PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE MECANIQUE EN ACIER CEMENTEE OU CARBONITRUREE ET ACIER POUR LA FABRICATION DE CETTE PIECE

PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A CASE HARDENED OR CARBONITRIDED STEEL MECHANICAL PART AND STEEL FOR THE MANUFACTURE OF THE SAID PART

English Abstract

Process for manufacturing a mechanical component made of steel, in which a blank of the steel component is manufactured and a high-temperature carburizing or carbonitriding treatment of at least part of the surface of the blank of the component is carried out, the chemical composition of the steel of which the component is composed comprises, by weight: 0.15%.ltoreq.C.ltoreqØ35%; 0%.ltoreq.Si.ltoreqØ6%; 0%.ltoreq.Mn+Cr+Ni+Mo.ltoreq.5%; 0%.ltoreq.Al.ltoreqØ1%; 0%.ltoreq.Cu.ltoreqØ5%; 0%.ltoreq.Ti.ltoreqØ05%; 0.004%.ltoreq.N.ltoreqØ02%; 0%.ltoreq.S.ltoreqØ15%; P.ltoreqØ03%; optionally, up to 0.02% tellurium, up to 0.04% selenium, up to 0.07% lead, up to 0.005% calcium, the balance being iron and impurities resulting from the smelting; the chemical composition being adjusted so that the Jominy curve of the steel is such that: 45 HRC.ltoreq.J3 .ltoreq.50 HRC; 39 HRC.ltoreq.J11 .ltoreq.47 HRC; 31 HRC.ltoreq.J25 .ltoreq.40 HRC; the average values J3m, J11m and J25m of five Jominy tests are such that: |J11m -J3m ×14/22-J25m ×8/22|.ltoreq.2.5 HRC and J3m -J15m .ltoreq.9 HRC. Carburizing or carbonitriding steel for manufacturing this component. Drawing for abstract: none

French Abstract

Procédé de fabrication d'une pièce de mécanique en acier selon lequel on fabrique une ébauche de pièce en acier et on effectue un traitement de cémentation ou de carbonitruration à haute température d'au moins une partie de la surface de l'ébauche de la pièce, la composition chimique de l'acier dont est constitué la pièce comprenant, en poids : 0,15 % < C < 0,35 % ; 0 % < Si < 0,6 % ; 0 % < Mn + Cr + Ni +Mo.ltoreq.5%; 0%.ltoreq.Al.ltoreq.0,1 %; 0%.ltoreq.Cu.ltoreq.0,5%;0%.ltoreq.Ti.ltoreq.0,05%;0,004%×N < 0,02 % ; 0 % < S < 0,15 % ; P < 0,03 % ; éventuellement, jusqu'à 0,02 % de tellure, jusqu'à 0,04 % de sélénium, jusqu'à 0,07 % de plomb, jusqu'à 0,005 % de calcium, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration ; la composition chimique étant ajustée pour que la courbe JOMINY de l'acier soit telle que:45HRC.ltoreq.J3.ltoreq.50 HRC;39HRC.ltoreq.J 11.ltoreq.47 HRC; 31 HRC.ltoreq.J25.ltoreq.40 HRC; les valeurs moyennes J3n, J11m et J25m de cinq essais JOMINY étant telles que ¦J11m-J3m × 14 /22 - J25m × 8 / 22¦ .ltoreq.2,5 HRC et J3m-J15m .ltoreq. 9 HRC. Acier de cémentation ou de carbonitruration pour fabriquer cette pièce. Figure pour l'abrégé : néant

