Haute résistance et stabilité du rendement pour l'intégrité structurelle
Les plaques d'acier de construction navale doivent présenter une excellente résistance mécanique pour résister aux immenses forces rencontrées lors des voyages océaniques, notamment la flexion induite par les vagues, les contraintes sur les poutres de coque et la pression locale de la cargaison et du ballast. Les sociétés de classification telles que ABS, DNV, LR et CCS spécifient des valeurs minimales de limite d'élasticité pour différentes qualités. Les qualités de tôles de navire à résistance normale (A, B, D, E) offrent généralement une limite d'élasticité d'au moins 235 MPa, tandis que les qualités à haute résistance (AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36) offrent une limite d'élasticité de 315 à 355 MPa, permettant des conceptions de coque plus légères et plus économes en carburant. La résistance à la traction varie généralement de 400 à 520 MPa, selon la qualité et l'épaisseur. Des propriétés mécaniques uniformes dans toute l’épaisseur de la plaque sont essentielles ; par conséquent, les plaques de navire sont produites à l'aide de processus de laminage et de traitement thermique contrôlés tels que la normalisation ou le traitement thermomécanique contrôlé (TMCP). Ces méthodes affinent la structure des grains et garantissent une résistance constante sur les sections épaisses, souvent jusqu'à 50 mm ou plus pour les grands récipients. De plus, les plaques de navire doivent maintenir leur limite d'élasticité à des températures élevées pour les conceptions résistantes au feu (par exemple, les qualités FP). Pour les structures offshore, des nuances encore plus résistantes (EH40, EH47) avec des limites d'élasticité allant jusqu'à 460 MPa sont disponibles.
Robustesse et résistance aux chocs supérieures à basse température
L’une des propriétés les plus critiques de l’acier pour la construction navale est sa capacité à résister à la rupture fragile à basse température, en particulier pour les navires opérant dans des conditions maritimes arctiques ou hivernales. Les plaques de navire sont classées en fonction de leur résistance aux chocs Charpy V-notch à des températures d'essai spécifiées : le grade A ne nécessite aucun test d'impact (pour un service plus doux), le grade B nécessite 27J à 0°C, le grade D nécessite 27J à -20°C et le grade E nécessite 27J à -40°C. Les nuances à haute résistance suivent un modèle similaire : test AH32/36 à 0°C, DH32/36 à -20°C, EH32/36 à -40°C et FH32/36 à -60°C pour les environnements extrêmes. Cette ténacité garantit que les fissures ne se propagent pas sous une charge dynamique due à l'impact des vagues, à une collision avec de la glace ou à des contraintes résiduelles de soudage. La composition à grains fins, à faible teneur en carbone (généralement ≤ 0,18 %) et en soufre (≤ 0,005 %), souvent avec un raffinement des grains d'aluminium, atteint la température de transition ductile à fragile requise. Les plaques de navire doivent également réussir les tests de déchirure par chute de poids (DWTT) pour les sections épaisses afin de vérifier l'apparence de la rupture par cisaillement. Ces propriétés de ténacité sont vérifiées par des échantillons d'essai prélevés sur la plaque elle-même, orientés transversalement au sens de laminage, conformément aux règles applicables des sociétés de classification.
Excellente soudabilité et résistance à la corrosion pour la fabrication et le service
Les plaques d'acier pour la construction navale doivent offrir une soudabilité exceptionnelle pour faciliter la construction et la réparation efficaces des grandes structures de coque. Les valeurs d'équivalent carbone (CEV), généralement inférieures à 0,40 % pour les qualités à résistance normale et inférieures à 0,43 % pour les qualités à haute résistance, minimisent le risque de fissuration induite par l'hydrogène dans les zones affectées par la chaleur. Les besoins de préchauffage sont ainsi réduits, accélérant la fabrication. Les plaques de navire modernes sont conçues pour le soudage à fort apport de chaleur (jusqu'à 150-200 kJ/cm) sans perte significative de ténacité, grâce à la dispersion contrôlée des particules de nitrure de titane (TiN). Cela permet l'utilisation de procédés de soudage automatisés unilatéraux. Pour la résistance à la corrosion, bien que les plaques de navire ne soient pas inoxydables, elles sont formulées pour résister à la corrosion atmosphérique marine et, pour les citernes à cargaison, peuvent avoir des propriétés de résistance à la corrosion supplémentaires (par exemple, pour les pétroliers bruts). De plus, des qualités spéciales comme l'AH36 avec une résistance améliorée à la corrosion (souvent appelées « acier résistant à la corrosion pour les réservoirs d'huile de cargaison ») sont utilisées pour les nouveaux navires afin d'empêcher la corrosion des fosses causée par les cargaisons agressives. Pour les navires transportant des produits chimiques corrosifs, des plaques en acier inoxydable ou revêtues sont spécifiées. Enfin, les plaques de navire doivent subir des tests non destructifs rigoureux (ultrasons, particules magnétiques) et être entièrement traçables avec les certificats d'usine, garantissant que chaque plaque répond au profil de propriété requis pour un service maritime sûr et à long terme.
