Propriétés physiques
Aciers à outils - Données numériques non normalisées

Il s’agit essentiellement de la masse volumique, du module d’élasticité à la température ambiante, du coefficient de dilatation entre 20 et 100 ˚C, 20 et 400 ˚C ou 20 et 600 ˚C selon les conditions d’emploi, de la conductivité thermique à la température ambiante ou à chaud et de la capacité thermique massique à 20 ˚C. Toutes les valeurs connues ont été rassemblées dans les tableaux 1, 2, 3 avec, pour chaque acier, le traitement thermique correspondant et le niveau de dureté obtenu :

• aciers alliés pour travail à froid : tableau 1 ;

• aciers alliés pour travail à chaud : tableau 2 ;

• aciers à coupe rapide : tableau 3.

Dans le domaine du travail à chaud (tableau 2), l’échange thermique entre l’outil et la matière mise en œuvre, qui conditionne le gradient de température et par conséquent les contraintes thermomécaniques de l’outil, dépend très étroitement de la conductivité thermique de l’acier à outil. D’une manière générale, la conductivité thermique des aciers diminue avec l’addition d’éléments d’alliage, la réduction de la taille de grains et le degré d’écrouissage de la structure, facteurs qui conditionnent en général l’augmentation des caractéristiques mécaniques du matériau. Les éléments d’alliage le plus influents sur l’abaissement de la conductivité thermique des aciers sont le silicium, l’aluminium, le chrome, le manganèse et le nickel. Le cobalt, par contre, n’a pratiquement aucune influence sur cette caractéristique. Les chiffres indiqués sur le tableau 2 relatif aux aciers à outils alliés pour travail à chaud montrent que la conductivité thermique de ces aciers passe par un maximum à 200 ˚C et qu’elle décroît fortement avec la teneur en éléments d’alliage, notamment la teneur en chrome et en silicium. C’est ainsi qu’il est possible d’atteindre des conductivités thermiques de 40 W/(m · K) avec des teneurs en chrome...