DIN 1652-3 Nuance 22CrMoS3-5 – Acier étiré à froid ou ébarbé, structure ferrite-perlite pour hautes performances

Acier 22CrMoS3-5 – État étiré/ébarbé, structure ferrite-perlite

La nuance 22 CrMoS 3-5 (DIN 1652-3) dans sa condition de livraison « étirée à froid ou ébarbée avec structure ferrite-perlite » offre un équilibre optimal entre usinabilité, propriétés mécaniques homogènes et aptitude aux traitements thermiques ultérieurs. La structure ferrite-perlite, obtenue par un recuit approprié suivi d'étirage, garantit une dureté modérée et constante.

Applications : pièces d'usure automobile et mécanique – engrenages, arbres, axes, pignons. Résistance à cœur moyenne, ténacité élevée, excellente résistance à la fatigue. Domaine thermique : jusqu'à -60 °C. Dimensions nominales recommandées : ≤ 60 mm. La teneur en soufre (0,02–0,035 %) assure une bonne décolletabilité.

Propriétés générales

Propriété	Température	Valeur
Densité	20 °C	7,83 g/cm³

Propriétés mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité (E)	-100 °C	217 GPa
	20 °C	212 GPa
	100 °C	207 GPa
	200 °C	199 GPa
	300 °C	192 GPa
	400 °C	184 GPa
	500 °C	175 GPa
	600 °C	164 GPa
Dureté Brinell	20 °C	152 – 201 HB	Structure ferrite-perlite
Coefficient de Poisson	23 °C	0,29	Typique acier chrome-molybdène

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	-100 °C	1,05 × 10⁻⁵ 1/K
	20 °C	1,15 × 10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1,21 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1,27 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1,32 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1,36 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1,40 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1,44 × 10⁻⁵ 1/K
Température max service continu	–	-60 à 0 °C
Point de fusion	–	1382 – 1529 °C	Typique acier chrome-molybdène
Capacité thermique massique	-100 °C	423 J/(kg·K)
	20 °C	461 J/(kg·K)
	100 °C	479 J/(kg·K)
	200 °C	499 J/(kg·K)
	300 °C	517 J/(kg·K)
	400 °C	536 J/(kg·K)
	500 °C	558 J/(kg·K)
	600 °C	587 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20 °C	41 W/(m·K)
	100 °C	42,7 W/(m·K)
	200 °C	42,8 W/(m·K)
	300 °C	41,6 W/(m·K)
	400 °C	39,9 W/(m·K)
	500 °C	37,8 W/(m·K)
	600 °C	35,6 W/(m·K)
Diffusivité thermique	20 °C	11,4 mm²/s
	100 °C	11,0 mm²/s
	200 °C	10,3 mm²/s
	300 °C	9,5 mm²/s
	400 °C	8,5 mm²/s
	500 °C	7,3 mm²/s
	600 °C	6,0 mm²/s

Propriétés électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	20 °C	2,54 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	3,00 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3,69 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4,51 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5,45 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6,54 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	7,78 × 10⁻⁷ Ω·m

Composition chimique (en % masse)

Élément	Teneur
Carbone (C)	0,19 – 0,24
Chrome (Cr)	0,70 – 1,00
Manganèse (Mn)	0,70 – 1,00
Molybdène (Mo)	0,40 – 0,50
Phosphore (P)	≤ 0,040
Silicium (Si)	0,40
Soufre (S)	0,020 – 0,035

Signification de la structure ferrite-perlite

• Dureté modérée et uniforme (152–201 HB) : idéale pour usinage sans outil excessif
• Absence de bainite/martensite résiduelle : pas de risque de fissuration à l'usinage
• Bonne aptitude au décolletage : copeaux courts grâce au soufre + structure
• Base idéale pour cémentation : structure fine, diffusion du carbone homogène
• Stabilité dimensionnelle : faibles contraintes résiduelles

Comparaison des états de livraison 22CrMoS3-5

État de livraison	Dureté (HB)	Rm (MPa)	Usinabilité	Usage principal
Ferrite-perlite (étiré/ébarbé)	152–201	~600–700	Excellente	Usinage intensif + cémentation
Recuit mou	~180–220	~550–650	Très bonne	Usinage très intensif, décolletage
Étiré à froid (écroui)	250–301	780–850	Bonne	Pièces finies sans traitement thermique

Traitements thermiques recommandés

• Cémentation : 880 – 920 °C, trempe huile, revenu 150 – 200 °C → dureté cœur 30–40 HRC, surface 58–62 HRC
• Carbonitruration : 820 – 880 °C pour couches 0,1–0,3 mm
• Nitruration gazeuse : 500 – 550 °C, 20–50 h → dureté surface 550–700 HV
• Recuit de ramollissement (si nécessaire) : 680 – 720 °C, refroidissement lent