Durabor® 22MnB5 : Acier au bore trempable haute performance
L'acier au bore trempable représente une avancée majeure dans la technologie de traitement thermique. Ce matériau utilise le bore comme agent de durcissement. Le processus de fusion et d'affinage, associé à un traitement thermomécanique par laminage à chaud contrôlé, permet à l'acier au bore trempable d'ArcelorMittal d'atteindre un degré de dureté remarquable et une microstructure très uniforme, offrant d'excellentes performances mécaniques après traitement thermique de la pièce finie.
Propriétés
Dimensions
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Dimensions | Veuillez consulter la figure sur la page du matériau pour plus de détails. |
Mécaniques
| Propriété | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|
| Allongement | 10 % | Trempé | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Allongement | 27 % | Condition de livraison | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Dureté Rockwell C | 45 [-] | Trempé | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Résistance à la traction | 520 MPa | Condition de livraison | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Résistance à la traction | 1500 MPa | Trempé | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Limite d'élasticité | 350 MPa | Condition de livraison | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
| Limite d'élasticité | 1100 MPa | Trempé | Éprouvette 6 mm dans le sens de laminage |
Composition chimique
| Élément | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|
| Aluminium | 0,02 % | min. |
| Bore | 0,002 - 0,005 % | |
| Carbone | 0,20 - 0,25 % | |
| Manganèse | 1,1 - 1,4 % | |
| Phosphore | 0,025 % | max. |
| Silicium | 0,15 - 0,35 % | |
| Soufre | 0,008 % | max. |
| Titane | 0,02 - 0,06 % |
Propriétés technologiques
| Propriété | Détails | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Domaines d'application | L'acier au bore trempable est utilisé pour les applications nécessitant une bonne résistance à l'usure. Les applications principales après traitement thermique sont : machines agricoles (disques, socs de charrue), engins de travaux publics et miniers, équipements de coupe, tubes pour pièces de sécurité automobile, etc. Une application courante pour l'acier non traité est les tambours de bétonnières. | ||||||||||||||||
| Composition chimique | Cette nuance reçoit un traitement de globularisation des sulfures de manganèse. L'efficacité du bore est assurée par l'ajout d'éléments fixant l'azote. | ||||||||||||||||
| Condition de livraison | Malgré leur dureté et leurs propriétés mécaniques modérées, les nuances au bore présentent une résistance à l'abrasion remarquablement bonne à l'état de livraison, grâce à leur microstructure composite constituée d'une phase perlite dure incluse dans de la ferrite. Elles constituent donc des solutions très économiques pour les applications nécessitant une bonne résistance à l'abrasion. | ||||||||||||||||
| Traitement thermique |
La température d'austénitisation recommandée est de 880 °C. La température au début de la trempe (taux de refroidissement maximal) est de 750 °C. La température Ac3 est de 860 °C (pour un taux de chauffe de 5 °C/s). La température Ac1 est de 750 °C, et la température Ms (début de la transformation martensitique) est de 400 °C. Lors d'un essai de traction, après austénitisation pendant 5 minutes à 850 °C suivie d'une trempe à l'eau, la structure de l'échantillon est entièrement martensitique. Au même essai effectué à 840 °C, on observe quelques ilots de ferrite résiduelle, régulièrement répartis. Après traitement thermique : Sa dureté extrême après traitement thermique rend cette nuance particulièrement adaptée aux applications exigeant une haute résistance à l'usure/abrasion. Son utilisation permet une économie de poids significative (jusqu'à 50 % par rapport à une nuance HSLA) dans les composants structurels et automobiles. L'avantage spécifique des aciers au bore trempables d'ArcelorMittal est leur aptitude à la trempe à l'eau, rendant le processus plus respectueux de l'environnement (moins de traitement des effluents) que pour les aciers au carbone conventionnels. Leur performance de durcissement est excellente tant en trempe liquide que gazeuse. Le choix de la nuance dépendra de :
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| Autres |
La résistance à la fatigue est déterminée après traitement thermique et trempe. L'acier Durabor® 22MnB5 de 2,65 mm d'épaisseur a été testé en fatigue par traction cyclique avec un rapport de charge Rs = 0,1 après différents traitements thermiques. Les éprouvettes ont été austénitisées à 950 °C pendant 5 minutes.
* sD = (σmax - σmin)/2 La résistance à la fatigue des aciers au bore trempables d'ArcelorMittal est supérieure de 40 à 60 % à celle de la nuance faiblement alliée S355MC AM FCE. Elle peut être réduite de plus de 30 % en cas de décarburation totale. | ||||||||||||||||
| Méthodes de mise en forme | Formage : Cette nuance peut être formée à chaud ou à froid. | ||||||||||||||||
| État de surface | Cette nuance au bore est disponible uniquement en qualité de surface A (non apparente). |
Métal
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