Matériaux utilisés

Aciers à haute teneur en carbone

Les aciers à haute teneur en carbone contiennent un pourcentage de carbone compris entre 0,60% et 0,90% et sont largement utilisés dans la production de ressorts et de fils laminés à forte ténacité.

TRAITEMENTS THERMIQUES DES ACIERS C60, C75 ET 51CrV4

Après les opérations de découpage, les pièces en acier au carbone subissent le processus délicat de traitement thermique, nécessaire pour atteindre les valeurs exactes de dureté et d'élasticité.

Le producteur peut choisir entre deux différentes méthodes:

a) Traitement thermique de bonification avec arrêt dans l'huile.

Cette phase prévoit deux principales phases: la trempe et le revenu.
Durant la trempe, la pièce est réchauffée à la température d'austénitisation et ensuite refroidie dans l'huile jusqu'à température ambiante. La structure finale ainsi obtenue est nommée martensite et elle est caractérisée par une dureté et une fragilité élevées.
Le but du revenu est de réduire cette dureté en faveur de la ténacité. Durant cette phase, la pièce est à nouveau chauffée à une température et une durée en mesure de garantir l'évolution micro-structurelle désirée et/ou la diminution de la dureté jusqu'à atteindre la valeur requise. Enfin, la pièce est refroidie plus ou moins rapidement jusqu'à température ambiante.

b) Traitement thermique de trempe bainitique avec arrêt dans des sels.

Avec cette méthode, la pièce est réchauffée jusqu'à la température d'austénitisation et ensuite refroidie rapidement dans des sels jusqu'à une température légèrement supérieure à celle de formation de la martensite. Cette température est maintenue jusqu'à la transformation complète de l'austénite en bainite inférieure.
La micro-structure bainitique ainsi obtenue possède une résistance élevée à la traction et une dureté et une ténacité excellentes ; la pièce peut donc être refroidie plus ou moins rapidement jusqu'à température ambiante.
La température plus élevée et constante maintenue durant ce processus de trempe dans des sels réduit la possibilité de distorsion des pièces, assez fréquente pour la trempe dans de l'huile.
Les anneaux trempés dans des sels doivent avoir 2 HRC en plus par rapport aux mêmes anneaux trempés dans l'huile pour avoir les mêmes caractéristiques.
La dureté finale de la pièce est définie sur la base de sa fonction ; toutefois, il est préférable de maintenir des valeurs normatives basses afin d'éviter des augmentations de fragilité.

Remarques:

Matériel C60: les anneaux élastiques BENERI de ruban de petites dimensions sont réalisés en acier C60, bien que la norme DIN prévoit l'utilisation des aciers C67 et C75. Caractérisé par un pourcentage inférieur de carbone, l'acier C60 n'est pas seulement élastique mais permet en même temps de réduire le risque de fragilité en raison de la présence d'hydrogène, qui se manifeste généralement suite à certains revêtements galvaniques.

Profondeur de décarburation: la décarburation totale n'est jamais autorisée alors qu'un bord de décarburation partielle maximum de 0,05 mm est autorisé par de nombreux utilisateurs d'anneaux de sécurité.

Mesure de dureté: la dureté est mesurée avec une échelle HRC si l'épaisseur min. est 1,0 - 1,2 mm ; pour des épaisseurs inférieures, la mesure doit être effectuée avec échelle Vickers.

Température maximum et minimum d'utilisation**: il est impossible d'établir un point précis de température qui influence la performance de la pièce puisque le type d'application est toujours déterminant pour cette évaluation.
Il est possible d'estimer une température maximum d'utilisation de 125°C, en tenant toutefois compte que la température peut résulter influente déjà à 50°C.
Au contraire, il est déconseillé d'utiliser de basses températures puisqu'elles peuvent augmenter le risque de fragilisation et de casse.

**Consulter les techniciens BENERI® pour des domaines d'application à hautes/basses températures.

Acier au carbone breveté

L'acier au carbone breveté est un matériel hautement magnétique, très largement utilisé dans la production d'anneaux élastiques.

L'acier au carbone breveté est déjà trempé.
Après les opérations de découpage, les pièces subissent quand même un traitement de distension à hautes températures pour atteindre le niveau d'élasticité adéquat.

Acier inoxydable martensitique

L'acier inoxydable martensitique est un alliage de chrome et de carbone qui acquière une structure martensitique cubique à corps centré (ccc) suite au traitement thermique. Il s'agit d'un matériel ferromagnétique, que l'on peut thermiquement traiter et qui est résistant à la corrosion uniquement dans des environnements pas particulièrement agressifs.

