AcierUn acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone. Il se distingue des fontes et des ferroalliages par sa teneur en carbone comprise entre 0,02 % et 2 % en masse. C’est essentiellement cette teneur en carbone qui confère à l'acier ses propriétés. Histoire de la production de l'acier L’Âge du fer se caractérise par l’adaptation du bas fourneau à la réduction du fer. Ce bas fourneau produit une loupe, un mélange hétérogène de fer, d’acier et de laitier, dont les meilleurs morceaux doivent être sélectionnés, puis cinglés pour en chasser le laitier.
Haut fourneauvignette|redresse=1.7|Photo panoramique d'une coulée au Haut fourneau 2 de Dąbrowa Górnicza (Pologne). La disposition de l'appareil, au centre d'une halle circulaire, est typique des hauts fourneaux soviétiques.|alt=vue panoramique d'un plancher de coulée, le four étant au centre. Un haut fourneau est une installation industrielle destinée à simultanément désoxyder et fondre les métaux contenus dans un minerai, par la combustion d'un combustible solide riche en carbone.
Fer forgévignette|Balcon en fer forgé à Bordeaux, quartier Saint-Pierre. En serrurerie, le fer forgé est un fer qui a été travaillé sous le marteau. Originellement, le fer forgé est principalement associé aux travaux de ferronnerie et au travail du ferronnier ou du forgeron. À la révolution industrielle, un fer forgé formé par puddlage sera également employé dans la construction métallique et dans les chemins de fer. Ce dernier sera remplacé par l'acier à partir de 1880.
Fonte brutevignette|droite|De la fonte brute en fusion, contenue dans une poche. vignette|droite|De la fonte brute en gueuses. La fonte brute est le métal obtenu en sortie de haut fourneau. Cette appellation prend en compte le fait que la qualité de cette fonte, qui est utilisée à l'état liquide, n'est pas caractérisée par des considérations métallurgiques ou mécaniques, mais uniquement par sa composition chimique. La fonte brute s'apparente à une matière première plus qu'à un produit fini ou semi-fini ; ce n'est qu'un état intermédiaire de la fabrication de l'acier ou de la fonte de moulage.
FonderieLa fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour reproduire, après refroidissement, une pièce donnée (forme intérieure et extérieure) en limitant autant que possible les travaux ultérieurs de finition. Les techniques employées dépendent de l’alliage fondu, des dimensions, des caractéristiques et des quantités de pièces à produire.
CorrosionLa corrosion désigne l'altération d'un matériau par réaction chimique avec un oxydant (le dioxygène et le cation H+ en majorité). Il faut en exclure les effets purement mécaniques (cela ne concerne pas, par exemple, la rupture sous l'effet de chocs), mais la corrosion peut se combiner avec les effets mécaniques et donner de la corrosion sous contrainte et de la fatigue-corrosion ; de même, elle intervient dans certaines formes d'usure des surfaces dont les causes sont à la fois physicochimiques et mécaniques.
Coke (charbon)thumb|Photographie de coke. Le coke est un combustible obtenu par pyrolyse de la houille dans un four à l'abri de l'air ; ces fours sont regroupés en batteries dans une usine appelée cokerie. Ce procédé a longtemps été très polluant et l'est encore dans les pays en développement. En Europe, il ne subsiste que quelques cokeries dont les émissions, les sous-produits et les déchets sont contrôlés : cependant, malgré une réglementation écologique plus stricte, ces usines restent des sources d'importante pollution atmosphérique et de gaz à effet de serre.
Charbon de boisLe charbon de bois est un combustible obtenu en carbonisant du bois en atmosphère contrôlée par pyrolyse (en l'absence d'oxygène). La charbonnette est un bois, de faible dimension, destiné à cette carbonisation. Le procédé permet d'éliminer, par élévation de la température, les fractions liquéfiables (acide pyroligneux) et gazéifiables du bois : son humidité et toute matière végétale ou organique volatile, afin de ne laisser que le carbone et les minéraux.
Acier au carboneL’acier au carbone est un acier dont le principal composant d'alliage est le carbone, entre 0,12 et 2,0 %, les autres éléments d'alliages étant en quantité très faible. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance mécanique de l'acier peut être augmentée par traitement thermique, au détriment de sa ductilité. L'acier au carbone est un acier qui contient du carbone comme principal alliage. Il est solide, résistant et peu coûteux, mais il rouille facilement. L'acier inoxydable, quant à lui, contient principalement du chrome et de nickel.
VanadiumLe vanadium est l'élément chimique de numéro atomique 23, de symbole V. C'est un métal rare, dur et ductile que l'on trouve dans certains minerais. Il est principalement utilisé dans les alliages. Isotopes du vanadium Le vanadium possède 26 isotopes connus de nombre de masse variant entre 40 et 65, et cinq isomères nucléaires. Seul l'un de ces isotopes est stable, 51V, et représente 99,75 % du vanadium existant, les 0,25 % restants étant constitués de 50V, un radioisotope naturel avec une demi-vie particulièrement longue de 1,5×1017 années (soit 10 millions de fois l'âge de l'univers).