Claims

9
REVENDICATIONS
1 - Procédé de fabrication d'une pièce de mécanique en acier selon lequel on
fabrique une ébauche de pièce en acier et on effectue un traitement de
cémentation
ou de carbonitruration éventuellement à haute température d'au moins une
partie de
la surface de l'ébauche de la pièce, caractérisé en ce que la composition
chimique
de l'acier dont est constitué la pièce comprend, en poids :
0,15% .ltoreq. C .ltoreq. 0,35%
0,05% .ltoreq. Si .ltoreq. 0,5%
1% .ltoreq. Mn.ltoreq.1,6%
0,4% .ltoreq. Cr .ltoreq. 1,5%
0,08% .ltoreq. Mo .ltoreq. 0,27%
0 % .ltoreq. Ni .ltoreq. 0,6%
0,003 % .ltoreq. Al .ltoreq. 0,06 %
0% .ltoreq. Cu .ltoreq. 0,3%
0% .ltoreq. S .ltoreq. 0,1 %
P .ltoreq. 0,03 %.
éventuellement, jusqu'à 0,02 % de tellure, jusqu'à 0,04 % de sélénium, jusqu'à
0,07 % de plomb, jusqu'à 0,005 % de calcium, le reste étant du fer et des
impuretés
résultant de l'élaboration, la composition chimique étant ajustée pour que la
courbe
JOMINY de l'acier soit telle que :
45 HRC .ltoreq. J3 .ltoreq. 50 HRC
39 HRC .ltoreq. J11 .ltoreq. 47 HRC
31 HRC .ltoreq. J25 .ltoreq. 40 HRC
et pour que les valeurs moyennes J3m, Jllm, J15m et J25m de cinq essais JOMINY
soient telles que
¦J11m-J3m × 14/22-J25m × 8/22¦ .ltoreq.2,5 HRC
et,
J3m - J15m .ltoreq. 9 HRC
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'acier est tel que
:
J3m - J15m .ltoreq. 8 HRC .

3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce
que les valeurs moyennes J7m, J11m, J15m et J25m de cinq essais JOMINY soient
telles
que:
10 x (J7m - .intg.J11m)/(4 × (J15m - J2sm)).ltoreq. 2,15.
4 - Procédé selon la revendication 1, la revendication 2 ou la revendication
3,
caractérisé en ce que les valeurs moyennes J7m, J11m, J15m et J25m de cinq
essais
JOMINY soient telles que:
10 × (J7m - J15m)/(8× (J15m - J25m)).ltoreq. 2.
5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce
que la composition chimique de l'acier est telle que :
0,2% .ltoreq. C .ltoreq. 0,26%
0,05% .ltoreq. Si .ltoreq. 0,5%
1% .ltoreq. Mn .ltoreq. 1,6%
0,4% .ltoreq. Cr .ltoreq. 1,5%
0,08 % .ltoreq. Mo .ltoreq. 0,27 %
0 % .ltoreq. Ni .ltoreq. 0,6 %
0,003 % .ltoreq. Al .ltoreq. 0,06 %
0% .ltoreq. Cu .ltoreq. 0,3%
0% .ltoreq. S .ltoreq. 0,1 %
P .ltoreq. 0,03%.
6 - Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que :
0,21% .ltoreq. C .ltoreq. 0,25%
0,1% .ltoreq. Si .ltoreq. 0,45%
1,1% .ltoreq. Mn .ltoreq. 1,5%
0,9% .ltoreq. Cr .ltoreq. 1,4%
0,09% .ltoreq. Mo .ltoreq. 0,26%
0% .ltoreq. Ni .ltoreq. 0,6%
0,005% .ltoreq. Al .ltoreq. 0,05%
0% .ltoreq. Cu .ltoreq. 0,3%
0,02% .ltoreq. S .ltoreq. 0,09%
P .ltoreq. 0,03%.

