Déclaration d’activité de formation professionnelle enregistrée sous le numéro 82 42 00862 42 auprès du Préfet
de la Région Auvergne-Rhône-Alpes. Cet enregistrement ne vaut pas agrément de l’Etat.
Le Cercle d’Études des Métaux est un organisme de formation référencé Datadock :
| Impact des méthodes de fabrication sur les propriétés d’emploi | Problèmes de corrosion et solutions efficientes | Du cahier des charges à la solution matériaux |
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| Inclusions et précipités dans un acier | Corrosion de conduite d'eau | Rupture par fatigue d'un pédalier |
Toutes ces formations sont relatives aux matériaux métalliques et ont pour spécificité l'association microstructure- propriétés de mise en uvre et d'usage. Elles couvrent les principales familles de métaux: aciers de construction métallique, aciers de construction mécanique, aciers à outils, aciers inoxydables, aciers base nickel et cobalt, alliages d'aluminium et de titane, alliages cuivreux, aussi bien à l'état corroyé (laminé ou forgé) que moulé.
Quel public pour les formations du Cercle d'Etudes des Métaux?
Les ingénieurs et les techniciens des entreprises de la mécanique, de la chimie, de l'énergie, du transport, des biens d'équipement, du biomédical
- qu'ils travaillent en bureau d'études, en production, en entretien, en recherche-développement, en préparation (méthodes, devis), au service qualité, au service commercial
- en particulier, le Cercle s'adresse aux équipes des entreprises à caractère métallurgique qui, devant les difficultés rencontrées dans la maîtrise de leurs problèmes (quantitatifs, technologiques), souhaitent revenir vers les fondamentaux de la métallurgie pour mieux assurer leurs diagnostics et leurs interventions.
Mise en oeuvre des formations
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Les formations du Cercle sont organisées selon deux modalités: Les champs couverts sont détaillées à la fin du présent onglet. L’enseignement est assuré par des métallurgistes du Cercle et de l’Ecole des Mines de Saint-Etienne, souvent avec d’autres intervenants, experts universitaires ou industriels. Formations 'à la demande' Formations 'sur catalogue' - Aciers au carbone consulter la formation (format PDF), Formations ouvertes Vous pouvez consulter l'ensemble des formations prévues ou plus anciennes en cliquant ici. |
Mesure de champ magnétique sur une cuve d'électrolyse d’aluminium (Aluminium Pechiney)
Vue aérienne des hauts fourneaux, ArcelorMittal, Fos-sur-mer, France (photo Viktor Mácha)
Aciérie LD, SSAB Raahe, Finlande (photo Viktor Mácha) |
Champs couverts par les actions de formation du Cercle
Impact des méthodes de fabrication sur les propriétés d'emploi des matériaux métalliques
Peut être traité tout ou partie des sujets suivants:
1 - Les filières d'élaboration
Aciers : Matières premières, haut fourneau, aciéries de conversion, aciérie électrique, Métallurgie secondaire, coulée continue, coulée en lingots, laminage.Alliage d'aluminium : matières premières, l'électrolyse, la fonderie, la coulée, le laminage.
Dans la description de ces filières (principaux équipements, réactions physico-chimiques) on s'attachera à souligner les pratiques qui confèrent les propriétés décisives aux matériaux.
2 - L'impact de la métallurgie secondaire en aciérie sur la qualité du matériau* Contrôle de l'azote et aciers microalliés |
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| Coulée de sortie d’un haut fourneau (Document ArcelorMittal) |
3 - L'impact des processus de solidification (coulée continue et lingots) sur les qualités du matériau
* Qualité de surface (types de défauts, paramètres de process influant sur la qualité de surface)
* Notions de solidification
* Ségrégations (majeures, mineures , méso)
* Conséquences sur les propriétés du matériau
4 - Revue de quelques propriétés d'emploi fortement affectées par la qualité de l'élaboration
* Performances de produits plats : acier I.F. (intersticial free)* Fatigue et propreté inclusionnaire (notion de fatigue, caractérisations en fatigue, principales applications mécaniques concernées, influence des populations inclusionnaires sur l'endurance )
* Déformation à froid et qualité inclusionnaire (tréfilage, frappe à froid)
* Usinabilité : influence des populations inclusionnaires .
* Normes et cahiers des charges : importance de la définition d'un cahier des charges permettant de transformer des exigences mécaniques en exigences métallurgiques utilisables par le producteur de matériaux .
Problèmes de corrosion et solutions efficientes
Un programme de formation sur un ou deux jours peut s'inspirer du schéma suivant:
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| La corrosion généralisée: schéma de principe et effets | ||
1 - Introduction générale
Fonctions multiples assurées par les matériaux dans les installations et les structures industrielles. Divers modes d'endommagement des matériaux. Dommages spécifiques causés par la corrosion à ces installations et structures industrielles (action conjointe ou combinée de divers modes d'endommagement, difficultés de choix des matériaux devant résister à ces sollicitations, critères technico-économiques de ces choix, analyse du coût et des risques pour fournir des éléments de décision dans le choix des matériaux et de leur mode de mise en oeuvre).2 - Les phénomènes fondamentaux de la corrosion métallique
Ce module, qui est l'élément essentiel de la formation, comprend trois parties bien distinctes : l'interface métal-milieu et ses conséquences, la notion de passivité et les différents modes de dépassivation, la modification de l'interface métal-milieu.- Interface métal milieu, corrosion chimique et électrochimique, processus déterminés par les lois thermodynamiques et électrochimiques, définition et origine du potentiel d'électrode, cinétique électrochimique, processus partiels anodiques et cathodiques, couplage électrochimique.