Traitement thermique d'un métalLe traitement thermique d'une pièce de métal consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les caractéristiques mécaniques : dureté, ductilité, limite d'élasticité Ce procédé est souvent couplé avec l'emploi d'une atmosphère contrôlée lors de la mise en température de la pièce, soit pour éviter son oxydation, soit pour effectuer un apport ou changement moléculaire de surface (traitement de surface).
AusténiteL'austénite est une solution solide de carbone dans l'allotrope γ du fer, qui est stable entre 911 et à la pression atmosphérique. Cet allotrope a une structure cristallographique cubique à faces centrées, notation Strukturbericht A1, qui permet une grande solubilité du carbone (jusque 2,1 % massique à ). Le fer γ est paramagnétique (on entend par là qu'il quitte le domaine de ferromagnétisme du fer à basse température – T < Tc = – et entre dans le domaine paramagnétique). vignette|Austénite.
FoundryA foundry is a factory that produces metal castings. Metals are cast into shapes by melting them into a liquid, pouring the metal into a mold, and removing the mold material after the metal has solidified as it cools. The most common metals processed are aluminum and cast iron. However, other metals, such as bronze, brass, steel, magnesium, and zinc, are also used to produce castings in foundries. In this process, parts of desired shapes and sizes can be formed.
RecuitLe recuit d'une pièce métallique ou d'un matériau est un procédé correspondant à un cycle de chauffage. Celui-ci consiste en une étape de montée graduelle en température suivie d'un refroidissement contrôlé. Cette procédure, courante en sciences des matériaux, permet de modifier les caractéristiques physiques du métal ou du matériau étudié. Cette action est particulièrement employée pour faciliter la relaxation des contraintes pouvant s'accumuler au cœur de la matière, sous l'effet de contraintes mécaniques ou thermiques, intervenant dans les étapes de synthèse et de mise en forme des matériaux.
Scorie (métallurgie)En métallurgie, les scories sont des sous-produits solides issus de la fusion, de l'affinage, du traitement ou de la mise en forme des métaux à haute température. Ce sont des mélanges d'oxydes divers qui surnagent sur le métal en fusion, ou s'en détachent lors de leur mise en œuvre à haute température. Elles sont de compositions extrêmement variées suivant les époques, les procédés et les métaux traités. Qu'elles soient des déchets extrêmement polluants ou des coproduits appréciés, les scories métallurgiques représentent un enjeu écologique et économique essentiel dans la métallurgie extractive.
Diagramme de phaseUn diagramme de phase, ou diagramme de phases, est une représentation graphique utilisée en thermodynamique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phase) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés. Les diagrammes les plus simples concernent un corps pur avec pour variables la température et la pression ; les autres variables souvent utilisées sont l'enthalpie, l'entropie, le volume massique, ainsi que la concentration en masse ou en volume d'un des corps purs constituant un mélange.
Révolution industrielleLa révolution industrielle est le processus historique du qui fait basculer une société à dominante agraire et artisanale vers une société commerciale et industrielle. Ainsi, cette transformation, tirée par le boom ferroviaire des années 1840, affecte profondément l'agriculture, l'économie, le droit, la politique, la société et l'environnement. L'idée se fait jour sous la plume de l'économiste français Adolphe Blanqui dans son Essai sur les progrès de la civilisation industrielle de 1828, dans son Histoire de l'économie politique de 1837 et dans son Cours d'économie industrielle de 1838.
Martensitevignette|Martensite : Microstructure en forme d'aiguille. La martensite (fer α') est une phase métastable des aciers, issue de la transformation sans diffusion de l'austénite γ en dessous d'une température martensitique. Elle tire son nom de (1850-1914), métallurgiste allemand. La structure de la martensite des aciers trempés est étudiée par Floris Osmond en 1890. La martensite est ferromagnétique. Elle possède une grande dureté (HV > 800) et une fragilité notable.
Volant d'inertievignette|La taille et la masse de cette roue lui confèrent un pouvoir inertiel important vignette|Animation d'une roue de meule. Un volant d'inertie est un système rotatif permettant le stockage et la restitution d'énergie cinétique. Une masse (disque, anneau, cylindre, éventuellement couplés en un système contrarotatif...) fixée sur un axe est mise en rotation par l'application d'un couple, augmentant sa vitesse de rotation et donc l'énergie emmagasinée. La quantité d'énergie est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation.
Four à arc électriqueUn four à arc électrique (ou four à arc) est un type de four utilisé en métallurgie qui fut progressivement mis au point à partir de la fin du . Il utilise l'énergie thermique de l'arc électrique, établi entre une ou plusieurs électrodes de carbone et le métal, pour obtenir une température suffisante à sa fusion. D'une capacité allant généralement d'environ à , il est principalement utilisé pour la production d'acier liquide (environ 35 % de la production mondiale) et aussi pour le recyclage des métaux (par exemple pour récupérer le zinc de poussières et déchets métallurgiques via le procédé Electric Arc Furnace Dust ou EAFD).
