Acier COR-TEN (Corten)

Le terme Cor-ten.

Le terme Cor-ten dérive de l’abréviation des termes qui définissent ses principales caractéristiques, la résistance à la CORrosion et la résistance à la traction. En fait, il détient un grand succès précisément pour sa haute résistance à la corrosion et sa haute résistance mécanique à la traction.

CONTEXTE.

L’acier COR-TEN a été breveté par la United States Steel Corporation (USS) en 1933. Il a été lancé en tant qu’acier faiblement allié avec 0,2-0,5% de cuivre, 0,5-1,5% de chrome et 0,1-0,2% de phosphore. Très populaire en Amérique où il est utilisé à grande échelle, il a maintenant trouvé de nombreuses confirmations également en Europe et dans d’autres pays. Il est généralement très apprécié pour ses particularités qui allient esthétique et performance. Sa composition a varié au cours des années. Par exemple, 0,4 % de nickel a été introduit et le phosphore réduit à 0,04 %. De faibles teneurs en d’autres éléments ont également été introduites afin d’améliorer la résistance mécanique. Les meilleurs Corten du marché atteignent aujourd’hui des limites d’élasticité allant jusqu’à 580 MPa.
Parmi les premières applications en tant qu’acier de construction dans la construction se trouve le siège social de John Deere and Co (Illinois) en 1964, conçu par l’architecte Eero Saarinen.

Patine protectrice de l’acier Corten (Corten).

L’acier Corten est un matériau polyvalent doté de propriétés structurelles et esthétiques extraordinaires.
La principale particularité de l’acier COR-TEN est de se protéger de la corrosion électrochimique. Ceci est possible grâce à la formation d’une patine de surface compacte passivante, constituée des oxydes de ses éléments d’alliage. La patine empêche la propagation progressive de la corrosion et varie en teinte dans le temps. Il a généralement une couleur brune. Il est composé d’une couche externe poreuse et d’une couche interne amorphe, très fine et imperméable, riche en cuivre, chrome et phosphore.

Comment le Corten s’oxyde.

Habituellement, dans des conditions environnementales standard, ce revêtement se forme en environ 18 à 36 mois. Sa couleur varie d’un orange initial à une nuance brun rougeâtre (couleur rouille classique). Cela donne au matériau un effet protecteur mais en même temps esthétique. La surface du matériau est uniformément opaque et généralement les feuilles sont installées pré-oxydées. Cependant, il existe des cas où les éléments sont assemblés lorsque l’état d’oxydation est dans la phase initiale. Certaines entreprises comme Corten + permettent de réaliser cette oxydation en deux heures grâce à des produits de traitement de surface. L’acier cor-ten est défini comme un métal vivant car lorsque la patine de surface est entaillée ou rayée, le processus d’oxydation redémarre, rétablissant la protection.

Conditions d’oxydation.

Cependant, la formation passive du film protecteur se produit sous certaines conditions. Tout d’abord, des cycles secs/humides alternés sont nécessaires car le film d’oxyde protecteur se forme avec l’alternance de mouillage et de séchage continus. Le contact avec l’atmosphère et l’action du soleil et l’absence de stagnation permanente avec l’eau sont également importants. Il est également important qu’aucune substance (peintures, cires et vernis) ne soit appliquée avant la formation et la croissance du film d’oxyde protecteur de passivation. Le corten ne doit pas être placé à proximité de chlorures tels que l’eau de mer. Ceux-ci empêchent en effet la formation du film ou peuvent favoriser la corrosion. Si ces conditions ne sont pas remplies, le film protecteur ne se forme pas et l’acier COR-TEN se comporte comme un acier ordinaire au carbone.

Types d’acier COR-TEN (Corten).

Il existe principalement trois types de Corten :

• COR-TEN type A, également appelé phosphore Corten, souvent utilisé pour des applications architecturales. Il a une résistance aux agents atmosphériques de 5 à 8 fois supérieure à celle de l’acier au carbone ;
• COR-TEN type B, ou vanadium Corten, utilisé pour les structures à contraintes moyennes. Il a une résistance aux agents atmosphériques environ 4 fois supérieure à celle de l’acier ordinaire au carbone ;
• COR-TEN type C, principalement utilisé pour les structures fortement sollicitées. Il a une résistance aux agents atmosphériques environ 4 fois supérieure à celle de l’acier au carbone.

