élevée. Un recuit est nécessaire pour restaurer ces propriétés ; les aciers non recuits sont appelés bobines laminées à froid. Ces bobines sont généralement utilisées pour la fabrication de produits ne nécessitant ni pliage ni étirage.

En fonction des différents besoins des entreprises de production, les tôles laminées à froid sont généralement divisées en :

On utilise généralement des tôles laminées à froid, des tôles laminées à froid pour estampage, des tôles laminées à froid pour emboutissage profond, extra-profond et ultra-profond. Elles sont généralement livrées en bobines et en feuilles plates, avec une épaisseur exprimée en millimètres, une largeur généralement de 1 000 mm et 1 250 mm, et une longueur généralement de 2 000 mm et 2 500 mm.

Les qualités couramment utilisées pour les tôles laminées à froid ordinaires sont :

Q195, Q215, Q235, 08AL, SPCC, SPCD, SPCE, SPCEN, ST12, ST13, ST14, ST15, ST16, DC01, DC03, DC04, DC05, DC06, etc. ;

ST12 : désigne la nuance d’acier la plus courante, qui est essentiellement le même matériau que les nuances Q195, SPCC et DC01 ;

ST13/14 : fait référence à la nuance d'acier d'estampage, qui est essentiellement le même matériau que les nuances 08AL, SPCD et DC03/04 ;

ST15/16 : fait référence à la nuance d'acier d'estampage, qui est essentiellement le même matériau que les nuances 08AL, SPCE, SPCEN et DC05/06.

Classification selon les caractéristiques de surface

(1) Tôle galvanisée (tôle galvanisée à chaud, tôle électro-galvanisée) : Afin de prévenir la corrosion à la surface de la tôle d'acier et de prolonger sa durée de vie, une couche de zinc métallique est appliquée à la surface de la tôle d'acier.

Galvanisation à chaud : Une fine tôle d’acier est immergée dans un bain de zinc en fusion afin de déposer une couche de zinc à sa surface. Actuellement, la principale méthode de production est la galvanisation en continu, dans laquelle des tôles d’acier laminées sont immergées en continu dans un bain de zinc en fusion pour produire des tôles d’acier galvanisées.

Galvanoplastie : La tôle d’acier galvanisée par électroplacage présente une bonne usinabilité. Cependant, le revêtement est plus mince et sa résistance à la corrosion est inférieure à celle de la tôle galvanisée à chaud.

(2) Tôle étamée : Une tôle d'acier mince laminée à froid revêtue sur les deux faces d'une couche extrêmement mince d'étain métallique, qui combine la dureté et la résistance de l'acier avec la soudabilité, la résistance à la corrosion et l'aspect brillant de l'étain.

La tôle étamée présente l'avantage d'être inodore, non toxique, légère et facile à travailler et à façonner. Elle peut également être imprimée avec divers motifs pour embellir les produits, ce qui explique son utilisation répandue dans des secteurs tels que la conserve alimentaire, l'électronique et les peintures chimiques.

(3) Tôle d'acier composite : Elle peut être divisée en deux catégories selon son type de combinaison, à savoir la tôle d'acier composite métallique et la tôle d'acier composite non métallique.

La tôle d'acier composite métallique est une couche composite d'autres métaux à la surface d'une tôle d'acier, comme la tôle d'acier composite en acier inoxydable, la tôle d'acier composite en titane, la tôle d'acier composite en cuivre et la tôle d'acier composite en aluminium.

La tôle d'acier composite non métallique est composée d'une tôle d'acier de base et d'une résine viscoélastique offrant d'excellentes performances de réduction des vibrations, comme par exemple la tôle d'acier composite légère et la tôle d'acier composite à réduction des vibrations.

(4) Tôle d'acier prélaquée : Communément appelée tôle d'acier prélaquée, elle est fabriquée à partir d'une tôle d'acier laminée à froid de haute qualité, d'une tôle d'acier galvanisée à chaud ou d'une tôle d'acier galvanisée à l'aluminium. Après dégraissage de surface, phosphatation et traitement de chromatation, elle est revêtue d'une peinture organique puis cuite au four.

Ce matériau se caractérise par sa légèreté, sa grande résistance, ses couleurs vives et sa bonne durabilité. Il est largement utilisé dans des domaines tels que la construction, l'électroménager, la décoration et l'automobile.