TRAITEMENT THERMIQUE DE L'ACIER INOXYDABLE MARTENSITIQUE

Après les opérations de découpage, les pièces en acier inox martensitique subissent le processus délicat de traitement thermique, nécessaire pour atteindre le bon équilibre entre dureté et élasticité.

Le traitement thermique de l'acier inox X39 prévoit deux phases principales : la trempe et le revenu.
La trempe consiste à chauffer la pièce à la température d'austénitisation et ensuite de la refroidir jusqu'à obtenir une structure finale nommée martensite. L'arrêt advient dans un environnement en atmosphère contrôlée.
La phase successive de revenu est indispensable pour réduire la dureté, la résistance à la traction et la limite élastique de la pièce trempée, en améliorant considérablement sa ténacité et ductilité.
La température élevée atteinte en phase de revenu favorise la précipitation de carbures et l'appauvrissement de chrome, en réduisant les caractéristiques de résistance à la corrosion du matériel.

Les pièces en acier inox martensitique X39 sont donc sujets à la fragilisation du revenu et à l'absorption d'éléments fragilisants en cas de conditions climatiques particulières (par exemple marines ou similaires), avec un risque conséquent de casse et une résistance limitée à la corrosion et à l'essai de pliage (≈10°-15°).

Pour des utilisations qui nécessitent une résistance optimale à la corrosion il est donc conseillé d'utiliser des aciers inoxydables austénitiques.

Remarques:

Température maximum et minimum d'utilisation**
Il est impossible d'établir un point précis de température qui influence la performance de la pièce puisque le type d'application est toujours déterminant pour cette évaluation.
Il est possible d'estimer une température maximum d'utilisation de 300°C.
Au contraire, il est déconseillé d'utiliser de basses températures puisqu'elles peuvent augmenter le risque de fragilisation et de casse.

**Consulter les techniciens BENERI® pour des domaines d'application à hautes/basses températures.

Aciers inoxydables austénitiques

Les différents tests de laboratoire menés par notre équipe technique sur différents types d'acier inox (X39, PH15/7 Mo et PH 17/7) nous ont permis d'individualiser dans les aciers inox austénitiques série 300 le meilleur compromis entre respect des propriétés mécaniques et résistance à la corrosion des pièces.

Les aciers inoxydables austénitiques ont une structure cubique à face centrée (cfc). Il s'agit de matériaux amagnétiques à l'état recuit et ils peuvent être durcis seulement en cas d'exposition à un usinage à froid. Ils possèdent d'excellentes propriétés cryogéniques et une bonne résistance aux températures élevées.

Les aciers inox austénitiques ne peuvent pas être trempés, la résistance finale de la pièce est donc celle du matériel en lui même.
Pour le montage d'anneaux en acier austénitique, il est indispensable d'utiliser des pinces de montage avec vis de réglage.

Remarques concernant la résistance à la corrosion et sur le magnétisme de chaque acier:

• AISI 301 : sa résistance à la corrosion dépend surtout du type d'environnement, de la température et du temps de maintien. Il résiste bien en atmosphère urbaine, en eaux douces et dans des substances utilisées dans les domaines alimentaires, chimiques, textiles et pétroliers.
  Il ne résiste pas à la corrosion en présence de chlorures.
  Il n'est pas magnétique mais devient ferromagnétique en proportion au % d'écrouissage.

• AISI 304 : il résiste bien à la corrosion dans une bonne variété d'environnements et au contact de substances utilisées dans les domaines chimiques, textiles et alimentaires.
  À l'état solubilisé il est amagnétique (il peut présenter un léger magnétisme à cause de l'usinage à froid).

• AISI 316 L: il possède une résistance optimale à la corrosion dans l'atmosphère et dans différentes types de sels, acides organiques et substances alimentaires ; il possède un bonne résistance à la corrosion dans des solutions diluées d'acides réducteurs.
  Il est sensible à la corrosion inter granulaire et il est amagnétique (il peut présenter un léger magnétisme à cause de l'usinage à froid).

Remarques:

Température maximum et minimum d'utilisation**
Il est impossible d'établir un point précis de température qui influence la performance de la pièce puisque le type d'application est toujours déterminant pour cette évaluation.

**Consulter les techniciens BENERI® pour des domaines d'application à hautes/basses températures.