Les produits COR-TEN ont des caractéristiques qui répondent aux exigences des normes ASTM.
ASTM International a défini les normes A242 (COR-TEN A), A588 (COR-TEN B) et A606 pour les tôles minces.

Acier COR-TEN A.

Le corten type A a une grande résistance aux attaques des agents atmosphériques. En moyenne, il résiste cinq à huit fois plus qu’un acier ordinaire au carbone.
C’est l’acier qui convient le mieux pour une utilisation sans traitement de surface protecteur. Il est particulièrement apprécié dans les applications « architecturales » grâce à son aspect agréable.
Dans des situations environnementales standard, la corrosion du COR-TEN A non peint s’arrête après avoir provoqué une diminution d’épaisseur d’environ 50 micromètres. En milieu marin, en revanche, il progresse légèrement au fil des années. Cependant, toujours dans une moindre mesure que la corrosion trouvée dans les aciers au carbone communs.
COR-TEN A est normalement produit dans des épaisseurs allant jusqu’à 12,5 mm.

POURCENTAGE DE COMPOSITION CHIMIQUE – ANALYSE DE COULÉE

C <= 0,12 ; Mn 0,20 – 0,50 ; P 0,07 – 0,15 ; S <= 0,035 ; Si 0,25 – 0,75 ; Cu 0,25 – 0,55 ; Cr 0,30 – 1,25 ; Ni <= 0,65.

Acier Cor-ten B.

Ce type de COR-TEN, également connu sous le nom de Corten avec Vanadium, se caractérise par sa capacité à conserver des caractéristiques mécaniques élevées même dans des épaisseurs élevées. Il a une résistance à la corrosion dans l’atmosphère environ quatre fois supérieure à celle de l’acier ordinaire au carbone.

Comme COR-TEN A, le type B est également utilisé sans traitement de surface. Le résultat d’un point de vue esthétique, cependant, bien que similaire, est un peu moins bon.

Compte tenu de la possibilité de produire des produits dans des épaisseurs plus importantes, même supérieures à 100 mm, l’acier COR-TEN B est bien adapté aux applications structurelles. Dans le domaine de la construction, une résistance à la corrosion et une résistance mécanique élevée sont requises.

POURCENTAGE DE COMPOSITION CHIMIQUE – ANALYSE DE COULÉE

C 0,10 – 0,19 ; Mn 0,90 – 1,25 ; P <=0,025 ; S <= 0,035 ; Si 0,15 – 0,30 ; Cu 0,25 – 0,40 ; Cr 0,40 – 0,65 ; V 0,02 – 0,10.

Acier Cor-Ten C.

COR-TEN C est le type le plus récemment introduit sur le marché. Il conserve toujours une résistance à la corrosion atmosphérique environ quatre fois supérieure à celle des aciers au carbone mais avec une résistance mécanique bien supérieure aux deux autres types. Le type C convient aux applications les plus exigeantes où la résistance mécanique doit être très élevée. Par exemple, il est utilisé dans des projets architecturaux complexes où les contraintes sont très importantes.

Les épaisseurs généralement produites vont jusqu’à 25 millimètres mais pour les profilés l’épaisseur maximale est encore plus faible.

POURCENTAGE DE COMPOSITION CHIMIQUE – ANALYSE DE COULÉE

C 0,12 – 0,19 ; Mn 0,90 – 1,35 ; P <=0,025 ; S <= 0,035 ; Si 0,15 – 0,30 ;Cu 0,25 – 0,40 ; Cr 0,40 – 0,70 ; V 0,04 – 0,10.

FONCTIONNEMENT de l’acier COR-TEN (Corten)

PLIAGE À FROID
Le pliage à froid du COR-TEN est généralement réalisé jusqu’à des épaisseurs pas trop élevées, environ inférieures à 12,5 mm. Evidemment, il est indispensable de toujours respecter les rayons de courbure minimaux indiqués par les fabricants du matériau. Pour des épaisseurs plus importantes ou des pliages plus extrêmes, on passe du pliage à froid au pliage à chaud.

FORMAGE À CHAUD
Le formage à chaud du COR-TEN n’est pas particulièrement problématique. Il est généralement recommandé de chauffer la matière à une température ne dépassant pas 1 100°C et de terminer l’opération de formage à une température comprise entre 815°C et 900°C.
Après formage à chaud, en phase de refroidissement, le matériau ne durcit généralement pas de manière significative. En présence d’un formage correctement effectué, il est donc possible d’éviter des traitements thermiques ultérieurs. En dessous de 650°C le formage à chaud est fortement déconseillé.

