La fonte brute et l'acier au carbone ont tous deux une teneur en carbone qui les rend similaires. Mais la teneur en carbone des deux produits à base de fer est différente.
La teneur en carbone différente de ces deux matériaux leur confère des caractéristiques distinctes et apporte clairement un contraste entre les matériaux.
Le pourcentage élevé de teneur en carbone dans la fonte les rend cassants tandis que le faible pourcentage de teneur en carbone dans l'acier au carbone n'entrave pas leur ductilité.
Faits marquants
- La fonte brute contient plus de carbone que l'acier au carbone, ce qui la rend cassante et moins malléable.
- L'acier au carbone résulte du traitement ultérieur de la fonte brute, qui réduit la teneur en carbone et les impuretés.
- L'acier au carbone a une plus large gamme d'applications en raison de sa plus grande résistance et durabilité.
Fonte brute vs acier au carbone
La fonte brute est un produit intermédiaire de l'industrie sidérurgique. Il est produit par fusion de minerai de fer avec du coke et du calcaire dans un haut fourneau. C’est également un matériau fragile et riche en carbone. L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone, dont la teneur en carbone varie de 0.2 % à 2.1 %.
La fonte brute est l'une des premières étapes de la production d'acier. Il contient une grande quantité de carbone, ce qui est dû au fait qu'il manque de purification, ce qui ne peut être réalisé que par d'autres méthodes.
La fonte brute dans sa forme la plus pure est appelée acier (la pureté est en termes de teneur en carbone). Historiquement, il a été transformé en fer forgé qui, après purification, peut être transformé en acier.
L'acier au carbone contient environ 2% de carbone lorsqu'il est mesuré en termes de poids. Il peut également contenir d'autres métaux tels que du nickel, du tungstène ou tout autre métal qui lui est ajouté pour des effets d'alliage.
Le terme acier au carbone peut également désigner des aciers qui n'entrent pas dans la catégorie des aciers purs. Il est utilisé pour fabriquer diverses choses telles que des machines, des outils utilisés pour couper, etc.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | Fonte brute | acier au carbone |
|---|---|---|
| La teneur en carbone | Il contient une grande quantité de carbone, jusqu'à 5%. | Il contient une petite quantité de carbone, jusqu'à 2 %. |
| Ductilité | Il n'est pas ductile. | Il est ductile et peut être tiré dans des fils. |
| Utilisation | Son utilisation est très limitée voire inexistante. | Il a une variété d'utilisation. |
| Étapes de la pureté | C'est la phase initiale de la pureté du fer. | Il est à un stade avancé en termes de pureté. |
| Soudabilité | Il ne peut pas être soudé en raison de la très forte teneur en carbone. | Il est plus soudable que la fonte brute. |
Qu'est-ce que la fonte brute ?
La fonte brute également appelée métal chaud sous sa forme fondue est fabriquée dans le but de stocker le métal. Après avoir été transféré dans une poche sous sa forme fondue, il est refroidi et transformé en porcs qui peuvent être utilisés plus tard ou être vendus.
La fonte brute est également utilisée pour fabriquer de la fonte grise en modifiant la teneur en carbone et en ajoutant de la ferraille, etc. Une partie de la fonte brute peut être transformée en fer avec une ductilité obtenue en réduisant la teneur en carbone.
La fonte brute peut être utile pour diluer le contenu d'autres éléments dans fonte ductile également.
La fonte brute n'a été produite qu'à l'arrivée de la période médiévale en Europe.
Auparavant, la fusion était populaire et les gens fabriquaient du fer forgé en utilisant la méthode de réduction directe.
Le nom de fonte brute a été choisi parce que traditionnellement la forme des moules était telle que le fer solide résultant ressemblait à un grand nombre de porcelets.
Il est fabriqué dans une intention de réutilisation car il devient facile à manipuler et pratique à utiliser.
Indépendamment des impuretés que la fonte obtient au cours du processus de fabrication, elle s'avère utile en raison de la commodité de la manipulation.
L'utilisation de la fonte remonte à 256 avant JC et avant en Asie.
Qu'est-ce que l'acier au carbone?
Selon la teneur en carbone, les aciers au carbone peuvent être classés en différentes formes. Mais en gros, ils peuvent être classés en deux catégories, à savoir l'acier au carbone doux et l'acier à haute résistance à la traction.
La résistance à la traction de l'acier est inversement proportionnelle à la quantité de carbone qu'il contient. Ainsi, on peut facilement comprendre que les aciers à haute résistance contiendront une plus faible quantité de carbone.
La variation de la teneur en carbone peut entraîner des différences de propriétés telles que la plasticité, la ductilité, la soudabilité, etc.
L'acier au carbone doux a une très faible teneur en carbone allant d'un maximum de 0.5 à un minimum de 0.25 %. Selon l'AISI (American Iron and Steel Institute), la teneur en carbone des différents aciers au carbone diffère et a défini une plage pour chaque type.
Par exemple, l'acier à haute teneur en carbone peut avoir une teneur en carbone allant de 0.6 % à 1 %.
C'est un acier à très haute teneur en carbone qui a la teneur maximale en carbone. La teneur en carbone monte à 2 %.
La teneur en carbone est le facteur déterminant qui détermine la limite d'élasticité de tout acier au carbone. Les propriétés chimiques de ces aciers peuvent être modifiées par un traitement thermique.
Les aciers au carbone qui peuvent subir un traitement thermique élevé ont une teneur en carbone allant de 0.3 % à 1.7 %. Les autres matériaux présents dans l'acier déterminent également la résistance de l'acier.
Leurs propriétés de ductilité, malléabilité, soudabilité, etc. dépendent largement de l'ensemble du processus et pas seulement de la teneur en carbone.
Principales différences entre la fonte brute et l'acier au carbone
- La fonte brute et l'acier au carbone sont différents l'un de l'autre en termes de teneur en carbone. La fonte brute a une teneur en carbone plus élevée que l'acier au carbone.
- La fonte brute est utilisée pour stocker ou vendre le métal, tandis que l'acier au carbone est utilisé pour fabriquer des fils et d'autres objets.
- L'acier au carbone est plus malléable que la fonte en raison de sa faible teneur en carbone.
- La fonte brute ne peut pas être soudée alors que les aciers au carbone ont la propriété de soudabilité.
- La fonte brute et l'acier au carbone diffèrent également en termes de ductilité, la fonte brute est moins ductile que l'acier au carbone.
- https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/47/1/47_1_53/_article/-char/ja/
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12649-013-9223-1.pdf
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=rsdbs92yGs4C&oi=fnd&pg=PP7&dq=Difference+Between+Pig+Iron+and+carbon+steels&ots=-PIF83b5cs&sig=YHu2ta04UzGOQkDT_Xovq7HXdqs
- https://www.researchgate.net/profile/Tariq-Islam-6/publication/332772564_Classification_and_Application_of_Plain_Carbon_Steels/links/605afd73a6fdccbfea00ada5/Classification-and-Application-of-Plain-Carbon-Steels.pdf
Dernière mise à jour : 09 juillet 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