La résistance des tôles d'acier colorées dépend du matériau et de l'épaisseur du support, tandis que leur durabilité est déterminée par le revêtement (galvanisation de 318 g/m²) et le traitement de surface. Les revêtements utilisés comprennent le polyester (PE), la résine silicone (SMP), le polyester haute résistance aux intempéries (HDP), le fluorure de polyvinylidène (PVDF), etc. L'épaisseur du revêtement atteint 25 µm ou plus, et sa structure peut varier : deux couches suivies d'un séchage, deux couches suivies de deux séchages, etc. La durée de vie sans entretien peut atteindre 20 à 30 ans, selon l'environnement.

Classification par application

(1) Plaque d'acier du pont :

La tôle d'acier pour ponts est une tôle d'acier épaisse spécialement utilisée pour la fabrication d'éléments de structure de ponts. Elle est composée d'aciers spéciaux, tels que l'acier au carbone et l'acier faiblement allié, destinés à la construction de ponts. La nuance d'acier est indiquée par la lettre q (pour pont). Parmi les aciers au carbone pour ponts, on trouve l'A3q, utilisé pour le rivetage, et le 16q, utilisé pour le soudage. Les aciers faiblement alliés pour ponts comprennent notamment le 12Mnq, le 12MnVq, le 15MnVNq et le 16Mnq.

L'épaisseur des tôles d'acier pour ponts varie de 4,5 à 50 millimètres. Principales utilisations : construction de ponts ferroviaires, routiers, maritimes, etc. Ces tôles doivent présenter une résistance et une ténacité élevées afin de supporter les charges et les chocs des locomotives et des véhicules, ainsi qu'une bonne résistance à la fatigue, une certaine ténacité à basse température et une résistance à la corrosion atmosphérique. L'acier utilisé pour les ponts boulonnés doit également offrir une bonne soudabilité et une faible sensibilité à l'entaille.

Principales nuances d'acier : 

16q 16Mnq 16MnCuq.

Q345q C/D/E 15MnVNq 15MnVNq StE355 S355N.

Q370q 14MnNbq A709Gr36/50/50W/70W StE460.

Q420qC.

(2) Plaque d'acier pour chaudière :

Les tôles d'acier pour chaudières désignent principalement les tôles laminées à chaud d'épaisseur moyenne utilisées pour la fabrication des surchauffeurs, des conduites de vapeur principales et des surfaces de chauffe des chambres de combustion des chaudières. Ces tôles constituent un matériau essentiel dans la fabrication des chaudières et sont généralement composées d'aciers spéciaux au carbone et d'aciers réfractaires faiblement alliés laminés à chaud d'épaisseur moyenne. Elles servent à la fabrication de composants clés tels que les enveloppes de chaudière, les ballons, les couvercles d'extrémité de collecteur, les supports et les suspentes.

Les principaux matériaux utilisés sont des aciers de construction de haute qualité et des aciers réfractaires faiblement alliés. Les aciers pour chaudières couramment employés comprennent des aciers calmés à faible teneur en carbone, produits par fusion en four ouvert, ou des aciers à faible teneur en carbone, produits par fusion en four électrique, avec une teneur en carbone (Wc) comprise entre 0,16 % et 0,26 %. Fonctionnant à température moyenne (inférieure à 350 °C) et sous haute pression, les tôles d'acier pour chaudières sont soumises non seulement à une forte pression, mais aussi aux chocs, à la fatigue et à la corrosion par l'eau et les gaz. Les principales exigences de performance pour les aciers pour chaudières sont une bonne soudabilité et une bonne aptitude au pliage à froid, une certaine résistance à haute température, une résistance à la corrosion alcaline et à l'oxydation, etc. Les tôles d'acier pour chaudières fonctionnent généralement dans des conditions de température et de pression modérément élevées. Outre leur résistance à la température et à la pression, elles sont également soumises à la fatigue par chocs et à la corrosion par l'eau et les gaz. Compte tenu de ces conditions de fonctionnement difficiles, les tôles d'acier pour chaudières doivent présenter de bonnes propriétés physiques et mécaniques, ainsi qu'une bonne usinabilité, afin de garantir la sécurité d'utilisation des équipements.

