Traitements thermiques, quel acier choisir :

 Guide du choix des acier :

Trempe à coeur

Principe :

En général, la trempe consiste à soumettre le métal à un cycle thermique comprenant successivement un chauffage à haute température et un refroidissement contrôlé. La trempe est souvent la première étape d’un traitement plus complexe comportant ensuite un ou plusieurs revenus. La conséquence de ce traitement est un accroissement notable de la dureté de l’acier.

 La trempe est suivie d’un revenu, opération qui consiste à réchauffer la pièce trempée (à une température inférieure à la température de trempe) afin d’éliminer les tensions internes de la matière.

 Le cycle de trempe et de revenu s’effectue sur des aciers suffisamment riches en carbone, comme le 35NCD6 par exemple. Les engrenages réalisés en 35NCD6 trempé à coeur 45-50 HRc ont une bonne tenue en fatigue.

 

Voir nos services en : Traitement thermique

Cémentation

Principe :

Le principe consiste en un enrichissement en carbone grâce à un milieu pulvérulent, pâteux, liquide ou gazeux approprié, de toutes les surfaces d’une pièce. Cette opération est suivie immédiatement d’une trempe à l’huile. Ces traitements confèrent aux pièces des duretés de surface élevées et des duretés à coeur qui sont fonction de la nuance d’acier employé. Un excellent compromis entre une résistance à l’usure élevée et une bonne ductilité est ainsi obtenue.

 Les profondeurs de traitement pouvant être réalisées sont fonction de la durée du cycle thermique et de la matière employée.

 L’acier 34C10 peut être cémenté. Ce traitement convient à cet acier doux pour des engrenages subissant de faibles charges.

 Pour des charges plus élevées, l’acier 20NCD2 cémenté trempé sera préféré. La bonne résilience à coeur et la dureté de surface (57-62 HRc) obtenues après traitement permettent aux engrenages en 20NCD2 cémenté trempé de résister à des charges élevées et à des chocs en service.

 Le prix des traitements varie en fonction du nombre de pièces de même référence à traiter. En effet, le prix d’un bain est fixe, qu’il y ait 1, 10, ou 20 pièces. Le coût du traitement sera donc divisé par le nombre de pièces de référence identique à traiter. Ce prix dépend également des dimensions des pièces.

Consultez-nous pour plus d’informations.

 

Comment lire une nuance suivant NF EN ISO 4957 de mai 2000  Aciers à outils non alliés :

Symbolique
C	nnn	U

Avec :
C =Aciers au carbone
nnn =100 x teneur en carbone
U = Précise qu’il s’agit d’un acier à outils

Exemple :
C120U : Acier à 1.20% de carbone destiné à l’outillage

Aciers rapides :

Symbolique
HS	Chiffre1-Chiffre2-Chiffre3-chiffre4

HS = symbole aciers rapide (High Speed)

Chiffre :
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 ce même ordre pour les aciers au cobalt
Le chrome et le carbone sont omis dans le cas ou 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.

Exemple :
HS18-0-1 : Acier rapide contenant 18% de W, 0% de Mo, 1% de V et 4% de Cr
HS6-5-2-5 : Acier rapide contenant 6% de W, 5% de Mo, 2% de V, 5% de Coet 4% de Cr

Aciers à outils alliés dont la teneur de chaque élément d’alliage est < 5 % :

Symbolique
nnn	a, b, …	m

 

Avec :
nnn = 100 x teneur en carbone
a, b, … =Symboles chimiques indiquant les éléments d’alliage caractérisant l’acier.
m = nombre représentant la teneur moyenne en % multiplié par les facteurs suivant :

Eléments	Facteurs
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W	4
Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Z	10
Ce, N, P, S	100
B	1000

Exemple :
55NiCrMoV8 : Acier à 0.55% de C et 2% de NI allié au Chrome, Molybdène et Vanadium

Aciers à outils alliés dont la teneur d’un des éléments dépasse 5% :

Symbolique
X	nnn	a, b, …	m-m

 

Avec :
x = Indique que l’un au moins des éléments d’alliage est en teneur superieur à 5%
nnn = 100 x teneur en carbone
a, b, … =Symboles chimiques indiquant les éléments d’alliage caractérisant l’acier.
m = nombre représentant la teneur moyenne en % multiplié par les facteurs suivant :

Exemple :
X100CrMoV5 : Acier à 1% de carbone alliè au Chrome, Molybdène et Vanadium et dont la teneur moyenne en Chrome est 5%

 

 Le tableau ci-dessus présente les procédés utilisés en cas de traitement thermique sur les engrenages.