11
7- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce
que l'acier contient, en outre, de 0% à 0,05 % de titane.
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce
que la teneur en azote de l'acier est comprise entre 0,004 % et 0,02 %.
9 - Acier de cémentation ou de carbonitruration caractérisé en ce que sa
composition chimique comprend, en poids :
0,2% .ltoreq. C .ltoreq. 0,26%
0,05% .ltoreq. Si .ltoreq. 0,5%
1%.ltoreq. Mn .ltoreq. 1,6%
0,4% .ltoreq. Cr .ltoreq. 1,5%
0,08 % .ltoreq. Mo .ltoreq. 0,27 %
0% .ltoreq. Ni .ltoreq. 0,6%
0,003% .ltoreq. Al .ltoreq. 0,06%
0% .ltoreq. Cu .ltoreq. 0,3%
0% .ltoreq. S .ltoreq. 0,1%
P .ltoreq. 0,03%.
éventuellement, jusqu'à 0,02 % de tellure, jusqu'à 0,04 % de sélénium, jusqu'à
0,07 % de plomb, jusqu'à 0,005 % de calcium, le reste étant du fer et des
impuretés
résultant de l'élaboration.
- Acier de cémentation ou de carbonitruration selon la revendication 9
caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que :
0,21 % .ltoreq. C .ltoreq. 0,25 %
0,1 % .ltoreq. Si .ltoreq. 0,45 %
1,1 % .ltoreq. Mn .ltoreq. 1,5%
0,9% .ltoreq. Cr .ltoreq. 1,4%
0,09 % .ltoreq. Mo .ltoreq. 0,26 %
0% .ltoreq. Ni .ltoreq. 0,6%
0,005 % .ltoreq. Al .ltoreq. 0,05 %
0% .ltoreq. Cu .ltoreq. 0,3%
0,02% .ltoreq. S .ltoreq. 0,09%
P .ltoreq. 0,03%.

12
11 - Acier de cémentation ou de carbonitruration selon la revendication 9 ou
la
revendication 10 caractérisé en ce que sa courbe JOMINY est telle que :
45 HRC .ltoreq. J3 .ltoreq. 50 HRC
39 HRC .ltoreq. J11 .ltoreq. 47 HRC
31 HRC .ltoreq. J25 .ltoreq. 40 HRC
les valeurs moyennes J3m, J11m, J15m et J25m de cinq essais JOMINY étant
telles que :
¦J11m-J3mx 13/22-J25mx8/22¦ .ltoreq.2,5 HRC
et,
J3m-J15m.ltoreq. 9HRC.
12 - Acier de cémentation ou de carbonitruration selon la revendication 11
caractérisé en ce que :
J3m-J15m.ltoreq. 8HRC.
13 - Acier de cémentation ou de carbonitruration selon la revendication 11 ou
la revendication 12 caractérisé en ce que les valeurs moyennes J7m, J11m, J15m
et
J25m de cinq essais JOMINY soient telles que:
X (J7m - J11m) / (4 x (J15m - J25m)) .ltoreq. 2,15 .
14 - Acier de cémentation ou de carbonitruration selon la revendication 11, la
revendication 12 ou la revendication 14, caractérisé en ce que les valeurs
moyennes
J7m, J11m, J15m et J25m de cinq essais JOMINY soient telles que :
10 x (J7m - J15m) / (8 X (J15m - J25m)) .ltoreq. 2.
- Acier selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 caractérisé en ce
que il contient en outre de 0% à 0,05 % de titane.
16 - Acier selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 caractérisé en ce
que sa teneur en azote est comprise entre 0,004 % et 0,02 %.