Largement utilisé dans des industries telles que le pétrole, la chimie, les centrales électriques, les chaudières, etc., il sert à fabriquer des équipements et des composants tels que des réacteurs, des échangeurs de chaleur, des séparateurs, des réservoirs sphériques, des réservoirs de pétrole et de gaz, des réservoirs de gaz liquéfié, des enveloppes de pression de réacteurs nucléaires, des ballons de vapeur de chaudières, des bouteilles de gaz de pétrole liquéfié, des conduites d'eau à haute pression pour les centrales hydroélectriques, des carters de turbines, etc.

Actuellement, le système de normes chinois relatif aux tôles d'acier pour chaudières est divisé en deux niveaux : les normes générales et les normes de produit. Les normes générales comprennent la GB/T 247 (Dispositions générales relatives à l'inspection, à l'emballage, au marquage et aux certificats de qualité des tôles et bandes d'acier) et la GB/T 14977 (Exigences générales relatives à la qualité de surface des tôles d'acier laminées à chaud). La norme de produit comprend uniquement la GB 713-1997 (Tôles d'acier pour chaudières).

(1) Les principales nuances d'acier pour les plaques de chaudière sont Q245R, 20g, 16Mng, 15CrMoVg, 19Mng et 22Mng.

(2) Les principales nuances d'acier pour les plaques de récipients sous pression sont Q345R, 20R, 16MnR, 15MnNbR et 15MnVNR.

(3) Normes de mise en œuvre : GB713-1997, GB6654-1996

(3) Plaques d'acier pour la construction navale :

Les tôles d'acier pour la construction navale désignent des tôles d'acier minces et épaisses, produites à partir d'aciers de construction spécifiques à la construction navale. Elles servent à la fabrication de la structure de la coque des navires de haute mer, côtiers et fluviaux. Les aciers de construction navale comprennent l'acier au carbone et l'acier faiblement allié, la désignation se terminant par la lettre C (navire). L'acier au carbone inclut les nuances 2C, 3C, 4C et 5C, tandis que l'acier faiblement allié comprend des nuances telles que 12MnC, 16MnC, 15MnTiC et 14MnVTiReC. Leur épaisseur varie de 2,5 à 50 millimètres.

Les plaques d'acier pour la construction navale désignent des plaques d'acier minces et épaisses produites à partir d'acier de construction spécifique à la construction navale, utilisées pour fabriquer la structure de la coque du navire pour la navigation longue distance, côtière et intérieure.

L'acier de construction pour la construction navale comprend l'acier au carbone et l'acier faiblement allié, la fin de la nuance d'acier étant marquée par C (navire).

L'acier au carbone comprend les aciers 2C, 3C, 4C et 5C, tandis que l'acier faiblement allié inclut des nuances telles que 12MnC, 16MnC, 15MnTiC et 14MnVTiReC. Son épaisseur varie de 2,5 à 50 millimètres.

(4) Plaque d'acier blindée :

Les plaques d'acier blindées sont généralement utilisées dans des projets tels que la protection contre les balles et les explosions, comme les équipements de stands de tir, les portes blindées, les casques, les gilets et les boucliers pare-balles ; les guichets de banque, les coffres-forts confidentiels ; les véhicules anti-émeute, les fourgons blindés de transport de fonds, les équipements de stands de tir, les véhicules blindés de transport de troupes, les chars, les sous-marins, les péniches de débarquement, les bateaux anti-contrebande, les hélicoptères, etc.

Propriétés mécaniques typiques de la plaque de blindage PRO500 : nuance et modèle d’acier : PRO500. Épaisseur MM : 2,5-20.

Limite d'élasticité : Rp0.2 (N/mm2) : 1300. Résistance à la traction Rm (N/mm2) : 1650.

Allongement à 5 % : 8. Résistance aux chocs à -40 °C : 20 J. Dureté : 470-530 HB. Spécifications de livraison des plaques d’acier blindées PRO500 : nuance et modèle d’acier : PRO500. Épaisseur : 2,5-20 mm. Largeur : 1000-1500 mm. Longueur : 2000-6000 mm. Norme d’application des plaques d’acier blindées PRO500 : GJ-07-IIA.