- Définition de la passivité sous l'aspect thermodynamique et cinétique électrochimique, les différents modes de dépassivation (chimique, mécanique ou électrochimique).
- Possibilités de modification de l'interface métal-milieu (protection cathodique ou anodique, conversion des surfaces, revêtements de polymères et métaux, inhibiteurs de corrosion).
3 - Comportement des différents métaux et alliages métalliques
Fer et aciers au carbone, aciers inoxydables, cuivre et alliages de cuivre, aluminium et alliages d'aluminium, titane et alliages de titane ...
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| Presse à forger de 5000 t, Forges de Gainza, Espagne (photo Viktor Mácha) |
4 - Aciers inoxydables et alliages de nickel
Les différentes classes d'aciers inoxydables et d'alliages, relation structure et métallurgique et tenue à la corrosion, les divers modes de corrosion, influence de la mise en uvre et de l'état de surface sur la tenue à la corrosion. Exemples pratiques sur des milieux précis : eaux de mer, milieux chlorurés, eaux résiduaires, acides minéraux forts, milieux caustiques, échangeurs, industries de la pâte cellulose, des engrais, du traitement des eaux, du pétrole et gaz naturel, agroalimentaire et industrie pharmaceutique.5 - Autres familles d'alliages métalliques (cuivreux, alliages de titane et d'aluminium)
Même méthodologie d'approche : relation structure métallurgique tenue à la corrosion, influence de la mise en uvre et de l'assemblage, étude d'exemples pratiques d'ensembles structuraux dans des milieux donnés.
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| Corrosion d'une tuyauterie de distribution urbaine d'eau | Cas extrême de dégradation d'un acier du type AISI 304 (X12CrNi17-7) par corrosion intergranulaire | Corrosion dite 'en lame de couteau' d'un acier AISI 304 au voisinage d'une soudure | Cellule de force pour l'étude de la corrosion sous contrainte |
Du cahier des charges à la solution matériaux
Ruptures de divers types:
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| Fragile transcristalline par clivage | Fragile caractéristique avec présence de chevrons en V et zone d’amorce en surface | Intergranulaire liée à une fragilisation par l’hydrogène |
Sans viser l'exhaustivité, le programme peut s'inspirer des contraintes le plus souvent rencontrées:
1- Contraintes mécaniques
engageant une réflexion sur l'allègement, la dureté, la ténacité, la ductilité, le comportement à la fatigue et au fluage. L'élaboration (composition, dispersoïdes, état inclusionnaire ) et les traitements thermiques (trempe, écrouissage, recuits, libération des contraintes ) permettront de mieux adapter le matériau à ces contraintes. Des revêtements appropriés pourront au besoin apporter une solution aux contraintes de surface.2 - Contraintes thermiques et thermomécaniques
susceptibles d'entraver la réalisation et/ou le fonctionnement de la pièce : jeux et dilatations, modification de l'état métallurgique. Ne pas oublier qu'une soudure ou la cuisson d'un vernis peut altérer, du moins localement, certains propriétés mécaniques requises.3 - Contraintes physico-chimiques
et en premier lieu l'agressivité du milieu. Contrairement aux idées reçues, il n'est pas besoin d'environnement « exotique » pour attaquer un matériau ; bien souvent une atmosphère humide ou une « solution naturelle » peuvent engendrer un dommage plus ou moins sévère. Et il arrive bien souvent que n'importe quel matériau dit inoxydable ne soit pas la solution adaptée au problème rencontré. La connaissance des matériaux et de leurs assemblages (couplages galvaniques, zones anodiques ) en présence de l'agent agressif (potentiel de dommages) et le comportement des protections éventuelles sont incontournables pour garantir un choix durable (revêtement, passivation, protection cathodique ...)4 - Contraintes « nouvelles »
L'évolution des esprits impose aujourd'hui de juxtaposer à côté des contraintes « matérielles » énumérées ci-dessus une dimension « durable » ou « de précaution », intégrant la législation et l'impact possible sur l'environnement et la santé. Par exemple, certaines solutions efficaces comme l'anodisation chromique sont aujourd'hui remises en cause. Ces contraintes s'accompagnent de plus d'une image susceptible de détourner le choix du consommateur (recyclabilité, alimentarité
) et par là même d'enrayer la pénétration d'un produit sur le marché.
La formation proposée permettra ainsi de dérouler l'analyse approfondie de ces contraintes pour établir un cahier des charges. Ce cahier des charges conduira au choix optimal de matériaux, de leur élaboration, de leur préparation, de leur assemblage, des traitements thermiques, des revêtements appropriés en anticipant un vieillissement tolérable et des modes de dégradation sans retombée ruineuse (au besoin renvoi aux analyses AMDEC). Ce choix devra être conforté par une analyse économique appropriée (analyse de la valeur / analyse fonctionnelle) hors du champ de la formation.
Mise en oeuvre des matériaux métalliques
Cette partie de la formation est consacrée aux propriétés de mise en oeuvre des matériaux métalliques, notamment l'aptitude au soufage, à l'usinage avec le couple outil-matière, à la mise en forme par forge, frappe et emboutissage, ainsi qu'aux différenets catégories de traitements de surface pour améliorer les propriétés de résistance à la corrosion, de tenue à la fatigue et de résistance à l'usure.
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| Stries d’oxydation sur cassure intergranulaire par fatigue à chaud (700°C) |