Article interactif

1 - COMPOSITION CHIMIQUE

2 - STRUCTURES

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : M4585 v2

Aciers à outils - Composition chimique et structure

Auteur(s) : Robert LÉVÊQUE

Relu et validé le 25 nov. 2020

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF EN ISO 643 (A04-102) du 15/01/2020 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 643 de janvier 2020 (2nd tirage du 01/09/2021) : Aciers - Détermination micrographique de la grosseur de grain apparente (1er tirage)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2109 (Septembre 2021).

23/12/2021

La norme NF EN ISO 643 d'avril 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 643 (A04-102) : Aciers - Détermination micrographique de la grosseur de grain
apparente (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2001 (Février 2020).

16/03/2020

La norme ISO 4957 de décembre 1999 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 4957 "Aciers à outils" Révision 2018

Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1806 (juillet 2018).

08/01/2019

RÉSUMÉ

Les aciers à outils constituent une famille de matériaux dont la composition chimique est généralement constituée par une teneur en carbone assez élevée en association avec des éléments d’alliage «carburigènes», comme le molybdène, le tungstène, le vanadium et le chrome. Les normes et désignations de ces aciers sont présentées, ainsi que les structures obtenues à l'état brut de coulée, après transformation à chaud et recuit, ainsi qu'après traitement thermique de trempe. L'évolution des carbures présents dans ces trois états est également décrite.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Tool steels- Chemical composition and structure

Tool steels constitute a family of materials whose chemical composition is generally constituted by a rather high content in carbon associated with "carburigen" alloy elements such as molybdenum, tungsten, vanadium and chrome. The standards and designations of these steels are presented, as well as structures obtained after hot forging and annealing, as well as after quenching heat treatment. The evolution of carbides present in these three states is also described.

Auteur(s)

  • Robert LÉVÊQUE : Ingénieur civil des Mines - Président d’Honneur du Cercle d’Études des Métaux - École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne

INTRODUCTION

Les aciers à outils sont utilisés, comme leur nom l’indique, dans tous les problèmes de mise en forme des matériaux au sens le plus large. Il peut s’agir d’opérations d’usinage (tournage, perçage, fraisage…), de mise en forme à froid et à chaud (travail des métaux en feuilles sous presse par découpage et emboutissage, forgeage et matriçage à chaud, laminage à froid ou à chaud), de moulage (coulée par gravité ou sous pression d’alliages d’aluminium, de cuivre, de zinc et de magnésium, réalisation d’emballages verriers, industrie du caoutchouc, plasturgie), de filage et d’extrusion (aciers et alliages légers, cuivreux, alliages de titane et de zirconium, plastiques, pâte de cellulose…). Les aciers à outils font partie intégrante du domaine des aciers spéciaux, mais ils diffèrent sensiblement des aciers de construction mécanique, tant par les conditions de leur utilisation que par les critères d’emploi qui servent à les définir. En effet, dans le cas d’un outil de qualité, on recherche les performances maximales, sans fixer de limite supérieure, alors que l’acier de construction mécanique doit présenter une aptitude suffisante à l’emploi avec des caractéristiques spécifiques bien déterminées comme la tenue à la fatigue, la résistance aux chocs et à la rupture brutale, l’usinabilité et l’aptitude à subir un cycle thermo-mécanique de forgeage ou un traitement thermique de qualité au cours de la mise en œuvre. Toutefois, face aux exigences croissantes de durée de vie des outils, la problématique métallurgique de ce groupe d’aciers se rapproche de celle des aciers pour haute tenue en endurance du secteur de l’aéronautique.

Par ailleurs, l’outil est sollicité dans la plupart des cas au niveau de sa surface devant supporter les contraintes les plus sévères alors que les sollicitations d’un acier de construction intéressent l’ensemble du matériau. Il en résulte que les aciers à outils ne peuvent pas être définis au moyen de lois de comportement simples et qu’il est nécessaire d’avoir une connaissance la plus précise possible des conditions de sollicitations pour apporter des critères de choix réalistes. Les solutions adoptées sont la conséquence d’une démarche essentiellement pragmatique et constituent des compromis entre des exigences souvent contradictoires.

Pour plus de détails sur ce sujet, le lecteur consultera utilement les références bibliographiques présentées dans la partie documentaire de cet article.

Nota

Cet article s’insère dans une série consacrée aux aciers à outils :

  • Élaboration et transformation [M 4 586] ;

  • Mise en œuvre [M 4 587] ;

  • Classification [M 4 588].

Le but de cette série d’articles est de faire un classement aussi simple que possible des principaux groupes d’aciers à outils en évoquant aussi bien les propriétés de mise en œuvre (élaboration et transformation de l’acier, traitement de recuit, usinabilité, traitement thermique, aptitude à la rectification et à l’obtention de textures superficielles, traitement de surface) que les propriétés d’emploi (résistance mécanique, ténacité, dureté à chaud, résistance à l’usure, tenue à la corrosion) pour aider l’utilisateur à mieux penser son problème.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

structure   |   tool steels   |   metallurgy   |   composition   |   classification   |   carbides

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m4585


Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ANDREWS (K.W.), HUGHES (H.), DYSON (D.J.) -   Constitution diagrams for Cr, Mo, V Steels  -  J. Iron Steel Inst., p. 337 (1972).

  • (2) - BACKERUD (L.), PFEIFER (H.U.) -   Structure development in some tool steels during the solidification process  -  Scandinavian J. Metallurgy (S), p. 159 (1972).

  • (3) - BERNS (H.), TROJAHN (W.) -   Wear behaviour of Ledeburitic chromium steels with niobium and titanium  -  International Colloquium on wear resistant materials – Saint-Étienne (nov. 1983).

  • (4) - BLICKWEDE (D.J.), COHEN (M.), ROBERTS (G.A.) -   The effect of vanadium and carbon on the constitution of high speed steels  -  Trans. ASM (USA), 42, p. 1161 (1950).

  • (5) - BRANDIS (H.), GOMPEL (P.), HABERLING (E.) -   Influence of cobalt on the cutting performance of High Speed Steels  -  23es journées du Cercle d’Études des Métaux – Saint-Étienne (16/17 mai 1984).

  • ...

NORMES

  • Aciers à outils. - NF EN ISO 4957 - 05-00

  • Systèmes de désignation des aciers – Partie 1 : désignation symbolique. - NF EN 10027-1 - 11-05

  • Systèmes de désignation des aciers – Partie 2 : systèmes numériques. - NF EN 10027-2 - 11-92

  • Produits sidérurgiques – Détermination par cassure de la tendance au grossissement du grain austénitique et de la pénétration de trempe dans les aciers à outils (essai Sheperd). - NF A 04-302 - 09-84

  • Mécanique de la rupture – Détermination de l'énergie de rupture sur crique nulle (ECO). - A 03-181 - 06-97

  • Outils coupants – Désignation des groupes d'aciers rapides. - NF E 66-500 - 12-95

  • Aciers d’usage recommandé pour la construction du matériel roulant ferroviaire. Acier pour travail à froid. - NF F 80-106 - 12-86

  • ...

1 Organismes

Construire acier (ex OTUA)

http://construireacier.fr

Association française de la mécanique (AFM)

http://www.afm.asso.fr

Centre technique des industries mécaniques (CETIM)

http://www.cetim.fr

Centre technique des industries de décolletage

http://www.ctdec.com

Fédération des industries mécaniques (FIM)

http://www.fim.net

HAUT DE PAGE

2 Fournisseurs (liste non exhaustive)

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS