Différence entre acier doux vs fonte vs fer forgé – Fissure maison

Les métaux sont utilisés à diverses fins d'ingénierie, comme les éléments de charpente, les matériaux de couverture, les couches anti-humidité, les tuyaux, les réservoirs, les portes, les fenêtres, etc. Parmi les métaux, le fer est le métal le plus utilisé dans la construction depuis les temps préhistoriques. .

Les métaux sont classés en deux catégories de base,

  • Métaux ferreux: Les métaux ferreux sont le type de métaux dont le constituant principal est le fer.
  • Métaux non-ferreux: Les métaux non ferreux sont le type de métaux qui ne contient pas de fer comme constituant principal. La croûte terrestre contient environ 5% de fer. Cependant, il est présent sous forme d'oxyde de fer. Le fer est obtenu à partir d'oxyde de fer par réduction avec un agent réducteur. Le principal agent réducteur utilisé est le carbone d'origine naturelle sous forme de coke, de charbon ou de charbon de bois.

Selon «Ahindra Ghosh et Amit Chatterjee» (auteur de la théorie et de la pratique de la fabrication du fer et de la sidérurgie), on utilise généralement du minerai de fer relativement bien déposé, avec une teneur en fer supérieure à 55 – 60%. Le fer peut former des alliages contenant de nombreux éléments. Le fer est le métal le plus couramment utilisé dans l'industrie de la construction depuis les temps préhistoriques. De nos jours, il est utilisé dans la fabrication d'éléments de construction, de matériaux de toiture, de couches anti-humidité, de tuyaux, de réservoirs, de portes, de fenêtres, etc. Toute construction est incomplète sans fer. Pour répondre à divers besoins, l’alliage de fer est utilisé pour produire diverses qualités de fer ayant de multiples propriétés. Le fer peut former des alliages contenant de nombreux éléments.

De manière générale, les produits en fer peuvent être classés en trois catégories,

  • Acier
  • Fonte de fer
  • Fer forgé
Produits de fer

Les trois produits sont une forme modifiée de fer, produite artificiellement et présentant des qualités de dureté, d'élasticité et de résistance variant selon la composition. Aujourd'hui, l'acier est un produit essentiel du fer utilisé dans la construction, tandis que le fer forgé est utilisé en très petite quantité à des fins ornementales.

Nous discutons ici de la différence entre l’acier doux, la fonte et le fer forgé.

Comparaison de l'acier doux et de la fonte et du fer forgé

  • Selon David Blockley (auteur du nouveau dictionnaire du génie civil), la fonte est un alliage fragile de fer et de carbone qui peut être facilement moulé dans un moule.
  • Selon David Blockley (auteur du nouveau dictionnaire de génie civil), le fer forgé est une forme de fer très malléable, à faible teneur en carbone, qui convient au forgeage ou au laminage plutôt qu’au moulage.
  • L'acier au carbone est un acier non allié contenant des éléments tels que le carbone, le manganèse, le phosphore, le soufre et le silicium. L'acier doux est un type d'acier au carbone qui contient 0,15 à 0,25% de carbone.

La fonte contient environ 2 à 4% de carbone. En outre, il contient diverses impuretés telles que le manganèse, le phosphore, le silicium et le soufre.

  • Le manganèse rend la fonte fragile et dure. Par conséquent, sa proportion devrait être maintenue au-dessous de 0,75%.
  • Le phosphore augmente la fluidité de la fonte. Elle rend également la fonte fragile et lorsque sa proportion est supérieure à 0,30%, la fonte résultante manque de ténacité et de maniabilité. Parfois, son pourcentage est maintenu entre environ 1 et 1,5 pour obtenir des moulages très minces.
  • Le silicium combiné avec une partie de fer constitue une solution fiable. Il élimine également le carbone combiné de la forme graphite. Si sa quantité est inférieure à 2,5%, il diminue le retrait et garantit des coulées plus douces et de meilleure qualité.
  • Le soufre rend la fonte fragile et dure. En outre, il ne permet pas de refroidissement en douceur dans le moule en sable. Sa présence provoque une solidification rapide de la fonte, entraînant des soufflures et des trous de sable. La teneur en soufre doit être maintenue en dessous de 0,10%.
  • Le fer forgé est du fer presque pur, produit en éliminant les impuretés de la fonte. Le total des impuretés est limité à 0,5% avec un pourcentage maximum de carbone 0,15%, de silicium 0,15 – 0,20%, de phosphore 0,12 – 0,16%, de soufre 0,02 – 0,03% et de manganèse de 0,03 – 0,10%.
  • L'acier doux a une structure fibreuse.
  • La structure de la fonte est granuleuse et cristalline avec une teinte blanchâtre ou grisâtre.
  • La nouvelle fracture du fer forgé présente une couleur bleuâtre claire avec un aspect soyeux, lustré et fibreux.

