Brevet FR2451403A1 — publié le 19801010

La présente invention concerne un nouvel acier pour le forgeage a froid ayant à la fois une bonne aptitude au forgeage à froid et une bonne usinabilité. L'invention concerne également un procédé préféré pour préparer cet acier pour le forgeage à froid. L'invention s'applique à divers aciers tels que l'acier de construction mécanique au carbone, l'acier au manganèse, l'acier au chrome, l'acier au molybdène, l'acier au chromemolybdène, l'acier au nickel-chrome, l'acier au nickel-chromemolybdène, l'acier au manganèse-chrome et l'acier au nickelmolybdène. On sait que le soufre est un élément qui altère l'aptitude au forgeage à froid des aciers. Dans l'acier, le soufre existe sous forme de sulfures, tels que MnS, qui s'allongent facilement dans la direction de forgeage pour former des fibres et on considère que les sulfures allongés nuisent à l'aptitude au formage par forgeage froid. Par conséquent, la production classique d'un acier pour le forgeage- à froid comporte un stade de désulfuration pour former un acier à faible teneur en soufre. Cependant les aciers à faible teneur en soufre ont une usinabilité relativement faible. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amerique nO 77 477 vise à résoudre ce problème et à obtenir des compositions d' acier pour le forgeage à froid. Selon ce brevet, lorsqu'on ajoute du tellure à un acier contenant du soufre en une quantité telle que le rapport % Te/% S soit d'au moins 0,04, on peut réduire considérablement l'allongement des sulfures et par conséquent obtenir un acier dont l'anisotropie des propriétés mécaniques est réduite et qui possède une assez bonne aptitude au formage par forgeage à froid et une excellente usinabilité qui est équivalente ou même supérieure à celle des aciers de décolletage classiques contenant du soufre. Cependant, on recherche un acier ayant une aptitude au formage par forgeage à froid encore améliorée associée à une usinabilité suffisante. L'invention a pour objets des aciers de construction dont l'aptitude au formage par forgeage à froid et l'usinabilité sont améliorées ainsi qu'un procédé préféré pour préparer ces aciers. L'invention repose sur la découverte que l'on peut améliorer remarquablement l'aptitude au formage par forgeage à froid des aciers de décolletage contenant du soufre sans nuire à l'usinabilité même pour une teneur en soufre inférieure à 0,04%, lorsqu'on ajoute à l'acier une quantité de tellure telle que le rapport % Te/% S soit d'au moins 0,04 et lorsqu' on limite de façon déterminée les teneurs en oxygène et en azote. L'invention repose également sur la découverte que l'on peut accroitre encore l'aptitude au formage par forgeage à froid des aciers ci-dessus lorsqu'on limite la teneur en aluminium pour éviter la formation d'A12O3 dans l'acier. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un graphique montrant l'effet du rapport % Te/% S sur la forme des particules de sulfures de 1' acier ; et - les figures 2A, 2B, 2C, 2D et 2E sont des microphotographies montrant la distribution des particules de sulfures dans l'acier. Les modes de réalisation préférés de l'invention vont maintenant être décrits. L'acier pour le forgeage à froid de l'invention qui possède une bonne usinabilité est constitué fondamentalement de jusqu'à 0,6% de carbone, jusqu'à 0,5% de silicium, jusqu'à 2,0% de manganèse, de 0,003 à 0,04 % de soufre et jusqu'à 0,03 % de tellure, le rapport % Te/% S étant d'au moins 0,04, et de jusqu'à 0,04 % d'aluminium, le reste étant constitué pratiquement de fer. La teneur en oxygène ne doit pas dépasser 0,0030 % et la teneur en azote 0,02%. Dans la composition fondamentale ci-dessus, les aciers ayant des grains cristallins particulièrement fins contiennent 0,01 à 0,04 % d'aluminium. D'autre part, les aciers ayant la meilleure aptitude au formage par forgeage à froid contiennent moins de 0,01 % dr aluminium. Les rôles des éléments d'alliage précités et l'importance de la composition vont maintenant être exposés. C : jusqu'à 0,6 %. Le carbone est essentiel pour assurer la résistance mécanique de l'acier. Une teneur dépassant 0,6 % nuit à la té nacité qui est une propriété importante d'un matériau de construction et à l'aptitude au formage par forgeage à froid. Si :jusqu'à 0,5 %. On ajoute du silicium aux aciers comme élément désoxydant. I1 évite l'apparition de défauts superficiels de 1' acier coulé. Comme un excès de silicium reduit l'aptitude au formage par forgeage à froid, la teneur