Métallurgie et sidérurgie : en quoi sont-elles différentes ? Nous l’expliquons

Equipo Ferros Planes

Última modificación: 23 novembre 2020

Vous avez sûrement déjà entendu les mots métallurgie et sidérurgie utilisés sans distinction, comme s’ils voulaient dire la même chose. Ceci est en partie normal car la sidérurgie est la partie de la métallurgie la plus répandue, car le métal qu’elle traite est de loin le plus utilisé au monde.

L’une et l’autre ont déterminé l’évolution des êtres humains de telle manière que la société ne serait pas celle que nous connaissons sans leur apparence. Dans cet article, nous expliquerons lequel et parlerons des différences entre les deux termes

La métallurgie : qu’est-ce que c’est ?

La métallurgie est la technique d’extraction et de transformation des métaux à partir des minéraux métalliques et non métalliques pour son utilisation. Elle est également responsable de la production d’alliages (propriétés et structures chimiques, physiques et atomiques pour former des mélanges de métaux et des principes par lesquels ceux-ci sont combinés pour les atteindre), du contrôle de la qualité des processus associés et de la corrosion. La métallurgie en tant que science s’oppose généralement aux méthodes de laboratoire, en raison de son aspect commercial (c’est-à-dire parce qu’elle s’agit d’une technique qui vise une utilisation commerciale avec les métaux).

Quelle est l’origine de la métallurgie ?

La métallurgie a été si importante dans l’histoire des êtres humains que, comme nous le savons, certaines des périodes pendant lesquelles elle est divisée se réfèrent aux progrès qui se sont produits dans cette science. Ainsi, à l’ ge des métaux, qui a duré entre 6000 av. J.-C. et 600/200 av. J.-C., les humains qui ont vécu à cette période se caractérisaient par l’utilisation des métaux à des fins ornementales (pour distinguer les classes sociales les plus élevées) et utilitaires (initialement la chasse, pour qui auparavant des éléments tels que des dents ou des ongles étaient utilisés).

Ils ont commencé avec l’or, déjà à la fin de l’ ge de pierre (il y a environ 6500 ans), qui a été aggloméré en gros morceaux et martelé à froid, puis ils ont utilisé de l’argent et surtout du cuivre, qui a marqué le passage à l’ ge des métaux quand ils ont découvert qu’il pouvait être moulé et fondu dans des moules pour en faire des formes et se mélanger avec d’autres éléments comme l’étain, donnant lieu à la fabrication du bronze, qui a donné son nom au premier ge des métaux, l’ ge du bronze.

À partir de cette période, l’acquisition des connaissances métallurgiques a grandement contribué à façonner la société telle que nous la connaissons, puisque :

Métaux les plus utilisés en métallurgie

Fer

Il s’agit du premier métal utilisé car il permet la production d’acier (avec du carbone), le métal dont le rapport ténacité-prix est le plus largement utilisé dans le monde et qui détermine l’utilisation des autres métaux qui sont utilisés pour les alliages avec lui.

Aluminium

C’est le troisième métal le plus utilisé au monde, en raison de sa bonne conduction de l’électricité (il est largement utilisé dans les câbles électriques) et de sa capacité à former des alliages, comme le bronze et le laiton.

Cuivre

C’est un métal largement utilisé comme additif principal de l’acier inoxydable en raison de ses propriétés anticorrosion.

Chrome

Es un metal muy usado como aditivo principal del acero inoxidable por sus propiedades anticorrosivas.

Manganèse

Il est utilisé en alliage avec de l’acier inoxydable pour prévenir l’oxydation et la corrosion, à faible coût, et aussi avec l’aluminium, pour le rendre plus résistant à la corrosion (par exemple, dans la fabrication de canettes en aluminium).

Zinc

Il s’agit d’un matériau utilisé comme alliage de fer et d’aluminium, entre autres, dans des applications où sa légèreté et sa résistance sont requises (ingénierie aérospatiale, militaire et industrielle, industrie pétrochimique, automobile, médecine, etc.), et peut être payé son prix élevé, déterminé par une extraction et un traitement coûteux qui empêchent sa production de masse.

Titane

Se trata de un material usado como aleación del hierro y del aluminio, entre otros, en aplicaciones donde se requiere su ligereza y resistencia (ingeniería aeroespacial, militar e industrial, indústria petroquímica, automoción, medicina, etc.), y se pueden permitir su alto precio, determinado por una extracción y transformación costosas que impiden su producción en masa.

Nickel

Il est notamment utilisé dans les alliages de fer pour fabriquer des aciers austénitiques pour stabiliser le mélange et apporter une résistance à la corrosion, et il est essentiel pour le développement de l’industrie.

La sidérurgie : qu’est-ce que c’est ?

