XAR 400 – Plaque en Acier Résistante à l’Usure

Caractéristiques principales

• Désignation commerciale : XAR 400
• Famille de matériaux : Acier spécial résistant à l’abrasion
• Numéro de matière associé : 1.8714 dans la documentation XAR 400 de thyssenkrupp
• Dureté Brinell : 370–430 HBW selon la documentation produit consultée
• Condition de livraison : Trempé ou trempé et revenu, selon la spécification
• Structure : Acier à grains fins
• Résistance à l’usure : Élevée
• Applications principales : Mines, carrières, cimenteries, manutention et équipements de terrassement
• Forme de produit : Tôles et plaques fortes

La dureté de 400 HBW constitue une valeur nominale indicative de la famille XAR 400. La plage garantie doit être vérifiée dans la documentation du fabricant et selon l’épaisseur commandée.

Composition chimique du XAR 400

La composition chimique du XAR 400 est conçue pour obtenir une combinaison de dureté, de résistance mécanique et de ténacité.

Le tableau suivant présente les teneurs maximales indiquées dans la documentation technique XAR de thyssenkrupp, version avril 2021.

Remarque : les valeurs représentent des limites de composition issues de la documentation XAR consultée. La composition réelle dépend de l’analyse de coulée et doit être vérifiée sur le certificat matière.

Propriétés mécaniques du XAR 400

La résistance mécanique et la dureté sont des caractéristiques essentielles de l’acier XAR 400. Elles lui permettent de résister à l’abrasion et aux sollicitations rencontrées dans les équipements industriels.

Les valeurs de résistance et d’allongement sont des valeurs typiques publiées pour des conditions et épaisseurs spécifiques. Elles ne doivent pas être considérées comme des minima garantis pour toutes les dimensions. La dureté de livraison constitue le principal critère mécanique de cette gamme.

Propriétés physiques du XAR 400

Les propriétés physiques sont utiles pour le dimensionnement, la transformation et l’évaluation du comportement thermique des plaques.

Les propriétés physiques peuvent varier selon la composition et l’état métallurgique. Pour les calculs thermiques et les applications techniques critiques, il est recommandé d’utiliser les données certifiées du fabricant.

Comparaison des nuances résistantes à l’usure

Les aciers résistants à l’abrasion sont disponibles dans différentes classes de dureté. Le choix dépend du niveau d’usure, des chocs, de la température et des exigences de fabrication.

Les plages indiquées correspondent à la documentation de la gamme XAR consultée. Elles ne constituent pas une comparaison universelle entre tous les fabricants.

Équivalences et nuances alternatives

Plusieurs fabricants proposent des aciers résistants à l’usure présentant des niveaux de dureté comparables au XAR 400.

Ces nuances peuvent être considérées pour une comparaison technique, mais elles ne sont pas automatiquement interchangeables. Il faut vérifier la composition chimique, la dureté garantie, la résilience, les propriétés mécaniques, les tolérances dimensionnelles et les conditions de livraison avant toute substitution.

Résistance à la corrosion et à l’abrasion

Résistance à l’abrasion

La principale caractéristique du XAR 400 est sa capacité à résister à l’usure abrasive provoquée par le déplacement et le frottement de matériaux durs.

Il est adapté aux équipements exposés à des matériaux tels que :

• Minerais et roches.
• Phosphate brut et matériaux phosphatés.
• Sable et gravier.
• Charbon et matières minérales.
• Agrégats et matériaux de construction.
• Déchets métalliques et matériaux de recyclage.

Résistance à la corrosion

Le XAR 400 est principalement conçu pour résister à l’usure mécanique et non pour offrir une résistance spécifique à la corrosion chimique.

Dans les environnements humides, salins ou chimiquement agressifs, la sélection du matériau doit tenir compte des risques de corrosion et de leur interaction avec l’abrasion.

Pour les installations exposées simultanément à l’usure et à la corrosion, une étude spécifique des conditions de service est recommandée.

Résistance à la chaleur

Le XAR 400 est principalement destiné aux applications d’usure mécanique dans des conditions de température compatibles avec sa spécification.

Une exposition prolongée à des températures élevées peut modifier la dureté et les propriétés mécaniques obtenues par traitement thermique.

Pour les applications thermiques, il est nécessaire de vérifier :

• La température de fonctionnement.

• La durée d’exposition.

• Les cycles de chauffage et de refroidissement.

• La conservation de la dureté.

• Les contraintes mécaniques appliquées.

