Il existe plusieurs types de fils d'acier.

étiré à froid fil d'acier Pour la fabrication d'armatures de zone tendue dans les éléments en béton précontraint. En général, le béton présente une résistance élevée à la compression, mais lorsqu'il est soumis à des forces de traction, il devient fragile et sujet à la fissuration. Le béton précontraint consiste à soumettre les barres d'acier disposées dans la zone tendue de l'élément à une force de traction préalable, générant ainsi une contrainte de précontrainte. Cette contrainte de précontrainte sur l'armature réagit à la contrainte de précompression de la zone tendue pour compenser ou réduire la contrainte de traction due à la charge externe agissant sur le béton, améliorant ainsi considérablement la résistance de la zone tendue à la traction. Il en résulte une réduction des dimensions de l'élément, des économies de matériaux et une diminution de son poids propre. Grâce à ces avantages, les éléments en béton précontraint sont utilisés avec succès dans de nombreux projets tels que les grands ponts, les charpentes de toiture, les poutres de pont roulant, les dalles de plancher préfabriquées industrielles et civiles, les traverses de voies ferrées, les pieux pour poteaux électriques, les canalisations préfabriquées de grand diamètre et les centrales nucléaires. La production de fils d'acier précontraints s'est développée rapidement avec la large application des éléments en béton précontraint.

Un terme général pour fils d'acier Fabriqués à partir de fils d'acier à haute teneur en carbone laminés à chaud et traités thermiquement puis écrouis, ces fils répondent aux exigences de renforcement du béton précontraint. Leur teneur en carbone est de 0,65 % à 0,85 %, tandis que leurs teneurs en soufre et en phosphore sont inférieures à 0,035 %. La résistance à la traction de ces fils est généralement supérieure à 1 470 MPa, et a progressivement évolué de 1 470 MPa et 1 570 MPa à 1 670-1 860 MPa. Leur diamètre, initialement supérieur à 3 mm, a progressivement évolué de 3-5 mm à 5-7 mm.
Précontrainte fil d'acier La production et l'application industrielles ont débuté dans les années 1920 et, après des décennies de développement, ont donné naissance à une série de produits aux caractéristiques variées, adaptés à différentes applications, notamment le fil d'acier étiré à froid, le fil d'acier revenu redressé, le fil d'acier à faible relaxation, le fil d'acier galvanisé et le fil d'acier rainuré, etc. Ces produits, ainsi que les torons d'acier de précontrainte qui en sont issus, sont devenus les variétés d'acier de précontrainte les plus utilisées au monde.

Fil étiré à froid
Après trempe au plomb, la barre d'acier à haute teneur en carbone laminée à chaud est étirée en fil d'acier rond. Son allongement est faible car elle n'est ni redressée ni revenue. Le fil d'acier est livré en bobines, et le diamètre des disques varie de 500 à 1000 mm. Il est principalement utilisé pour les traverses de chemin de fer et les conduites d'eau sous pression en béton. Le diamètre du fil d'acier étiré à froid produit en Chine est généralement de 3 mm, avec quelques exceptions de 4 et 5 mm. Lors de la production, la nuance d'acier et le diamètre du fil sont sélectionnés en fonction des spécifications et des performances requises du produit fini. La trempe au plomb est effectuée avant l'étirage, à une température de 890 à 930 °C et une température de 460 à 500 °C. Après trempe isotherme, la résistance atteint 1080 à 1180 MPa et la structure métallographique devient une structure soxténite aux excellentes propriétés. Afin de garantir la qualité de surface du produit fini et de faciliter le tréfilage, le fil machine trempé doit être décapé, phosphaté ou revêtu.

Redresser le fil d'acier trempé
Le fil d'acier étiré à froid est redressé et revenu. La température de redressage et de revenu se situe entre 460 et 500 °C et vise principalement à éliminer les contraintes internes générées lors de l'étirage. Comparé au fil d'acier étiré à froid, le fil d'acier redressé et revenu présente une limite d'élasticité, une ductilité et des propriétés de relaxation des contraintes supérieures. Le produit est livré en grandes bobines de 1,5 à 2 m de diamètre. Il conserve une excellente rectitude après déroulement, peut être assemblé en bobines individuelles ou en faisceaux, et est largement utilisé dans la fabrication de divers éléments en béton précontraint.

fil de relaxation basse
Les barres d'acier étirées à froid sont stabilisées (c'est-à-dire revenues sous tension) et portent ce nom afin de réduire la relaxation des contraintes. La relaxation des contraintes est une propriété importante de l'acier précontraint ; il s'agit de la perte de contrainte de l'élément tendu à longueur constante, exprimée en pourcentage de la contrainte initiale : c'est le taux de relaxation. Dans les applications d'ingénierie, la perte par relaxation des contraintes de l'acier précontraint représente une part considérable de la perte totale de précontrainte des éléments structuraux. Par conséquent, la réduction du taux de relaxation par un traitement de stabilisation est une méthode efficace pour améliorer les performances des barres d'acier. La tension appliquée est de 0,4 à 0,5 σb et la température de revenu est contrôlée entre 350 et 400 °C. Grâce à la légère déformation (0,9 % à 1,3 %) induite par la tension à chaud du fil d'acier, sa capacité à empêcher la propagation des dislocations sous l'effet d'une force extérieure est améliorée. Ceci se traduit par une augmentation significative de la limite élastique et de la limite d'élasticité du fil, et par une réduction du taux de relaxation des contraintes à un tiers ou un quart de celui d'un fil d'acier revenu redressé. Dans les mêmes conditions, la contrainte résiduelle dans le câble de précontrainte peut être augmentée de 10 % à 15 %. Par conséquent, au cours des dix dernières années, la production et l'application des fils d'acier à faible relaxation ont connu des progrès considérables.

Fil d'acier galvanisé
Ce revêtement est obtenu par galvanisation à chaud, qui consiste à recouvrir la surface du fil d'acier précontraint d'une couche de zinc de 250 à 350 g/m². Le fil d'acier précontraint, étant un acier écroui à froid à haute résistance, présente une surface fragile et est plus sensible à la corrosion sous contrainte et à la corrosion intergranulaire que l'acier au carbone ordinaire. En particulier, le fil d'acier possède une faible surface de rupture et est soumis à des contraintes élevées pendant une longue période. De ce fait, il est fortement influencé par ses propriétés matérielles, sa compacité, les défauts, la condensation, les fissures sous contrainte et l'environnement d'utilisation de la structure. Le risque de fissuration par corrosion sous contrainte, pouvant entraîner la rupture de l'élément précontraint, est donc très élevé. La couche galvanisée protège efficacement la matrice du fil d'acier. Le fil d'acier galvanisé est particulièrement adapté aux ouvrages d'art fortement exposés à la corrosion, tels que les câbles de ponts et les bassins de rétention des eaux usées.