Résultats des votes: Une proportion précise de carbone: 42%, Un alliage avec au moins 15% de chrome : 29%, Une fusion à une température de 1430o C: 29%

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La bonne réponse est: Une proportion précise de carbone. Ponts suspendus, rails de chemins de fer, armatures de bâtiments, carrosseries de véhicules, câbles, engrenages, têtes de marteaux et ustensiles de cuisine: l’acier occupe une large place dans notre vie quotidienne. Il est aussi historiquement profondément ancré dans notre société. Sa réputation de solidité apparaît jusque dans les expressions langagières les plus communes - avoir des nerfs, un moral, un regard d’acier, ou rester dans sa tour d’acier. La résistance de cet alliage métallique, constitué principalement de fer, tient pourtant à peu de chose. Elle dépend d’une fourchette très précise de la teneur en carbone, comprise entre 0,008% et 2%. La plupart des alliages se situent entre 0.1% et 1,5%. A moins de 0,008 %, le matériau est plutôt malléable et on parle simplement de «fer». Au-delà de 2 % de carbone, il y une plus grande production de carbures et de graphite, qui rendent le métal plus cassant. On parle alors de «fontes», appréciées pour leur faculté à être coulé car leur température de fusion est bien plus faible que celle du fer pur (1536°C). Entre ces deux proportions, la résistance et la dureté de l’alliage peuvent, de plus, fortement varier, pouvant aller d’un acier doux ou mi-doux à une gamme d’acier mi-dur, dur ou extra-dur. «L’acier est l’un des alliages les plus complexes au monde et compte un très grand nombre de variétés, dont la liste peut à elle seule remplir tout un livre», souligne Andreas Mortensen, professeur au Laboratoire de métallurgie mécanique de l’EPFL. Outre le carbone, différents composants peuvent lui être associés pour lui conférer certains avantages. Le fer «rouille» facilement; il est donc souvent nécessaire de rendre l’alliage résistant à la corrosion. Un ajout de chrome à raison de plus de 12% permet de créer une couche de protection qui le rendra inoxydable. Avec au moins 7% de nickel, on améliore également la résistance générale à la corrosion. D’innombrables possibilités Avec un apport de manganèse, on emprisonne le soufre qui, sinon, dégrade certaines propriétés de l’acier. Avec un peu de chrome et de molybdène, ce métal devient «trempable», c’est-à-dire qu’il devient très dur s’il est refroidi rapidement en étant immergé dans de l’eau à partir d’une température suffisamment élevée. Il forme alors de la «martensite», une variante très dure du fer allié au carbone. Enfin, les aciers multiphasés peuvent être traités ou exposés à des milieux chimiques spécifiques pour être enrichi localement en éléments d’alliage (carbone, azote, bore), devenant ainsi un matériau très dur en surface, plus tenace à cœur. La densité de l’acier fait qu’on lui préfère parfois l’aluminium ou certains composites, notamment dans le domaine automobile et des transports en général. Il reste toutefois un matériau fiable et peu cher, sa matière première étant présente en abondance – le fer représente environ 5% de la croûte terrestre, et aussi car il a d’excellentes propriétés mécaniques. «Ce matériau a encore de beaux jours devant lui, les innombrables possibilités d’alliage offrant par ailleurs toujours un potentiel très intéressant pour de nouvelles recherches», conclut Andréas Mortensen.