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Auteur(s)
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Guy MURRY : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble, Docteur-ingénieur Ingénieur-conseil métallurgie et aciers - Ancien Directeur de l’Office technique pour l’utilisation de l’acier (OTUA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les aciers spéciaux de construction mécanique pour traitements thermiques sont essentiellement des aciers destinés aux mécaniciens qui utilisent le traitement thermique final pour donner à ces aciers des propriétés d’emploi très performantes, tout en profitant des possibilités offertes par un ou plusieurs traitements thermiques intermédiaires pour les mettre en œuvre (par formage, usinage, etc.) dans les conditions les moins pénalisantes et les plus économiques. Ce faisant, les mécaniciens mettent à profit la remarquable facilité d’adaptation qu’offrent les aciers, facilité qui découle de l’ampleur des variations de leurs propriétés mécaniques en fonction des divers états structuraux que l’on peut leur conférer par traitement thermique.
L’éventail des potentialités offertes par les aciers spéciaux de construction pour traitements thermiques (au sens large du terme) est très vaste ; il sera donc impératif de bien faire son choix, en prenant en compte tous les paramètres.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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M 4 530 – Aciers pour traitements thermiques. Propriétés et guide de choix (le présent article) ;
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M 4 531 – Aciers pour traitements thermiques. Normalisation ;
-
M 4 532 – Aciers pour traitements thermiques. Mise en œuvre ;
-
Doc. M 4 533 – Aciers pour traitements thermiques.
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3. Choix d’un acier pour traitement thermique
Pour obtenir les performances mécaniques souhaitées, il faut choisir l’acier en tenant compte de son traitement thermique.
Mais avant de décider du choix de l’acier qui conviendra, le mécanicien doit faire l’inventaire systématique de toutes les exigences qu’il requiert en service pour sa pièce et de celles qui sont imposées par les conditions de fabrication qu’il a décidé d’adopter. Il doit ensuite traduire ces exigences en termes de propriétés mécaniques ou autres que l’acier devra posséder provisoirement pour faciliter la fabrication et surtout définitivement pour assurer le service attendu.
A ce stade le mécanicien peut tenir compte du fait qu’il lui est possible d’approvisionner des barres déjà traitées (par trempe et revenu) qui simplifieront la mise en œuvre en l’accélérant et en lui évitant d’avoir à prendre en compte les déformations engendrées par le traitement thermique. L’utilisation de barres traitées à usinabilité améliorée (par addition de 0,06 à 0,1 % en masse de soufre, globulisation des sulfures et traitement des oxydes) permet alors de retrouver une usinabilité convenable. Ces possibilités de livraison sont prévues par la norme NF EN 10083 et, par ailleurs, le document FD A 35-555 « Barres en aciers de construction livrées à l’état trempé et revenu » définit de tels produits en fonction de leurs caractéristiques mécaniques. A noter que l’emploi de ces barres traitées n’exclut pas la possibilité de réaliser, in fine, certains traitements superficiels (nitruration notamment).
Les éléments de base du choix seront toutes les caractéristiques mécaniques imposées par les conditions d’emploi, c’est-à-dire essentiellement :
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la température de service ;
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la limite d’élasticité et la résistance exigée (ainsi qu’éventuellement la limite d’endurance), c’est-à-dire la capacité de durcis-sement ;
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la localisation éventuelle des sollicitations mécaniques ;
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l’allongement à rupture et la résilience.
Ces caractéristiques seront complétées par les paramètres qui devront rendre possible l’exécution du traitement thermique.
3.1 Paramètres du choix et leur prise en compte
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