La force du matériau est sa capacité à résister à une force, une pression ou un stress. La force augmente avec l'augmentation de la teneur en carbone.

  • La résistance de l'acier doux est inférieure à la fonte et supérieure au fer forgé.
  • La force de la fonte est plus que l'acier doux et le fer forgé.
  • La force du fer forgé est la moindre parmi les trois.

05. Force de compression ultime

La résistance ultime à la compression est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter avant d'être écrasé.

  • La résistance ultime à la compression de l'acier doux varie de 800 à 1200 N / mm2.
  • La résistance ultime à la compression de la fonte est de 600 N / mm2.
  • La résistance ultime à la compression du fer forgé est de 200 N / mm2.

06. Résistance à la traction ultime

La résistance à la traction ultime est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sous une force de traction ou une contrainte résultante.

  • La résistance ultime à la traction de l'acier doux varie de 600 à 800 N / mm2.
  • La résistance ultime à la traction de la fonte est de 150 N / mm2.
  • La résistance ultime à la traction du fer forgé est de 400 N / mm2.

La capacité d'un matériau à résister à la pénétration d'un corps dur est appelée sa dureté. Selon Francis D. K. Ching (auteur de Building Construction Illustrated), la dureté augmente avec l’augmentation de la teneur en carbone.

  • La dureté de l'acier doux est inférieure à la fonte mais supérieure au fer forgé.
  • La dureté de la fonte est plus que l'acier doux et le fer forgé.
  • La dureté du fer forgé est inférieure à l'acier doux et à la fonte.

La fragilité est une mesure de la fragilité d'un matériau, caractérisé par une déformation plastique faible ou nulle. Un matériau qui se brise en morceaux ou qui peut être facilement réduit en poudre est appelé matériau fragile. Par exemple. Verre. Une déformation est dite plastique lorsque le solide se déforme lorsqu’il est chargé et le changement de forme intervient après le retrait de la charge. L'augmentation de la teneur en carbone augmente la fragilité.

  • L'acier doux n'est pas fragile.
  • Le fer forgé n'est pas fragile.

La ténacité est une propriété matérielle indiquant l'énergie nécessaire pour casser un matériau. Un matériau qui ne se brise pas facilement sous un marteau est appelé matériau dur. Selon ‘P. N. Khanna ’(auteur du Manuel du génie civil indien), la ténacité diminue avec l’augmentation de la teneur en carbone

  • La ténacité de l'acier doux est supérieure à la fonte et inférieure au fer forgé.
  • La ténacité de la fonte est inférieure à celle de l'acier doux et du fer forgé.
  • La ténacité du fer forgé est plus que l'acier doux et la fonte.

Le revenu est un processus dans lequel la fragilité du matériau est réduite par chauffage.

  • L'acier doux ne peut pas être trempé facilement.
  • La fonte peut être durcie par chauffage et refroidissement brutal, mais elle ne peut pas être trempée.
  • Le fer forgé ne peut pas être trempé facilement.

La malléabilité du matériau est définie comme son aptitude à ce que le matériau puisse être martelé ou mis en forme sans se briser ni se fissurer. Selon ‘M M Goyal’ (auteur du manuel de construction destiné aux ingénieurs civils et aux architectes), la malléabilité diminue lorsque la teneur en carbone augmente.

  • La malléabilité de l'acier doux est plus que la fonte et moins que le fer forgé.
  • La malléabilité de la fonte est la moindre parmi les trois.
  • La malléabilité du fer forgé est supérieure à celle des deux autres.

Le point de fusion est défini comme la température à laquelle le solide se transforme en liquide.

  • Le point de fusion de l'acier doux est 1400 0C.
  • Le point de fusion de la fonte est de 1200 0C.
  • Le point de fusion du fer forgé est de 1500 0C.

La ductilité est la capacité d'un matériau à subir une déformation plastique. Selon ‘M M Goyal’ (auteur du manuel de construction destiné aux ingénieurs civils et aux architectes), l’augmentation de la teneur en carbone entraîne une diminution de la ductilité.

  • L'acier doux est ductile. La ductilité de l'acier doux est supérieure à celle de la fonte et inférieure à celle du fer forgé.
  • La fonte n'est pas ductile.
  • Le fer forgé est ductile. La ductilité du fer forgé est plus que l'acier doux et la fonte.

L'élasticité est la capacité d'un matériau à restaurer sa forme et ses dimensions initiales après le retrait de la charge.

  • L'acier doux est plus élastique que le fer forgé.
  • La fonte n'est pas un matériau élastique.
  • Le fer forgé est modérément élastique.

La plasticité d'un matériau est définie comme sa capacité à changer de forme sous charge sans se fissurer et à conserver sa forme après le retrait de la charge.

  • L'acier doux n'est pas un matériau plastique.
  • La fonte est un matériau plastique.
  • Le fer forgé n'est pas un matériau plastique.

La soudabilité est la capacité du matériau à être soudé dans des conditions spécifiques. Selon ‘M M Goyal’ (auteur du manuel de construction destiné aux ingénieurs civils et aux architectes), l’augmentation de la teneur en carbone diminue la soudabilité.

  • La soudabilité de l'acier doux est supérieure à celle de la fonte et inférieure à celle du fer forgé.
  • La soudabilité de la fonte est inférieure à l'acier doux et au fer forgé.
  • La soudabilité du fer forgé est plus que l'acier doux et la fonte.

La magnétisation est une mesure de la facilité avec laquelle un matériau peut présenter des propriétés magnétiques lorsqu'il est soumis à un champ magnétique.

  • L'acier doux peut être magnétisé en permanence.
  • La fonte ne peut pas être magnétisée.
  • Le fer forgé peut être temporairement magnétisé.

La forge est un processus utilisé pour façonner le métal par chauffage et martelage.

  • L'acier doux peut être immédiatement forgé
  • La fonte est impropre à la forge.
  • Le fer forgé peut être facilement forgé.

La rouille est une forme de dégradation des matériaux très répandue dans les métaux, en particulier les métaux ferreux, généralement provoquée par la présence d'oxygène et d'eau.

  • L'acier doux rouille facilement et rapidement que la fonte. Mais ne rouillez pas facilement que le fer forgé.
  • La fonte ne rouille pas facilement que l'acier doux et le fer forgé.
  • Le fer forgé rouille facilement et rapidement que l'acier doux et la fonte.

La résistance à la corrosion du matériau est définie comme sa capacité à résister au contact avec les facteurs naturels ambiants sans dégradation ni modification de ses propriétés. Toute augmentation de la teneur en carbone augmentera le taux de corrosion.

  • La résistance à la corrosion de l'acier doux est inférieure à celle du fer forgé. Mais la résistance à la corrosion de l'acier doux est plus que la fonte.
  • La résistance à la corrosion de la fonte est inférieure à celle de l'acier doux et du fer forgé.
  • La résistance à la corrosion du fer forgé est supérieure à celle de l'acier doux et de la fonte.

Le rapport entre la densité du matériau donné et la densité du matériau de référence est appelé densité. On l'appelle aussi densité relative.

  • La densité de l'acier doux est 7.80
  • La densité de la fonte est de 7,50
  • La densité du fer forgé est de 7,25
Plaque à damier en acier doux, canaux en acier doux, poutre en acier doux I, barres de renforcement en acier doux

Les utilisations importantes de la fonte sont:

  • Pour la fabrication de citernes, de conduites d'eau, de conduites de gaz et d'égouts, de bouches d'égout et d'installations sanitaires.
  • Pour réaliser des moulages ornementaux tels que supports, portails, lampadaires, escaliers en colimaçon, etc.
  • Pour fabriquer des pièces de machines qui ne sont pas soumises à des chocs violents.
  • Pour la fabrication d'éléments de compression tels que des colonnes de bâtiment, des bases de colonnes, etc.
  • Pour préparer des outils agricoles.
  • Pour préparer des chaises de rail, des roues de chariot, etc.
Fonte ornementale en fonte, escalier en colimaçon en fonte, tuyaux en fonte

De nos jours, le fer forgé est largement utilisé à la place de l'acier doux. Généralement, il est utilisé là où un matériau dur est requis.

Le fer forgé est utilisé pour la fabrication

  • Rivets
  • Chaînes
  • Ferronnerie d'ornement
  • Attelages ferroviaires
  • Tuyaux d'eau et de vapeur
  • Matières premières pour la fabrication d'acier
  • Boulons et écrous
  • Fer à cheval
  • Mains courantes
  • Sangles pour fermes de toit en bois
  • Tubes de chaudière
  • Feuilles de toiture
  • Armatures
  • Electroaimants etc.
Travail ornemental en fer forgé



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