Description

CA 02243101 1998-07-09
ASC 97/05
PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE EN ACIER CEMENTEE OU
CARBONITRUREE ET ACIER POUR LA FABRICATION DE CETTE PIECE
La présente invention concerne la fabrication de pièces en acier dont au
moins une partie de la surface est durcie par cémentation ou carbonitruration,
suivi
d'une trempe à l'huile ou au gaz.
De nombreuses pièces de mécaniques en acier, telles que, par exemple, les
engrenages, sont durcies en surface par cémentation ou carbonitruration. Pour
cela,
les pièces sont maintenues dans une atmosphère riche en carbone ou en carbone
et
en azote à une température supérieure à 900 C pendant quelques heures, de
façon
io à enrichir l'acier en carbone ou en carbone et en azote sur une certaine
profondeur
sous la surface, par diffusion de ces éléments à partir de la surface, puis,
les pièces
sont trempées à l'huile froide, tiède ou chaude, ou au gaz, de façon à durcir
la
surface. La cémentation ou la carbonitruration peut être effectuée également à
une
température supérieure à 1000 C, on dit alors qu'il s'agit d'une cémentation
ou
d'une carbonitruration à haute température.
Pour fabriquer de telles pièces on utilise des aciers contenant de 0,15 % à
0,35 % de carbone, alliés au chrome, ou alliés au chrome et au molybdène, ou
encore, alliés au chrome et au manganèse. Cette technique qui permet d'obtenir
une
dureté élevée en surface et au voisinage de celle ci, et qui permet,
également,
2o d'obtenir de bonnes caractéristiques mécaniques au coeur des pièces,
présente
cependant l'inconvénient d'engendrer des déformations pouvant conduire au
rebut
des pièces ou nécessitant des usinages supplémentaires coûteux.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en
proposant un moyen pour fabriquer des pièces en acier dont au moins une partie
de
la surface est durcie par cémentation ou par carbonitruration notamment à
haute
température.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de
mécanique en acier selon lequel on fabrique une ébauche de pièce en acier et
on
effectue un traitement de cémentation ou de carbonitruration notamment à haute
température d'au moins une partie de la surface de l'ébauche de la pièce.
Selon ce
procédé, la composition chimique de l'acier dont est constitué la pièce,
comprend, en
poids :

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0,15 % < C < 0,35 %
0 % < Si < 0,6 %
0% < Mn+Cr+Ni+Mo < 5%
0 % < AI < 0,1 %
0%< Cu <0,5%
0% < S < 0,15%
P < 0,03 %
éventuellement, jusqu'à 0,02 % de tellure, jusqu'à 0,04 % de sélénium, jusqu'à
0,07
% de plomb, jusqu'à 0,005 % de calcium, le reste étant du fer et des impuretés
résultant de l'élaboration. De plus, la composition chimique de l'acier est
ajustée
pour que la courbe JOMINY de l'acier soit telle que :
45 HRC < J3 < 50 HRC
39 HRC < J11 < 47 HRC
31 HRC < J25 < 40 HRC
et pour que les valeurs moyennes J3m, J11m, J15m et J25m de cinq essais JOMINY
soient telles que :
IJ11m-JsmX 14/22-J25mX8/221 <2,5 HRC
et,
J3m - J15m < 9 HRC, et de préférence, < 8 HRC
De préférence, la courbe JOMINY est telle que l'une au moins des conditions
suivantes soit satisfaite :
10 x(J7m - J11m) /(4 X(J15m - J25m)) < 2,15
et :
10 x(J7m - J15m) / (8 X\J15m - J25m)) < 2
De préférence, la composition chimique de l'acier est telle que :
0,2 % < C < 0,26 %
0,05% < Si < 0,5 %
1 % < Mn < 1,6%
0,4% < Cr < 1,5%
0,08 % < Mo < 0,27 %
0%< Ni <0,6%
0,003% < AI < 0,06%

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0%< Cu <0,3%
0% < S < 0,1 %
P < 0,03 %
Et, mieux encore, cette composition chimique est telle que :
0,21 % < C < 0,25%
0,1 % < Si < 0,45 %
1,1 % < Mn < 1,5 %
0,9% < Cr < 1,4%
0,09% < Mo < 0,26%
0 % < Ni < 0,6 %
0,005 % < AI < 0,05 %
0% < Cu < 0,3%
0 % < Ti < 0,05 %
P < 0,03%
De préférence, la teneur en azote de l'acier est comprise entre 0,004 % et
0,02 %, et l'acier peut contenir de 0% à 0,05 % de titane.
L'invention concerne également un acier de cémentation dont la composition
chimique est celle qui vient d'être indiquée ; cet acier de cémentation ayant
une
courbe JOMINY telle que :
45 HRC < J3 < 50 HRC
39 HRC < J11 < 47 HRC
31 HRC < J25 < 40 HRC
les valeurs moyennes J3m, Jllm, J15m et J25m de cinq essais JOMINY étant
telles que :
IJ11m-J3mX 14/22-J25mX8/22I <2,5 HRC
et,
J3m - J15m < 9 HRC, et de préférence, < 8 HRC
De préférence, les valeurs moyennes J7m, J>>m, J15m et J25m de cinq essais
JOMINY
sont telles que l'une au moins des conditions suivantes soit satisfaite
10 x(J7m - J11m) /(4 X(Jl5m - J25m)) < 2,15
et :
10x(J7m-J15m)/(8X(J15m-J25m))< 2

