ACIER Technologie

Aciers à outils non alliés

La règle de désignation est la suivante :

Avec la signification suivante :

C = Acier au carbone

nnn = 100 x teneur en carbone

U = précise qu'il s'agit d'un acier à outils

Par exemple, l'appellation C120U indique qu'il s'agit d'un acier contenant 1,20 p. 100 de carbone et destiné à l'outillage.

Aciers à outils alliés

a) Dont la teneur en chaque élément d'alliage est inférieure à 5 p. 100

Avec la signification suivante :

nnn = 100 x teneur en carbone

a,b,... = symboles chimiques indiquant les éléments d'alliage caractérisant l'acier.

m = nombre représentant la teneur moyenne (pourcentage), multipliée par les facteurs suivants :

Par exemple, l'appellation 55NiCrMoV8 indique qu'il s'agit d'un acier contenant 0,55 p. 100 de carbone, 2 p. 100 de Ni, ainsi que du chrome, du molybdène et du vanadium.

b) Dont la teneur en un des éléments d'alliage dépasse 5 p. 100

Avec la signification suivante :

X indique que l'un, au moins, des éléments d'alliage est en quantité supérieure à 5 p. 100

nnn = 100 x teneur en carbone

a,b,... = symboles chimiques des éléments d'alliages

m-m = nombres séparés par un trait d'union représentant la teneur moyenne (pourcentage) en éléments, arrondie à l'unité la plus proche.

Par exemple, l'appellation X100CrMoV5 indique qu'il s'agit d'un acier contenant 1 p. 100 de carbone, 5 p. 100 de chrome ainsi que du molybdène et du vanadium.

Aciers à outils rapides

Avec la signification suivante :

HS est le symbole des aciers rapides (high speed)

Chiffres :

– trois chiffres donnant les teneurs moyennes en W, Mo, V dans cet ordre pour les aciers sans cobalt ;

– quatre chiffres donnant les teneurs moyennes en W, Mo, V, Co dans le même ordre pour les aciers au cobalt ;

– le chrome et le carbone sont omis dans le cas où deux nuances se différencient uniquement par la teneur en carbone ; le symbole C placé en fin de « désignation abrégée » permet de distinguer la variante à teneur en carbone élevée.

Par exemple, l'appellation HS 18-0-1 indique qu'il s'agit d'un acier rapide contenant 18 p. 100 de tungstène, 0 p. 100 de molybdène, 1 p. 100 de vanadium et 4 p. 100 de chrome. L'appellation HS 6-5-2-5 indique qu'il s'agit d'un acier rapide contenant 6 p. 100 de tungstène, 5 p. 100 de molybdène, 2 p. 100 de vanadium, 5 p. 100 de cobalt et 4 p. 100 de chrome.

Aciers peu déformables

On atténue les déformations en augmentant la trempabilité de l'acier, ce qui permet de remplacer la trempe à l'eau par une trempe moins énergique, à l'huile ou même à l'air, diminuant ainsi les contraintes dues à un refroidissement trop rapide et les déformations qui en résultent. Cette augmentation de trempabilité est très souvent obtenue par l'addition de manganèse.

Aciers de bonne ductilité

La bonne ductilité est obtenue en diminuant la teneur en carbone et en ajoutant des éléments qui augmentent la capacité de trempe et la résistance au revenu.

Aciers résistant à l'abrasion

La résistance à l'abrasion est obtenue essentiellement par une addition de chrome ou de tungstène et, éventuellement, de molybdène et vanadium. On peut distinguer les aciers qui doivent être trempés à l'eau de ceux dont la capacité de trempe a été améliorée et qui peuvent être trempés à l'huile ou même à l'air.

L'acier 100Cr6 est un des plus utilisés, en particulier pour la fabrication des roulements à billes ou à aiguilles et de nombreux outils. Mais son élaboration exige de grandes précautions.

Aciers de bonne ductilité

Ce sont des aciers moyennement alliés et de teneur en carbone de 0,3 à 0,5 p. 100. Ils contiennent du molybdène, du tungstène ou du vanadium qui donnent une bonne résistance à l'échauffement ; les quantités de ces éléments ne sont pas suffisantes pour entraîner la fragilité.

Ces aciers sont très couramment employés pour la fabrication de matrices pour forgeage à chaud et pour des outillages de filage des métaux non ferreux.

Aciers de ductilité moyenne

Ces aciers, plus riches que les précédents en éléments d'alliage, ont une dureté à chaud plus grande ; mais ils sont un peu plus sensibles aux chocs. Ils conviennent pour le travail à des températures plus élevées. Leur dureté après trempe et revenu à 550 ⁰C est de l'ordre de 50 à 55 RC. Ils peuvent être trempés à l'huile ou, pour certains, à l'air.

Aciers résistants à l'abrasion. Aciers à coupe rapide

Ces aciers doivent être considérés comme travaillant à chaud par suite de l'échauffement produit par le frottement du copeau sur l'arête de l'outil de coupe. La température atteint alors, et peut dépasser, 500 ⁰C. Des additions de tungstène, molybdène et vanadium leur donnent à la fois la résistance à l'échauffement et, par la formation de carbures très durs, la résistance à l'abrasion. Une addition de chrome assure une bonne trempabilité. Dans certains cas, une addition de cobalt améliore la dureté à chaud.

Ils ont tous une structure à « lédeburite », c'est-à-dire qu'à température élevée ils contiennent des carbures insolubles. Ce sont ces carbures, auxquels s'ajoutent ceux qui sont précipités au cours du revenu, qui assurent la résistance à l'abrasion. Ils peuvent être trempés à l'huile ou à l'air, mais après un chauffage à température très élevée, de 1 200 à 1 300 ⁰C suivant la nuance. Le revenu se fait entre 550 et 600 ⁰C.