SOUDAGE
Les méthodes généralement utilisées pour souder l’acier COR-TEN sont : le soudage à l’arc avec électrodes enrobées, l’arc submergé, l’arc sous gaz protecteur et la résistance. Les aciers au carbone manganèse ont des caractéristiques similaires à celles du Corten. Pour cette raison, les mêmes matériaux d’apport utilisés pour le soudage de ces aciers sont souvent utilisés.
Lorsque COR-TEN a été utilisé non traité à des fins esthétiques, le soudage est effectué en plus de deux passes. A l’aide d’électrodes spécifiques, il est possible d’obtenir des cordons d’une couleur proche de celle du Corten oxydé. Les températures minimales de préchauffage sont très importantes et doivent toujours être respectées.

Avantages de l’acier COR-TEN (Corten)

L’acier Corten s’est imposé sur le marché car il présente des avantages intéressants.

Tout d’abord, il a un coût très compétitif par rapport aux aciers normaux. Grâce à la haute résistance mécanique, il est possible de réduire l’épaisseur des pièces et donc de réduire les poids.

La résistance à la corrosion atmosphérique permet l’utilisation du corten même sans finitions de surface ultérieures et cet aspect est évidemment source d’économies.

Au fil du temps, le matériau ne se dégrade pas d’un point de vue esthétique mais augmente plutôt son attrait. Ce n’est pas un hasard si les architectes et les designers y sont très attirés.

Toujours pour les mêmes raisons il n’est pas nécessaire d’effectuer des opérations d’entretien ou de nettoyage sur les pièces.

Corten convient à de nombreux traitements tels que le forgeage, le pliage, l’emboutissage, la découpe laser et le soudage. Il est également très résistant, indéformable et évidemment 100% recyclable car naturel.

Inconvénients de l’acier COR-TEN (Corten)

Lorsque l’eau touche les surfaces, l’acier libère des ions de fer. La précipitation de ceux-ci provoque des moulages de couleur rouille sur les surfaces adjacentes aux détails Corten. Généralement, des canaux sont préparés pour la collecte des eaux de pluie sur les côtés des morceaux de Corten pour limiter ce problème.

Comment reconnaître un faux Corten.

Compte tenu de la diffusion et de l’intérêt suscités par l’acier COR-TEN, des systèmes sont également apparus sur le marché pour imiter ses caractéristiques.

Une première méthode pour simuler l’effet esthétique est la métallisation. Une fine couche de Corten est appliquée sur l’acier ordinaire afin de simuler son effet esthétique. Le problème, cependant, est que si les surfaces sont rayées ou endommagées, il n’y a pas de régénération spontanée du matériau. Les imperfections sont donc toujours visibles.

Une deuxième méthode consiste à utiliser des peintures reproduisant l’effet rouille. Localement, l’effet est similaire mais l’effet visuel sur une vue plus large est totalement dépourvu de la forte panachure caractéristique de Corten.

Enfin, il est possible de passer de l’acier ordinaire pour de l’acier COR-TEN en le laissant s’oxyder puis rouiller. L’effet est assez similaire mais avec le temps, la rouille a tendance à se décoller. Les surfaces perdent donc leur régularité et leur planéité et deviennent très irrégulières.

Applications en acier COR-TEN.

Aujourd’hui, les contextes dans lesquels Cor-ten est utilisé sont les plus disparates.

projets avec intégration entre architecture, paysage et art;
des détails pour intérieurs et extérieurs qui nécessitent une forte caractérisation en termes d’élégance ou de style industriel;
objets et accessoires pour espaces extérieurs extérieurs ou publics et mobilier urbain. Par exemple jardinières, poubelles, bornes, bancs, etc.;
bordures qui enserrent et contiennent de la terre permettant de créer des plates-bandes, des talus et des petits talus;
Feuilles ou inserts pour revêtements de sol intérieurs ou extérieurs en d’autres matériaux;
revêtement de façade qui prend une couleur caractéristique et unique en fonction des conditions atmosphériques du lieu d’installation;
structures porteuses pour bâtiments, murs, accessoires, clôtures;
travaux ingénieux à haut contenu esthétique pour les routes telles que les infrastructures, les ponts routiers et ferroviaires;
Les enseignes et plaques sont également très demandées dans le monde de la communication et de la publicité. Ils s’intègrent harmonieusement aux environnements les plus disparates, des plus raffinés aux plus industriels.