Désignation des matériaux métalliques

1. 1
DESIGNATION ET CLASSIFICATION DES
ALLIAGES INDUSTRIELS
1)INTRODUCTION :
Aciers désignés à partir de leur emploi et de leurs caractéristiques
mécaniques et physiques. NF EN 10027-1
Aciers désignés à partir de leur composition chimique. NF EN
10020
Désignation des fontes. NF EN1560-1
Désignation des alliages légers moulés NF EN 1706 et corroyé
NF EN 573.
Désignation du cuivre affinés NF A 51-050 et des alliages de
cuivre NF A 02-009.
Désignation des alliages de nickel.
Désignation des alliages de zinc NF A 02-004.
Désignation des alliages de magnésium NF A 02-004.
Désignation des alliages de titane.

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2) ACIERS :
Pour des besoins industriels, la norme à retenu deux groupes de désignation :
-les aciers désignés à partir de leurs caractéristiques mécaniques et physiques (aciers pour façonnage
ultérieur) ou les aciers désignés à partir de leur emploi ( fils, tôles, aciers revêtus…).GROUPE 1
-Les aciers désignés à partir de leur composition chimique. GROUPE 2
2.1)GROUPE 1 :
Lettre Signification Valeur numérique
E Acier de construction Re mini
S Acier de construction y compris les aciers
à grains fins Re mini
Acier à haute résistance laminé à froid pour
H emboutissage à froid Re mini
P Acier pour appareil à pression Re mini
D Acier pour formage à froid Degré d’emboutissage
-2
* Re = limite élastique en N.mm ou en Mpa
• Il existe d’autres lettres L,B,Y,etc.,pour plus d’informations, se référer à la norme
• Dans le cas d’aciers livrés moulé la désignation est précédée de la lettre G ( ex : GS 235)
Exemples :
E335 : acier de construction mécanique ayant une limite élastique minimale de 335 Mpa
S235 : acier de construction ayant une limite élastique minimale de 235 Mpa
S 235
Lettre Valeur numérique
Cf. tableau suivant Cette valeur désigne les propriétés mécaniques de
l’acier ( Re)

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2.2 GROUPE 2 :
Nous distinguerons 4 cas :
• Les aciers non alliés avec un pourcentage de manganèse inférieur à 1% à l’exclusion des aciers
de décolletage : Sous groupe 2.1 aciers non alliés sauf aciers de décolletage.
• Les aciers non alliés de teneur en manganèse supérieur à 1% et les aciers alliés pour lesquels la
teneur d’aucun élément d’addition n’atteint 5% : Sous groupe 2.2 aciers faiblement alliés.
• Les aciers alliés dont la teneur d’au moins un des éléments est supérieur ou égale à 5% : Sous
groupe 2.3 aciers fortement alliés.
• Les aciers alliés qui sont utilisé comme aciers d’outillage à coupe rapide : Sous groupe 2.4
aciers à coupe rapide.
Elément d’addition Symbole chimique Teneur limite Symbole
en % de masse métallurgique
ALUMINIUM Al 0.10 A
BORE B 0.0008 B
COBALT Co 0.10 K
CHROME Cr 0.30 C
CUIVRE Cu 0.40 U
MANGANESE Mn 1.65 M
MOLYBDENE Mo 0.08 D
NIOBIUM Nb 0.06 Nb
NICKEL Ni 0.30 N
PLOMB Pb 0.40 Pb
SILICIUM Si 0.50 S
SOUFRE S 0.05 F
TITANE Ti 0.05 Ti
TUNGTENE W 0.10 W
VANADIUM V 0.10 V

