DIN 1652-3 Nuance 16MnCrS5 : Structure Ferritique-Perlitique & Étiré à Froid pour une Résistance Supérieure
Présentation de l'acier 16MnCrS5
L'acier 16MnCrS5 (selon DIN 1652-3) est un acier de cémentation au chrome-manganèse allié au soufre pour une meilleure aptitude à l'usinage. Il est destiné à la fabrication de pièces de dimensions moyennes à grandes nécessitant une résistance élevée au cœur et une bonne usinabilité, telles que les engrenages, arbres, pièces de direction dans les secteurs automobile et de la construction mécanique.
Domaine d'application : température minimale de service -25 °C, diamètre nominal optimal jusqu'à 50 mm. L'état de livraison typique est l'étirage à froid (+C) avec une structure ferritique-perlitique.
Propriétés physiques et mécaniques
Propriétés générales
| Propriété | Température | Valeur |
| Densité | 20 °C | 7,85 g/cm³ |
Propriétés mécaniques
| Propriété | Température | Valeur |
| 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 (HBW) | 20 °C | 140 - 287 |
| Coefficient de Poisson (ν) | 20 °C | 0,28 |
| 25 °C | 0,26 - 0,29 |
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. de service (long terme) | - | -25 à 0 °C | |
| Point de fusion | - | 1382 - 1529 °C | Typique pour acier au chrome |
| 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 | 45,9 W/(m·K) | |
| 100 °C | 46,4 W/(m·K) | |
| 200 °C | 45,6 W/(m·K) | |
| 300 °C | 43,5 W/(m·K) | |
| 400 °C | 40,9 W/(m·K) | |
| 500 °C | 38,2 W/(m·K) | |
| 600 °C | 35,5 W/(m·K) | |
| Diffusivité thermique | 20 °C | 12,7 mm²/s | |
| 100 °C | 12,0 mm²/s | |
| 200 °C | 11,0 mm²/s | |
| 300 °C | 9,9 mm²/s | |
| 400 °C | 8,7 mm²/s | |
| 500 °C | 7,3 mm²/s | |
| 600 °C | 6,0 mm²/s | |
Propriétés électriques
| Propriété | Température | Valeur |
| Résistivité électrique | 20 °C | 2,27 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 2,76 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 200 °C | 3,46 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 300 °C | 4,31 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 400 °C | 5,32 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 500 °C | 6,48 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 600 °C | 7,81 × 10⁻⁷ Ω·m |
Composition chimique (en % masse)
| Élément | Teneur |
| Carbone (C) | 0,14 - 0,19 |
| Chrome (Cr) | 0,80 - 1,10 |
| Manganèse (Mn) | 1,00 - 1,30 |
| Phosphore (P) | ≤ 0,040 |
| Silicium (Si) | 0,40 |
| Soufre (S) | 0,020 - 0,035 |
Applications typiques
- Engrenages et pignons de boîte de vitesses
- Arbres de transmission et vilebrequins
- Pièces de direction (secteur, pignon)
- Pièces de machines soumises à l'usure avec cœur résistant
Traitements thermiques recommandés
- Cémentation : 880 - 950 °C, suivi de trempe à 780 - 820 °C (cœur) et 150 - 200 °C (surface)
- Revenu : 150 - 200 °C
- Recuit de ramollissement : 650 - 700 °C (pour usinage avant traitement final)