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L'invention va maintenant être décrite plus en détails mais de façon non
limitative, et illustrée par des exemples.
Les inventeurs ont constaté de façon nouvelle et inattendue, que les
déformations engendrée par la trempe qui est effectuée en fin de traitement de
cémentation ou en fin de carbonitruration pouvaient être considérablement
atténuées, voire supprimées, à condition d'utiliser, pour fabriquer la pièce,
un acier
dont la courbe JOMINY ne présente pratiquement pas de points d'inflexion,
contrairement aux courbes JOMINY des aciers utilisés habituellement pour cet
usage. Plus précisément, ils ont constaté qu'il était souhaitable d'utiliser
un acier
io contenant
- de 0,15 % à 0,35 % de carbone pour que l'acier soit facilement usinable, et
pour
obtenir une ténacité suffisante dans les parties non cémentées ou non
carbonitrurées de la pièce;
- jusqu'à 0,6 % de silicium pour assurer une désoxydation suffisante de
l'acier ;
- des éléments d'alliage tels que le manganèse, le chrome, le molybdène et le
nickel,
en des teneurs telles que leur somme reste inférieure à 5 % de façon à
apporter une
trempabilité suffisante, ajuster la forme de la courbe JOMINY et ajuster les
propriétés mécaniques de la pièce tant à coeur que dans les zones cémentées ou
carbonitrurées ;
-jusqu'à 0,1 % d'aluminium pour compléter la désoxydation et contrôler le
grain ;
- moins de 0,5 %, de cuivre, qui est considéré comme une impureté qui tend à
diminuer la ductilité et la ténacité des zones non cémentées ou non
carbonitrurées ;
- éventuellement, de 0% à 0,05 % de titane pour former des nitrures
durcissants ;
- de préférence, la teneur en azote, élément toujours présent et qui réagit
avec
l'aluminium ou le titane pour former des nitrures, doit être comprise entre
0,004 % et
0,02 %;
- jusqu'à 0,15 % de soufre pour améliorer l'usinabilité ;
- moins de 0,03 % de phosphore qui est une impureté défavorable à la ductilité
et à
la ténacité.
L'acier peut contenir, en outre, jusqu'à 0,02 % de tellure, jusqu'à 0,04 % de
sélénium, jusqu'à 0,07 % de plomb, jusqu'à 0,005 % de calcium, pour améliorer

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l'usinabilité. Le reste de la composition est du fer et des impuretés
résultant de
l'élaboration
La composition chimique est ajustée pour que la courbe JOMINY de l'acier
soit telle que
45 HRC < J3 < 50 HRC
39 H RC < Jõ < 47 H RC
31 HRC < J25 < 40 HRC
5 et pour que les valeurs moyennes J3m, J7m, Jõm, J15m et J25m de cinq essais
JOMINY
soient telles que :
Jõm - J3m x 14 /22 - J25m x 8/ 22 I< 2,5 HRC
et,
J3m - J1sm < 9 HRC, et de préférence, < 8 HRC
La courbe JOMINY, est une courbe qui caractérise la trempabilité de l'acier.
Elle est obtenue en mesurant la dureté le long d'une génératrice d'une
éprouvette
cylindrique trempée par un jet d'eau arrosant une de ses extrémités. La dureté
mesurée à une distance de x mm de l'extrémité arrosée est appelée J. Cet essai
est
bien connu de l'Homme du Métier. Il présente cependant la caractéristique
d'être
naturellement assez dispersé. C'est pour cela que la forme de la courbe JOMINY
est
caractérisée, ici, d'une part par des fourchettes de valeur pour les points
J3, Jõ et
J25, et par la relation : I Jõm - J3m X 14 /22 - J25m x 8/ 221 < 2,5 HRC, qui
fait
intervenir les moyennes de cinq essais différents, effectués avec le même
acier. Plus
précisément, on effectue successivement 5 essais identiques ; pour chaque
essai,
on mesure au moins les valeurs de J3, J7, J,,, J15 et J25, on obtient ainsi
cinq valeurs
pour J3, J7, J,,, J15 et J25, et on calcule pour chaque point JX, la moyenne
JXm des
cinq valeurs. Dans cette relation, les barres verticales sont le symbole connu
en lui
même de la valeur absolue. La relation, elle même, combinée avec la relation
J3m -
J15m < 9 HRC ou < 8 HRC, exprime que la courbe JOMINY ne présente pas
d'inflexion marquées.
La forme souhaitée pour la courbe JOMINY peut être affinée en imposant
qu'elle satisfasse au moins une des relations suivantes :
10 x(J7m - Jõm) /(4 x(J15m - J25m)) < 2,15
et :