Le XAR 400 standard ne doit pas être confondu avec le XAR 400 W, une variante spécifique documentée pour certaines applications résistantes à la chaleur jusqu’à environ 400 °C.

Traitement thermique

Le XAR 400 est généralement livré dans un état trempé ou trempé et revenu, selon la spécification du fabricant.

Ce traitement permet d’obtenir la dureté et les caractéristiques mécaniques nécessaires à la résistance à l’abrasion.

Les traitements thermiques supplémentaires doivent être réalisés avec précaution, car une température excessive peut réduire la dureté et modifier les performances du matériau.

Les paramètres de traitement doivent être définis selon la fiche technique du fabricant et les exigences de l’application.

Soudage du XAR 400

Le XAR 400 peut être soudé à condition de respecter des procédures adaptées aux aciers à haute dureté.

Les principales recommandations comprennent :

• Utiliser un procédé de soudage qualifié.

• Sélectionner un métal d’apport compatible avec les exigences mécaniques du composant.

• Contrôler la température de préchauffage selon l’épaisseur, le carbone équivalent et les conditions de soudage.

• Maîtriser l’apport thermique.

• Contrôler la température entre passes.

• Limiter les contraintes résiduelles.

• Réaliser les contrôles requis après soudage.

La zone affectée thermiquement peut présenter une modification de dureté. Le choix des paramètres de soudage est donc essentiel pour préserver les performances du composant.

Les valeurs de préchauffage et les consommables doivent être déterminés à partir des recommandations du fabricant et d’un mode opératoire qualifié.

Fabrication et mise en œuvre

La fabrication du XAR 400 nécessite des méthodes adaptées à sa dureté et à sa résistance mécanique.

Découpe

La découpe peut être réalisée par des procédés adaptés à l’épaisseur et aux exigences de finition, notamment :

• Découpe plasma.

• Découpe laser, selon l’épaisseur et les capacités de l’installation.

• Découpe oxycoupage.

• Découpe mécanique.

Les paramètres de coupe doivent être ajustés pour limiter les contraintes et les défauts sur les bords.

Pliage et formage

Le pliage doit tenir compte de la dureté du matériau, de l’épaisseur de la plaque, du rayon intérieur et de l’orientation du pli par rapport au sens de laminage.

Un outillage adapté et des rayons de pliage appropriés sont nécessaires pour réduire les risques de fissuration.

Usinage

L’usinage du XAR 400 nécessite des outils et des paramètres adaptés aux aciers trempés à haute dureté.

Il convient notamment de sélectionner des outils appropriés, de contrôler la vitesse de coupe et de limiter les vibrations.

Perçage

Le perçage nécessite des forets adaptés aux matériaux à haute résistance ainsi que des paramètres de coupe appropriés.

Les recommandations du fabricant doivent être respectées pour les opérations de fabrication complexes.

Applications 

Industrie minière et phosphate

Le XAR 400 est particulièrement intéressant pour les équipements de traitement des minerais et du phosphate soumis à une abrasion continue.

Applications possibles :

• Goulottes de transfert de phosphate.
• Trémies de réception.
• Revêtements de convoyeurs.
• Bennes et godets d’excavation.
• Revêtements de broyeurs et équipements de concassage, selon la conception.
• Équipements de manutention de matériaux abrasifs.

Cimenteries

Dans les installations cimentières, les plaques résistantes à l’usure sont utilisées pour protéger les équipements exposés aux matières premières et aux matériaux de traitement.

Applications :

• Goulottes.
• Trémies.
• Revêtements de conduits.
• Systèmes de manutention.
• Équipements de transport de matières premières.

Carrières et construction

Le XAR 400 peut être utilisé dans les équipements de terrassement, de transport et de traitement des matériaux de construction.

Applications :

• Bennes de camions.
• Godets d’excavatrices.
• Lames et composants de machines.
• Installations de concassage.
• Équipements de transport de granulats.

Industrie sidérurgique

Les équipements de manutention et de transformation de matières premières peuvent être soumis à une usure mécanique importante.

Applications :

• Goulottes de manutention.
• Trémies industrielles.
• Revêtements de protection.
• Équipements de transport de ferraille.

Recyclage et manutention

Le XAR 400 peut être utilisé dans les installations exposées aux frottements et aux chocs provoqués par des matériaux recyclés.

Applications :

• Presses à ferraille.
• Broyeurs.
• Bennes de collecte.
• Équipements de tri et de manutention.