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Indice Signification
Teneur maximale
E en soufre spécifiée
Fourchette en
R soufre spécifié
D Pour tréfilage de fils
C Pour formage à froid
S Pour ressorts
U Pour outillage
2.2.1) : ACIER NON ALLIES AVEC Mn < 1% :
• La désignation est précédée de la lettre G si la pièce est livrée moulée.
• La désignation peut être suivis par un indice indiquant certaine propriétés de l’acier
Exemple : C 35 Acier non allié spécial pour trempe et revenu contenant 0,35 % de C .
2.2.2) : ACIERS FAIBLEMENTS ALLIES :
• Ce sont des aciers dans lesquels la teneur en élément d’addition est comprise entre les valeurs
du tableau page 4 et 5%.
• Si la teneur d’un élément d’addition ne peut pas dépasser 5% la somme des teneurs le peut.
• Dans le cas ou la désignation requiert plusieurs valeurs, elles sont séparées par un trait
d’union.
Ils peuvent être suivi de la
teneur en soufre en 1/100°
de %
C 22
Lettre Valeur numérique
C 2 chiffres représentant le pourcentage de carbone en
masse de l’acier multiplié par 100
34 Cr Mo 4

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Valeur numérique Symboles chimiques Valeur numérique
Cette valeur représente le Ce sont les symboles chimiques La valeur indique la teneur %
pourcentage de carbone des éléments d’addition placés en masse des éléments d’addition
multiplié par 100. dans l’ordre décroissant de leur depuis le premier symbole
teneur chimique, cette teneur étant
multipliée par un facteur donné.
Voir tableau suivant.
Cr Co Mn Ni Si W Al Be Cu Mo Nb Pb Ta Ti V Zr N P S B
Pourcentage x 4 pourcentage x10 x100 x1000
COMPLEMENT :
• A la suite de la désignation d’un acier non allié ou faiblement allié, on peut trouver les
symboles qui désignent le degré de trempabilité.
H : trempabilité normale
HH : trempabilité maximale
HL : trempabilité minimale
• On peut de également trouver des symboles renseignant sur l’état de traitement de l’acier.
U : brut
A : adouci
N : normalisé
QT : trempé et revenu
• Il existe d’autres possibilités de coder un état de livraison . ( Se reporter à la norme )
2.2.3) ACIERS FORTEMENTS ALLIES :
Un acier est considéré comme fortement allié si au moins un des éléments d’addition a une teneur
supérieure à 5%.
Lettre X Valeur numérique Symboles chimiques Valeur numérique
Précise que Cette valeur représente Ce sont les symboles La valeur indique la
l’alliage qui le pourcentage de chimiques des éléments teneur % en masse
va être codé de carbone multiplié par d’addition placé dans des éléments d’addition
est un acier 100 ( ici 0,08%) l’ordre décroissant de depuis le premier
fortement leur teneur. Ici Cr , le symbole chimique . Ici
allié chrome a une teneur > Cr = 18 % et Ni = 9 % .
à Ni , le nickel . Les valeurs sont séparées
par un tiret .
X 8 Cr Ni 18-9

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• Si une teneur n’est pas indiquée, elle est inférieure à 5 %
• Exemple
2.2.4) : ACIERS A COUPE RAPIDE :
Lettres HS Valeur n°1 N°2 N°3 N° 4
Cette lettre La première valeur La deuxième valeur La troisième valeur La quatrième valeur
indique qu’il correspond au % correspond au % correspond au % correspond au % de
d’un acier à de tungstène de molybdène de vanadium cobalt
coupe rapide
• L’ ordre est toujours le même, si un élément d’alliage n’est pas présent, on note 0.
• Le pourcentage en carbone n’est pas indiqué.
• La désignation peut être terminée par une série de lettres qui sont les symboles d’un traitement
thermique particulier. ( ex : TQB : trempe étagée martensitique ).
3) FONTES
3.1) DESIGNATION SYMBOLIQUE DES FONTES :
EN-GJ UNE OU DEUX LETTRES DERNIERE ZONE
Indique qu’il s’agit Ces lettres indiquent : Peut être codé selon trois
d’une fonte pour la première la structure variantes
du graphite
pour la seconde une structure
particulière
X X 8 Cr Ni 18-9
HS 7 - 4 - 2 - 5
EN-GJ L - 150

