Les cornières en acier au carbone (Q355B/A992) et en acier inoxydable (304/316) ont des propriétés mécaniques distinctes qui déterminent les choix de conception-, l'acier au carbone privilégiant la résistance et l'acier inoxydable mettant l'accent sur la ductilité et la résistance à la corrosion.
Comparaison des propriétés mécaniques
| Propriété | Acier au carbone (Q355B/A992) | Acier inoxydable (304/316) | Implications dans la conception |
|---|---|---|---|
| Limite d'élasticité | 345 à 355 MPa | 205 MPa (304), 205 MPa (316) | Les cornières en acier au carbone supportent des charges statiques plus lourdes (par exemple, contreventement de pont) sans déformation permanente. Pour l'acier inoxydable, utilisez des sections plus épaisses (par exemple, L100x100x8 contre L100x100x6) pour correspondre à la capacité d'élasticité. |
| Résistance à la traction | 470-630 MPa | 515 MPa (304), 515 MPa (316) | Les deux résistent à des charges maximales similaires, mais la ductilité plus élevée de l'acier inoxydable (60 % contre . 21 % d'allongement) lui permet d'absorber plus d'énergie avant la rupture-critique pour les charges dynamiques (par exemple, les vibrations des machines). |
| Résistance aux chocs | 34 J à 0 degré (Q355B), 27 J à -20 degrés (A992) | 100 J à -196 degrés (304), 100 J à -196 degrés (316) | L'acier inoxydable conserve sa ténacité aux températures cryogéniques (par exemple, supports de stockage de GNL), tandis que l'acier au carbone devient cassant en dessous de -40 degrés (nécessitant A992 avec une ténacité améliorée). |
| Dureté (Brinell) | 150-180 HB | 187 HB (304), 187 HB (316) | L'acier inoxydable est plus dur, améliorant ainsi la résistance à l'usure pour des applications telles que les cadres de convoyeurs ou les guides de machines lourdes. L'acier au carbone peut nécessiter un traitement thermique (par exemple, trempe) pour des utilisations à forte usure-. |
| Limite de fatigue (10⁷ cycles) | 190 MPa | 170 MPa (304), 180 MPa (316) | L'acier au carbone a une meilleure résistance à la fatigue pour les charges cycliques (par exemple, trafic sur un pont), donc conçu pour des amplitudes de contrainte plus faibles (inférieures ou égales à 150 MPa) lors de l'utilisation de l'acier inoxydable. |
Considérations de conception par matériau
1. Angles en acier au carbone (Q355B/A992)
Capacité de charge: Utiliser la limite d'élasticité (345 MPa) pour la conception statique (par exemple, colonnes de bâtiment). Par exemple, un angle Q355B L100x100x10 (module de section 64,4 cm³) supporte une charge de flexion d'environ 22,2 kN·m (64,4×10⁻⁶ m³ × 345×10⁶ Pa).
Climats froids: Spécifiez A992 avec 30 pi-lb (41 J) à -20 degrés ou Q355D (34 J à -40 degrés) pour éviter une rupture fragile.
Atténuation de la corrosion : Conception pour l'accès par galvanisation-assurez-vous que les supports présentent des espaces de 5 à 10 mm pour la pénétration du zinc ; évitez les sections fermées qui emprisonnent l’humidité.
2. Cornières en acier inoxydable (304/316)
Capacité de charge: Compenser la limite d'élasticité inférieure avec le module de section. Un angle de 304 L100x100x12 (module de section 76,8 cm³) correspond à la capacité de 22,2 kN·m du Q355B (76,8×10⁻⁶ × 289×10⁶ Pa-en utilisant un facteur de conception de 0,7).
Formabilité: Tirez parti d'une ductilité élevée pour les formes personnalisées (par exemple, supports incurvés pour les applications architecturales). Utilisez un cintrage à froid avec un rayon minimum de 2 × épaisseur pour éviter les fissures.
Prévention de la corrosion: Conception pour le drainage afin d'éviter l'accumulation d'eau (par exemple, pentes de 5 degrés sur les angles horizontaux) ; utiliser la passivation après le soudage pour éliminer les oxydes de la zone affectée par la chaleur (ZAT).
Exemple de conception-dans un monde réel
Un projet de pont côtier utilise :
Q355B L125x80x10 anglespour le contreventement principal (charge statique élevée, galvanisé pour la protection contre la corrosion).
316 angles L100x63x8pour garniture de bord de pont (exposition à l'eau salée, aucun revêtement nécessaire, suffisamment ductile pour résister aux vibrations des vagues).
En faisant correspondre les propriétés des matériaux aux exigences de conception, les ingénieurs optimisent les performances et les coûts.
En résumé, les cornières en acier au carbone sont préférées pour les-applications structurelles à haute résistance, tandis que les cornières en acier inoxydable excellent dans les environnements difficiles nécessitant ductilité et résistance à la corrosion-avec des ajustements de conception (taille de section, traitement de surface) garantissant la compatibilité.
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