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x(J7m - J1sm) / l$ x(J15m - J25m)) < 2
De telles courbes JOMINY peuvent être obtenues notamment avec un acier
conforme à ce qui vient d'être défini, mais dont la composition chimique
comprend,
plus précisément, en poids :
5 - de 0,2 % à 0,26 %, et de préférence, de 0,21 % à 0,25 % de carbone pour
avoir
une dureté pas trop grande dans les pièces avant cémentation ou
carbonitruration,
et pour obtenir une bonne aptitude à la cémentation ou à la carbonitruration ;
- de 1 % à 1,6 %, et de préférence de 1,1 % à 1,5 % de manganèse pour obtenir
une
bonne santé interne, pour fixer le soufre, et pour, en combinaison avec le
chrome et
io le molybdène, ajuster la trempabilité de façon à obtenir une courbe JOMINY
satisfaisante ;
- de 0,05 % à 0,5 %, et de préférence, de 0,1 % à 0,45 % de silicium ;
- de 0,4 % à 1,5 % de chrome, et de préférence, de 0,9 % à 1,4 %, pour durcir
la
couche cémentée ou carbonitrurée, et en combinaison avec le manganèse et le
molybdène, ajuster la trempabilité de façon à obtenir une courbe JOMINY
satisfaisante ;
- de 0,08 % à 0,27 %, et de préférence, de 0,09 % à 0,26 % de molybdène, pour
durcir la couche cémentée ou carbonitrurée, contribuer à augmenter la
résistance à
l'oxydation, et, en combinaison avec le manganèse et le chrome, ajuster la
trempabilité de façon à obtenir une courbe JOMINY satisfaisante ; la limite
inférieure
correspond à la valeur minimale de la teneur en molybdène pour que cet élément
ait
un effet significatif ;
- de 0% à 0,6 % de nickel pour améliorer la tenue au choc de la pièce.
De préférence, le teneur en cuivre reste inférieure à 0,3 %, la teneur en
soufre
est comprise entre 0,02 % et 0,1 %, et il est mieux qu'elle reste inférieure à
0,09 %,
la teneur en aluminium est comprise entre 0,003 % et 0,06 %, et il est
préférable
qu'elle soit comprise entre 0,005 % et 0,05 %.
Comme indiqué ci dessus, l'acier peut contenir en outre un ou plusieurs
éléments pris parmi le tellure, le sélénium, le plomb et le calcium.
Pour fabriquer une pièce suivant l'invention, on fabrique avec un acier
conforme à l'invention une ébauche de pièce qu'on cémente ou qu'on
carbonitrure à
haute température et qu'on trempe à l'huile ou au gaz, l'huile pouvant être
froide,