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Première lettre : structure du Seconde lettre : macro ou micro
graphite structure spécifiée
L Lamellaire A Austénitique
S Sphéroïdale F Ferritique
M Graphite de recuit ( malléable) P Perlitique
V Vermiculaire L Lédéburitique
Y Structure spéciale Q Etat trempé
N Absence de graphite T Etat trempé – revenu
B Malléable à cœur noir
W Malléable à cœur blanc
3.2) PREMIERE VARIANTE :
EN-GJL NOMBRE PLUS LETTRE NOMBRE PLUS LETTRES
Symboles représentatifs du Le nombre indique la résistance Le nombre seul représente
type de fonte, ici graphite minimale à la traction. La l’allongement minimal exigé en %
lamellaire. lettre indiquant le mode de le nombre suivi de RT et de LT
prélèvement de l’éprouvette : représente la résilience à température
S : échantillon coulé séparément ambiante ( Room Temp.) ou à basse
U : échantillon attenant . température ( Low Temp.)
C : échantillon prélevé sur pièce
3.3) DEUXIEME VARIANTE :
EN-GJS H
Symboles représentatifs du type Indique que la fonte est classée suivant sa dureté, suivie d’une
de fonte ici graphite sphéroïdale lettre qui renseigne sur le type d’essai : ( B pour Brinell, V pour
Vickers, R pour Rockwell ) et un nombre qui indique la dureté
prescrite.
EN-GJL - 400C - 150 RT
EN-GJS - HB 180

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3.4) TROISIEME VARIANTE :
EN-GJN LETTRE X SUIVIE DE SYMBOLES
Symboles représentatif du type Le système est rigoureusement le même que celui d’un acier allié
de fonte ici sans graphite
( fonte blanche ) 3% de carbone, 9% de Cr, 5% de Ni et 2% de Si.
4) ALLIAGES LEGERS :
• Ce sont des alliages ayant pour métal de base l’aluminium
• La densité de l’aluminium est de 2,7 par rapport au fer de densité 7,86 d’où l’appellation
d’alliages légers .Par analogie, on surnomme les alliages de magnésium alliages ultra-légers.
• Le système de codage fait la distinction entre alliages moulés ( NF EN 1706 ) et alliages
corroyés ( NF EN 573 ).
4.1) ALLIAGES D’ALUMINIUM MOULES :
4.1.1) DESIGNATION NUMERIQUE :
EN A C 1° chiffre 2° chiffre 3° chiffre
Symboles Symbole du Permet de classer la Permet de classer la Affectés en fonction
représentatifs des moulage famille de l’alliage . sous famille de de la composition
alliages ( C = Cast ) l’alliage chimique exacte de
d’ aluminium l’alliage.
GROUPE TYPE D’ALLIAGE
1 Aluminium affiné
2 Aluminium + cuivre
3 Aluminium + manganèse
4 Aluminium + silicium
5 Aluminium + magnésium
6 Aluminium + magnésium + silicium
7 Aluminium + zinc
8 Autres alliages d’aluminium
EN-GJN - X300 Cr Ni 9-5-2
EN A C - 4 2 200

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• Pour la classe 1 il s’agit d’aluminium affiné, les deux derniers chiffres indiquent le pourcentage de
pureté en 1 /100 de % au delà de 99% ( Ex : 1090 = al affiné à 99,9% )
4.1.2) DESIGNATION SYMBOLIQUE :
EN A C SYMBOLE CHIMIQUE DERNIERE PARTIE
Symboles Symbole du Permet d’identifier le métal Constitué des éléments d’addition
représentatif des moulage de base de l’alliage rangés dans l’ordre décroissant de
alliages leur concentration. Si le symbole est
d’aluminium suivi d’un nombre, il s’agit de la
concentration en % de cet élément
4.2) ALUMINIUM CORROYES :
EN A W 1° chiffre 2° chiffre 3° et 4° chiffre
Symboles Symbole Permet de classer Permet de déterminer Affectés en fonction
Représentatif du corroyage la famille de l’alliage le nombre de de la composition
des alliages modifications qu’à chimique de l’alliage
d’aluminium subi l’alliage
5) ALLIAGES DE CUIVRE :
La désignation des métaux cuivreux fait état de deux cas particulier.
• Les cuivres affinés NF A 51-050
• Les alliages de cuivre NF A 02-009
EN A C - Al Cu4MgTi
EN A W - 2 0 17