(5) Plaque d'acier automobile :

Les panneaux automobiles désignent les tôles d'acier utilisées dans la fabrication des automobiles. Selon les caractéristiques de leur procédé de production, on distingue les tôles d'acier laminées à chaud, les tôles d'acier laminées à froid et les tôles d'acier revêtues. Du point de vue de la résistance, on peut les classer en : tôles d'acier ordinaires (acier doux), tôles d'acier faiblement allié à haute résistance (HSLA), tôles d'acier à haute résistance ordinaires (acier IF à haute résistance, acier BH, acier au phosphore, acier IS, etc.) et tôles d'acier à haute résistance de pointe (AHSS), etc.

Les composants constituant la carrosserie d'une voiture se répartissent en quatre grandes catégories : panneaux, éléments structuraux, éléments de roulement et éléments de renfort. Chacun de ces composants répond à des exigences d'utilisation spécifiques et présente des performances différentes. Par exemple, les panneaux doivent être fabriqués dans des matériaux présentant une bonne formabilité, une résistance élevée, une bonne capacité d'allongement, une bonne résistance à l'enfoncement et à la corrosion. Les éléments structuraux, quant à eux, doivent être fabriqués dans des matériaux présentant une bonne formabilité, une bonne résistance, une bonne capacité d'absorption d'énergie en cas de collision, une bonne tenue à la fatigue, une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabilité. Les éléments de roulement doivent présenter une bonne formabilité, une bonne rigidité, une bonne tenue à la fatigue, une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabilité. Une excellente capacité d'absorption d'énergie en cas de collision et une bonne soudabilité sont particulièrement importantes pour les éléments de renfort.

Bagages, matériel médical, carter de moto ; toit de voiture, tableau de bord de bus ; dossiers de sièges, panneaux de porte, cadres de fenêtre, etc.

Poutres en acier pour camions : 510L, 610L, 700L

(6) Toiture en tôle d'acier

La toiture en tôle d'acier mince, aussi appelée toiture en tôle d'acier galvanisée, est une toiture recouverte de tôles d'acier fines de 0,45 à 0,75 mm d'épaisseur. Elle peut être fixée aux panneaux de toiture ou directement à la charpente, les panneaux étant assemblés par des points d'ancrage.

(7) Plaque d'acier de construction :

Tôle d'acier de construction (matériau d'ingénierie) : désigne un acier répondant à des exigences spécifiques de résistance et de formabilité. La formabilité est exprimée par l'allongement à la rupture lors d'un essai de traction. L'acier de construction est généralement utilisé pour des applications structurelles et autres, où sa résistance constitue une norme de conception standard. L'acier de construction est un type d'acier spécial.

1. Acier utilisé pour la fabrication de diverses pièces de machines. Il comprend l'acier cémenté, l'acier trempé et revenu, l'acier à ressort et l'acier à roulement.

2. Acier utilisé pour les ouvrages de génie civil. Il comprend les aciers A, B, spéciaux et les aciers faiblement alliés ordinaires en acier au carbone.

(8) Tôle d'acier électrique (tôle d'acier au silicium)

La tôle d'acier électrique (également appelée tôle d'acier au silicium) est un alliage fer-silicium magnétique doux à très faible teneur en carbone (inférieure à 0,005 % après recuit), généralement avec une teneur en silicium de 0,5 % à 4,5 %. L'ajout de silicium au fer permet d'améliorer sa résistivité électrique et sa perméabilité maximale. Elle est principalement utilisée pour la fabrication des noyaux de transformateurs, de moteurs et de générateurs. On distingue deux catégories de tôles d'acier électrique : les tôles d'acier électrique orientées et les tôles d'acier électrique non orientées.

Les tôles d'acier au silicium non orienté laminées à froid sont principalement utilisées comme noyaux de fer pour les moteurs et les petits transformateurs. Ce sont des alliages magnétiques doux essentiels dans les secteurs de l'énergie, de l'électronique et de la défense. Elles représentent la plus grande part des matériaux magnétiques et constituent un matériau fonctionnel métallique important pour les économies d'énergie. La demande d'acier au silicium non orienté laminé à froid est en constante augmentation.

