DIN 1652-3 Nuance 15CrNi6 : Acier Étiré à Froid, Ébarbé et Traitement Ferrite-Perlite pour Applications Automobiles et Mécaniques à Haute Résistance

L'acier 15CrNi6 (numéro de matériau 1.5713) est un acier de cémentation au nickel-chrome conforme à la norme DIN 1652-3. Il est utilisé pour la fabrication de pièces dans les secteurs de l'automobile et de la construction mécanique nécessitant une résistance moyenne et une ténacité élevée, telles que les engrenages, les arbres, les pignons et les axes. Ce grade offre une excellente aptitude à la cémentation et une bonne ténacité à basse température, avec une limite d'utilisation jusqu'à -60 °C. La taille nominale optimale pour le traitement thermique est jusqu'à 100 mm.

Propriétés générales

Propriété	Température	Valeur
Densité	20 °C	7,84 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	État livré : traité ferrite-perlite + étiré à froid
Coefficient de Poisson	23 °C	0,29	Typique pour acier nickel-chrome-molybdène

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	-100 °C	10,5 × 10⁻⁶ K⁻¹
	20 °C	11,5 × 10⁻⁶ K⁻¹
	100 °C	12,1 × 10⁻⁶ K⁻¹
	200 °C	12,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
	300 °C	13,2 × 10⁻⁶ K⁻¹
	400 °C	13,6 × 10⁻⁶ K⁻¹
	500 °C	14,0 × 10⁻⁶ K⁻¹
	600 °C	14,4 × 10⁻⁶ K⁻¹
Température max. de service (long terme)	-	-60 à 500 °C
Point de fusion	-	1382 - 1529 °C	Typique pour acier nickel-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	-100 °C	31,9 W/(m·K)
	20 °C	37,6 W/(m·K)
	100 °C	39,3 W/(m·K)
	200 °C	40,1 W/(m·K)
	300 °C	39,6 W/(m·K)
	400 °C	38,4 W/(m·K)
	500 °C	36,7 W/(m·K)
	600 °C	34,8 W/(m·K)
Diffusivité thermique	-100 °C	10,9 mm²/s
	20 °C	10,4 mm²/s
	100 °C	10,1 mm²/s
	200 °C	9,7 mm²/s
	300 °C	9,0 mm²/s
	400 °C	8,1 mm²/s
	500 °C	7,1 mm²/s
	600 °C	5,9 mm²/s

Propriétés électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	-100 °C	2,14 × 10⁻⁷ Ω·m
	20 °C	2,77 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	3,26 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3,94 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4,74 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5,66 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6,73 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	7,96 × 10⁻⁷ Ω·m

Composition chimique (en % masse)

Élément	Teneur
Carbone (C)	0,14 - 0,19
Chrome (Cr)	1,40 - 1,70
Manganèse (Mn)	0,40 - 0,60
Nickel (Ni)	1,40 - 1,70
Phosphore (P)	≤ 0,040
Silicium (Si)	≤ 0,40
Soufre (S)	≤ 0,035

Traitements thermiques et état de livraison

L'acier 15CrNi6 est livré dans l'état étiré à froid, ébarbé et traité ferrite-perlite (recuit isotherme). Ce traitement confère une structure ferritique-perlitique fine, assurant une bonne usinabilité et une ténacité élevée avant cémentation. Les traitements thermiques typiques ultérieurs sont :

• Cémentation : 880 - 920 °C, suivie d'une trempe à l'huile ou au polymère (température de trempe ~780 - 820 °C) et revenu à 150 - 200 °C.
• Recuit de ramollissement : 680 - 720 °C, refroidissement lent au four (pour usinage avant cémentation).
• Normalisation : 870 - 910 °C, refroidissement à l'air.

Applications typiques

• Engrenages et pignons cémentés pour boîtes de vitesses et différentiels
• Arbres à cames, vilebrequins, arbres de transmission
• Pièces de direction (secteurs, vis sans fin)
• Roulements à rouleaux, bagues, goujons
• Pièces mécaniques soumises à l'usure et aux chocs à basse température

Normes équivalentes et grades proches

Norme	Désignation
EN 10084	15CrNi6 (1.5713)
DIN 17210	15CrNi6
AISI/SAE	Grade 3310 (proche)
JIS	SNC 415 (proche)
BS	655M13 / 655A12 (proches)

Avantages clés

• Excellente aptitude à la cémentation grâce à la teneur en Ni et Cr
• Bonne ténacité à cœur après cémentation et trempe
• Utilisable jusqu'à -60 °C (applications arctiques / cryogéniques modérées)
• Bonne usinabilité dans l'état livré (ferrite-perlite)
• Adapté aux sections jusqu'à 100 mm de diamètre nominal