Nous avons déjà vu que le fer est le métal le plus utilisé au monde, et aussi de loin : 1 150 000 000 de tonnes sont produites annuellement seloncet article Wikipédia, soit 95% du volume de la production mondiale de métal.

Son utilisation intensive depuis des siècles a fait que la branche de la métallurgie qui s’occupe de l’extraction et de la transformation de ce métal ait sa propre entité, et nous parlons donc de sidéro-métallurgie ou de sidérurgie pour y faire référence. La sidérurgie est donc la métallurgie du fer et de l’acier.

Quelle est l’origine de la sidérurgie ?

Ses débuts remontent à l’ère des métaux, à l’époque qui porte le nom de ce métal, qui a suivi celle du bronze, probablement lorsque des morceaux de fer à l’oxyde de fer étaient produits dans des fours de fusion de cuivre qui servaient de fondant et minerais de sulfure de cuivre contenant du fer. Il existe même des preuves de l’utilisation antérieure du fer, d’origine météorique dans ce cas.

À la suite de l’établissement d’une relation de cause à effet entre le minéral utilisé comme fondant et le matériau trouvé dans des fonderies de cuivre, la sidérurgie est née en tant que telle, avec la prolifération des fonderies de fer exclusives. Ce matériau était plus facile à transformer (à l’époque, à forger) que le bronze, car il conservait la chaleur plus longtemps, il se trouvait de façon naturelle dans la nature sous forme d’oxydes, d’hydroxydes, de carbonates, de silicates et de sulfures (alors que le bronze était un alliage de cuivre et d’étain), et bientôt, avec l’incorporation du carbone (donnant naissance à l’acier), il pouvait être davantage durci s’il était refroidi, c’est-à-dire que sa température était considérablement abaissée par immersion dans l’eau.

Les connaissances dans cette branche de la métallurgie, qui utilisait le fer comme matériau pour fabriquer des armes et des outils, se sont succédées dans de nombreuses régions du monde dans le cadre d’autres transformations technologiques et culturelles.

Pendant des siècles, la principale préoccupation de la métallurgie du fer et de l’acier a été d’améliorer leur technologie de fabrication. Il convient de souligner l’importance de la péninsule ibérique en tant que région sidérurgique et l’invention de la forge catalane en Catalogne, dont l’utilisation s’est ensuite étendue à d’autres endroits, comme les États-Unis.

Mais ce n’est qu’au XIXe siècle que l’industrie sidérurgique connut son plein épanouissement, lorsque l’amélioration des fours permit de fabriquer et d’usiner à grande échelle de l’acier pas cher, fait qui augmenta considérablement son utilisation dans l’ingénierie et la construction. À la fin de ce siècle, il avait déjà remplacé le fer forgé dans presque toutes ses applications.

Processus d’obtention du fer dans l’industrie sidérurgique

Le fer n’est pas obtenu de la nature à l’état pur, mais il est présent dans une grande variété de minéraux, tels que la magnétite ou l’hématite, deux oxydes, ainsi que la limonite et la sidérite. Pour fabriquer du fer, il faut d’abord extraire le minerai et puis séparer le fer du reste (appelé gangue). Cette séparation peut se faire de deux manières:

Par aimantation

Le fer étant magnétique, la roche passe à travers un cylindre aimanté de sorte que celles qui ne contiennent pas de minerai de fer tombent et restent séparées, tandis que celles qui en ont restent attachées au cylindre.

Inconvénient: la plupart des réserves minérales de fer se trouvent dans l’hématite, qui n’est pas magnétique, donc dans ces cas, le processus n’est pas fiable.

Par séparation par densité

Dans ce cas, de l’eau de densité intermédiaire entre le minerai de fer et la gangue est utilisée pour submerger toutes les roches extraites, et de cette façon la gangue est séparée de la roche contenant du fer.

Inconvénient: en humidifiant le minerai, le processus de sidérurgie peut être négativement affecté.

Une fois la séparation du minerai de fer effectuée, que ce soit par densité ou par aimantation, il passe par un processus par lequel un agglomérat de minéral est formé, puis il est transféré dans une aciérie pour être traité dans un haut fourneau. Là, il sera transformé fonte brute et puis en acier. Le fer non allié est rarement utilisé dans l’industrie.

Usinage du fer et de l’acier

Les aciéries fabriquent des pièces de matériau qui ne sont pas encore adaptées à l’utilisation finale. Ces pièces peuvent se présenter sous forme de feuilles, de fils, de tubes, etc., et doivent passer par un procédé d’usinage, c’est-à-dire par un processus d’enlèvement de matière de façon contrôlée pour lui donner la forme et la taille finales selon les spécifications de chaque fabrication.

Parmi les procédés d’usinage les plus courants, comme nous l’expliquons dans cet article, ,nous trouvons le tournage, le fraisage, le perçage et la découpe.

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Bibliographie et ouvrages d’intérêt:/h4>