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5.1) CUIVRES AFFINES : ( au moins 99,85%)
Cu Caractères permettant de définir le type d’affinage
ETP Affiné électrolytiquement , non désoxydé, conductivité garanti.
FRHC Affiné thermiquement, non désoxydé, conductivité garanti
Symbole FRTP Affiné thermiquement, non désoxydé, conductivité non garanti
chimique DHP Affiné thermiquement ou électrolytiquement, phosphore résiduel fort.
du cuivre DLP Affiné thermiquement ou électrolytiquement, phosphore résiduel faible.
OF Désoxydé.
OFE Exempt d’oxygène, haute pureté.
5.2) ALLIAGES DE CUIVRE :
Cu Symboles chimiques placés dans l’ordre décroissant de leur teneur en masse suivi
Symbole de la concentration en % de l’élément d’alliage. Si la teneur est inférieur à 1 %,
chimique il n’est pas obligatoire de l’indiquer.
du cuivre
Dans certains cas, on note la teneur même si elle est inférieur à 1, en particulier pour différentier
deux nuances voisines ( ex : CuAg0,05 et CuAg0,1)
Les alliages à base de cuivre sont appelé cupro ( ex : CuBe2 = cupro-béryllium,) sauf le laiton (Cu-
Zn ) et les bronzes ( Cu-Sn ).
5) LES ALLIAGES DE NICKEL :
Ni Symboles chimiques placés dans l’ordre décroissant de leur teneur en masse suivi
Symbole de la concentration en % de l’élément d’alliage. Le codage est identique aux
chimique alliages de Cu , sauf qu’il existe un tiret après Ni
du nickel
Cu - ETP
Cu Zn 39 Pb 2
Ni - Cu 35

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6) LES ALLIAGES DE ZINC :
Z Symboles métallurgiques placés dans l’ordre décroissant de leur teneur en masse
Symbole suivit de la concentration en % de l’élément d’alliage.
métallurgique
du zinc
7) LES ALLIAGES DE MAGNESIUM :
G Symboles métallurgiques placés dans l’ordre décroissant de leur teneur en masse
Symbole suivit de la concentration en % de l’élément d’alliage.
métallurgique
du magnésium
8) LES ALLIAGES DE TITANE :
T Symboles métallurgiques placés dans l’ordre décroissant de leur teneur e masse
Symbole suivit de la concentration en % de l’élément.
métallurgique
du titane
Z - A4 G
G - A3 Z1
T - A3 Z1

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9) LES EQUIVALENCES :
Ancienne norme Nouvelle norme
FONTES
FGS 600-2 fonte à graphite sphéroïdal
FGL 200 fonte à graphite lamellaire R en Mpa
MB 400-3 fonte malléable à cœur blanc et
MN 350-15 fonte malléable perlitique A %
MP 500-3 fonte malléable perlitique
ACIERS
De construction général :
E 36 aciers d’usage général } Re en Mpa S 235 Re en Mpa
A 60 aciers de construction mécanique }R en Mpa E 295
De traitements thermiques
Non alliés
XC 38 0,38 % de carbone, ( trempe) C 38
XC42 TS 0,42 % de C. ( trempe superficielle) C 42 TS
XC 10 0,1 % de C. ( cémentation ) C 10
XC 18 0,18 % de C. ( carbonitruration ) C 18
Faiblements alliés
35 CD 4 0,35 % de C. -1% de Cr.- du Mo 35 Cr Mo 4 ( Trempe à cœur)
16 NC 6 0,16 % de C. -1,5 % de Ni. - du Cr 16 Ni Cr 6 ( Cémentation)
45 SCD 6 0,45 % de C. -1,5 % de Si - du Cr – du Mo 45 Si Cr Mo 6 ( Acier à ressorts)
100 C 6 1 % de C. - 1,5 % de Cr 100 Cr 6 ( Acier à roulements)
35 CAD 6-12 0,35 % de C. - 1,5 % de Cr – 1,2% d’Al … 35 Cr Al Mo 6-12 (Nitruration)
Fortements alliés
Z 6 CN 18-09 0,06 % de C.- 18 % de Cr.- 9 % de Ni. X 6 Cr Ni 18-09 (Acier inox)
Z 8 C17 0,08 % de C.- 17 % de Cr. X 8 Cr 17 (Acier inox)
Z 200 C 13 2 % de C.- 13 % de Cr. X 200 Cr 13