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tiède ou chaude. L'ébauche de pièce peut être fabriquée, par exemple, par
forgeage
et par usinage.
A titre d'exemple, on a réalisé des pièces avec six aciers selon l'invention,
dont les compositions chimiques étaient :
C Mn Si S p Ni Cr Mo Cu AI
A 0,23 1,25 0,27 0,028 0,018 0,2 1,15 0,1 0,14 0,028
B 0,24 1,4 0,4 0,05 0,02 0,25 1,0 0,24 0,25 0,04
C 0,21 1,35 0,15 0,07 0,025 0,35 1,25 0,18 0,2 0,01
D 0,21 1,27 0,25 0,03 0,02 0,21 1,12 0,2 0,14 0,005
E 0,23 1,27 0,27 0,031 0,014 0,197 1,1 0,214 0,137 0,016
F 0,23 1,10 0,25 0,03 0,015 0,15 1,3 0,15 0,12 0,016
Les courbes JOMINY de ces aciers étaient telles que :
(duretés en HRC) A B C D E F
J3 47,8 49,4 46,5 45,7 46,8 47,9
J7 45,5 48,5 45,4 45 45,8 45,5
41,6 45,6 41,8 45 43,1 41,6
J15 39,1 43,3 39,4 43,1 39,4 39
J25 34,3 39,2 34,9 37,8 34,2 34,1
4m-J3mx14/22J25mX8/22 1,29 0,09 0,48 2,17 0,88 1,28
J3m - J15m 8,7 6,1 7,1 2,6 7,4 8,9
X X 2,02 1,75 2,00 0 1,30 1,97
X(J7m - J15m) /(8 X(J15m - J25m)) 1,66 1,59 1,66 0,45 1,54 1,65
Après cémentation à 995 C pendant 10 heures et trempe à l'huile tiède à 98
to C, les pièces ne présentaient pas de déformations nécessitant un usinage
supplémentaire. De plus, le cémentation était caractérisée par une teneur en
carbone de 0,94 % à 0,1 mm sous la surface.

CA 02243101 1998-07-09
8
A titre de comparaison, on a réalisé, dans les mêmes conditions, des pièces
identiques, en acier du type 27MC5, 29MC5, 27MC5u, 27MC5r, 27CD4u, 30M5 et
20CD4 conformes à l'art antérieur. Les compositions de ces aciers étaient :
C Mn Si S P Ni Cr Mo Cu AI
27MC5 0,23 1,18 0,24 0,033 0,015 0,13 1,08 0,04 0,16 0,024
29MC5 0,23 1,22 0,24 0,033 0,014 0,14 1,12 0,05 0,16 0,024
27MC5u 0,26 1,19 0,25 0,033 0,015 0,09 1,09 0,04 0,13 0,025
27MC5r 0,26 1,31 0,24 0,072 0,016 0,12 1,11 0,05 0,16 0,025
27CD4u 0,27 0,74 0,25 0,032 0,012 0,15 1,08 0,22 0,17 0,028
30M5 0,30 1,41 0,24 0,072 0,015 0,13 0,43 0,06 0,16 0,025
20CD4 0,20 0,82 0,23 0,029 0,013 0,14 1,05 0,27 0,17 0,029
et les courbes JOMINY étaient telles que:
(duretés en HRC) 27MC5 29MC5 27MC5u 27MC5r 27CD4u 30M5 20CD4
J3 48,8 49,7 49 48,5 48,9 50 45,3
J7 45,8 47,3 45,6 45,9 46,1 40,3 40,8
40,3 43,2 40,4 41 39,8 31,9 34,4
J15 36,6 39,6 36,8 37,6 35,6 28,4 31,2
J25 32,7 35,1 33 33,7 31,6 24,4 27,8
Jl 1m-J3R,X14/22J25mX8/22 2,6 1,19 2,7 2,1 2,8 8,8 4,53
J3m - J15m 12,2 10,1 12,2 10,9 9 21,6 14,1
X - Jllm) /(4 X(J,em - J25m)) 3,52 2,27 3,42 3,14 3,94 5,25 8
X X 5,9 2,13 2,89 2,66 3,28 3,72 3,87
Après cémentation, les pièces ont nécessité une reprise d'usinage. De plus, la
to teneur en carbone dans la couche cémentée, à 0,1 mm sous la surface,
n'était que
de 0,8 %. Ce dernier résultat, montre que, outre la plus faible sensibilité
aux
déformations, l'acier selon l'invention se cémente mieux que l'acier selon
l'art
antérieur.