MATIERE		DIFFUSION DE CARBONE	TEMPERATURE DE CHAUFFE	MODE DE REFROIDIS- SEMENT	DURETE OBTENUE	REVENU
TREMPE
60C40			830/860°C	Maintien à 210-230°C dans bain d’huile 1h/25 mm	40-45 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
XC38			810/840°C	Maintien à 210-230°C dans bain d’huile 1h/25 mm	40-45 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
42 CD4			860/890°C	Maintien à 210-230°C dans bain d’huile 1h/25 mm	40-45 HRc	Maintien à  690°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
35NCD6			820/850°C	Maintien à 180-200°C dans bain d’huile 1h/25 mm	40-45 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
CEMENTATION
34C10 < Ø100	Maintien à 900-930°C pendant 1h profondeur de cémentation  0,2mm		770/790°C	Maintien à 150-200°C dans bain d’huile 1h/25 mm	55-60 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
34C10 > Ø100	Maintien à 900-930°C pendant 1h profondeur de cémentation  0,2mm		900/930°C	Maintien à 150-200°C dans bain d’huile 1h/25 mm	57-62 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four
20NCD2	Maintien à 900-930°C pendant 1h profondeur de cémentation  0,2mm		820/840°C	Maintien à 150-200°C dans bain d’huile 1h/25 mm	57-62 HRc	Maintien à  650°C refroidissement pendant 1h à l’air libre ou au four

*Ne pas stocker et ne pas utiliser à 250-450°C. Toutes ces valeurs sont données à titre indicatif.

Classification des aciers par emplois.

 

Acier		Remarques
Acier doux
(A 33)	S 185	Aciers utilisés sans traitement thermique.   Rm =  400 – 500 Mpa
(E 24)	S 235
(XC 18)	C 22
Acier mi-dur
(XC 32)	C 30	Aciers pour traitement thermique dans la masse.   Trempabilité faible à Pièces de faible section   Rm = 500 – 900 Mpa
(XC 38)	C 35
(XC 42)	C 40
(XC 48)	C 45
(XC 50	C 50
Acier dur
(XC 60)	C 60	Aciers pour traitement thermique dans la masse.   Trempabilité amélioré par les éléments d’addition Cr, Mo, V à Pièces massives.   Rm = 550 – 1700 Mpa
(38 CD 4)	37 Cr 4
(34 CD 4)	34 Cr Mo 4
(42 CD 4)	42 Cr Mo 4
(35 NDC 6)	36 Ni Cr Mo16
(50 CV 4)	51 Cr V 4
Acier extra – dur
(100 C 6)	100 Cr 6	Acier à dureté élevée à Roulements à billes
Ressorts
(XC 65)	C 65	Le silicium améliore la limite élastique des aciers.
(XC 80)	C 80
(55 S 7)	55 Si 7
(50 CV 4)	50 Cr V 4
(45 SCD 6)	45 Si Cr Mo 6
(Z 30 C 13)	X 30 Cr 13
Trempe dans la masse
(XC 38 H 1)	C 35 E	E : Teneur réduite en souffre. Le souffre fragilise les aciers après traitement thermique.
(XC 42 H 1)	C 40 E
(XC 48 H 1)	C 45 E
(XC 54 H 1)	C 55 E
(XC 60 H 1)	C 60 E

 

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Acier		Remarques
Tempe superficielle
(XC 42 TS)	C 40	Acier pour trempe superficielle
(42 C4 TS)	41 Cr 4
(42 CD4 TS)	42 Cr Mo 4
Formage à froid
(A 33)	S 185	A% = 10% à 25 %
(E 24)	S 235
(E 28)	S 275
(E 36)	S 355
Décolletage
(S 250 Pb)	S 250 Pb	Le plomb ou le souffre améliore l’usinabilité.
(S 300 Pb)	S 300 Pb
(13 MF4)	13 Mn S 4
(35 MF 4)	35 Mn S 4
Cémentation
(XC 18)	C 22	Teneur en C < 0.3%
(16 MC 5)	16 Mn Cr 5
(20 MC 5)	20 Mn Cr 5
(16 CN 6)	15 Cr Ni 6
(18 NCD 6)	17 Cr Ni Mo 6
Nitruration
(30 CD 12)	31 Cr Mo 12	L’aluminium favorise la nitruration.
(40 CAD 6-12)	41 Cr Al Mo 7
Inoxydables
(Z 8 CF17)	X 4 Cr Mo S 18	La teneur importante de chrome (13 à 19%) rend les aciers inoxydables
(Z 30 C 13)	X 30 Cr 13
(Z 3 CN 19-11)	X 2 Cr Ni 19-11
(Z 6 CN 18-09)	X 5 Cr Ni 18-10
(Z 6 CNT 17-2)	X 6 Cr Ni Mo Ti 17-12
Chocs
(50 CV 4)	51 Cr V 4
Fortes sollicitations
(36 NCD 16)	36 Ni Cr Mo 16
Ecrouissage
(Z 120 M 12)	X 120 Mn 12	Le manganèse favorise l’écrouissage, et augmente la résistance à l’usure des aciers.