(9) Plaque d'acier pare-balles

Une plaque d'acier à ressort, de forme rectangulaire et plate, sert à former un châssis constitué de plusieurs ressorts empilés. Une extrémité est fixée au support par une goupille, tandis que l'autre est reliée à la poutre par un ergot de levage permettant l'expansion et la contraction du ressort. Ce système convient actuellement à certains véhicules tout-terrain extrêmes à carrosserie non porteuse et aux camions de moyen et gros tonnage.

Les aciers à ressort les plus courants sont les aciers 65Mn, 60Si2Mn et 50CrVA, avec des épaisseurs allant généralement de 1 à 30 millimètres. En Chine, ils sont produits notamment par des entreprises comme Ansteel et Baosteel. Ils existent en versions recuites et non recuites.

(10) Autres

La tôle d'acier résistante aux hautes températures est une tôle d'acier plate fabriquée en coulant de l'acier en fusion puis en le pressant après refroidissement.

Selon la teneur en éléments d'alliage, on distingue l'acier faiblement allié (avec une teneur totale en éléments d'alliage inférieure à 5 %), l'acier moyennement allié (avec une teneur totale en éléments d'alliage de 5 % à 10 %) et l'acier fortement allié (avec une teneur totale en éléments d'alliage supérieure à 10 %).

Selon les principaux éléments d'alliage contenus, il est divisé en acier au chrome (Cr Fe-C), acier au chrome-nickel (Cr Ni Fe-C), acier au manganèse (Mn Fe-C) et acier au silicium-manganèse (Si Mn Fe-C).

Selon la microstructure normalisée ou brute de coulée de petits échantillons, ils sont divisés en acier perlitique, acier martensitique, acier ferritique, acier austénitique et acier martensitique.

Classés par usage : aciers de construction alliés, aciers à outils alliés et aciers à performances spéciales.

Formule pour calculer le poids de l'acier

1. Poids par mètre d'acier rond = 0,00617 × diamètre × diamètre

2. Poids par mètre de tuyau soudé en spirale = 0,02466 × épaisseur de paroi × (diamètre extérieur épaisseur de paroi)

3. Tube sans soudure en acier inoxydable, poids par mètre = 0,02496 × épaisseur de paroi × (diamètre extérieur épaisseur de paroi)

4. Poids par mètre carré d'acier = 0,00785 × Largeur du bord × Largeur du bord

5. Poids de l'acier fileté par mètre = 0,00617 × diamètre × diamètre

6. Poids par mètre de cornière équilatérale = largeur du bord × épaisseur du bord × 0,015

7. Poids par mètre d'acier d'angle inégal = 0,00785 × Épaisseur du bord (largeur du bord long + largeur du bord court - épaisseur du bord)

8. Poids par mètre d'acier plat = 0,00785 × épaisseur × largeur

9. Poids de la poutre en I par mètre = 0,00785 × Épaisseur de la taille [hauteur + f (largeur de jambe × épaisseur de la taille)]

10. Poids du profilé en U par mètre = 0,00785 × Épaisseur de la taille [hauteur + e (largeur de jambe × épaisseur de la taille)]

11. Poids de la plaque d'acier par mètre carré = 7,85 × épaisseur

12. Poids par mètre de passage plat = (longueur du côté + largeur du côté) × 2 × épaisseur × 0,00785

13. Poids au mètre de Fangtong = largeur du bord × quatre × épaisseur × zéro virgule zéro zéro sept huit cinq

14. Poids par mètre d'acier hexagonal = 0,0068 × Diamètre opposé × Diamètre opposé

15. Poids par mètre d'acier octogonal = 0,0065 × diamètre × diamètre

16. Poids par mètre de tube en laiton = 0,02670 × épaisseur de paroi × (Diamètre extérieur / épaisseur de paroi)

17. Poids du tube en cuivre par mètre = 0,02796 × épaisseur de paroi × (Diamètre extérieur / épaisseur de paroi)

18. Densité relative des métaux non ferreux :

Plaque de cuivre 8,9, plaque de laiton 8,5, plaque de zinc 7,2, plaque de plomb 11,37, plaque d'aluminium 2,71

19. Poids de la plaque d'aluminium à motifs par mètre carré = 2,96 × épaisseur

20. Formule de calcul pour les tôles de métaux non ferreux : poids au mètre carré = densité × épaisseur