doit être limitée à 0,5 %. Mn : jusqu a 2,0 %. Le manganèse accroit la trempabilité et la résistance mécanique et de plus forme des sulfures tels que MnS, qui réduisent la fragilisation à chaud. Cependant des teneurs trop élevées réduisent l'usinabilité et on l'utilise donc en une quantité ne dépassant pas 2,0 %. S : 0,003 à 0,04 %. Comme précédemment indiqué, le soufre améliore l'usinabilité de l'acier et il est nécessaire que sa teneur soit généralement égale ou supérieure à 0,003 % pour que l'ameliora- tion de l'usinabilité soit suffisante. Comme une teneur importante réduit l'aptitude au formage par forgeage à froid, la limite supérieure est fixée à 0,04 %. Te : jusqu'à 0,03 %. Dans un acier contenant jusqu'à 0,04 g de soufre, il est nécessaire d'ajouter une quantité suffisante de tellure pour éviter de façon efficace l'allongement des sulfures tels que MnS. Cependant l'effet favorable d'une teneur élevée sur 1' amélioration de l'aptitude au formage par forgeage à froid n' est pas aussi élevé que prévu et on fixe donc la limite supé- rieure à 0,03 %. % Te/% S : au moins 0,04. Pour éviter l'allongement des sulfures, le rapport % Te/% S doit être d'au moins 0,04. Cette valeur est justifiée par les résultats des exemples qui sont indiqués ci-après et illustrés par la figure 1. 0 : jusqu'à 0,0030 %. L'oxygène est un élément nuisible car il forme des oxydes dont les particules se comportent comme des amorces des fissures internes lors du forgeage à froid. Pour bénéficier totalement de l'effet d'amélioration de l'aptitude au formage par forgeage à froid qu'apporte le tellure, la teneur en oxygène ne doit pas dépasser 0,0030%. Lorsque les diminutions de la surface sont particulièrement importantes, il est préférable d'abaisser la teneur en oxygène à une valeur aussi faible que 0,00020 % ou moins. N : jusqu'à 0,002 %. L'azote accroît la résistance à la déformation de 1' acier et diminue l'aptitude au formage par forgeage à froid et par conséquent sa teneur doit être aussi faible que posai ble. La limite supérieure est généralement de 0,002 % et de préférence inférieure à 0,015 % dans le cas d'une diminution extrêmement élevée de la surface lors du forgeage à froid. Al : jusqu'à 0,040 %. On ajoute l'aluminium comme agent désoxydant et il est efficace pour limiter le grossissement des grains. L'effet peut être remarquable à une teneur de 0,01 % ou plus. Cependant une teneur excessive réduit la fluidité de l'acier fondu. Pour cette raison on fixe la limite supérieure à 0,040 %. D'autre part, l'aluminium se combine avec l'oxygène pour former des particules dures d'A1203 qui tendent à constituer des amorces des fissures internes lors du forgeage à froid. L'alumine use également les outils lors de l'usinage des produits en acier. Pour cette raison, on préfère une teneur inférieure à 0,01 %. Dans le cas d'une diminution importante de la surface lors du forgeage à froid, on préfère réduire la teneur à une valeur aussi faible que 0,007 % ou moins. On peut si on le désire, ajouter à la composition fondamentale précitée les éléments d'alliage indiqués ci-après. Un ou plusieurs éléments choisis parmi : Ni jusqu'à 4,5%; Cr jusqu'à 3,5% et Mo jusqu'à 1,0%. Les trois éléments ci-dessus sont utiles dans l'acier de l'invention pour accroître la dureté et la résistance au recuit. Pour des teneurs plus élevées, l'effet de l'addition n' est pas proportionnel à la quantité ajoutée et il est donc avantageux que l'addition ne dépasse pas les limites indiquées. Un ou plusieurs des éléments choisis parmi : V ; jusqu'à 0,2 % ; Nb : jusqu'à 0,1 % ; Ti : jusqu'à 0,1 % ; B : jusqu' à 0,01 % ; et Zr : jusqu'à 0,2 %. Ces éléments sont utiles pour améliorer la structure cristalline et les propriétés de traitement thermique de 1' acier. Pour conserver l'avantage de la bonne aptitude au formage par forgeage à froid due à la diminution de l'allongement des particules de sulfures les quantités ajoutées ne doivent pas dépasser les limites indiquées. Les résultats des exemples ci-après ont confirmé que l'on obtient également l'effet dû à l'addition de ces éléments en présence des élé- ments du groupe précédent (groupe du nickel) et du groupe ciaprès (groupe du plomb). Un ou plusieurs éléments choisis parmi : Pb : 0,01 à 0,30 % ; Se : 0,003 à 0,10 % ; Bi : 0,01 à 0,30 % et Ca : 0,002 à 0,01%. Ces éléments sont efficaces pour améliorer l'usinabilité. On peut obtenir l'effet avec une teneur superieure aux limites inférieures et les limites supérieures sont fixées pour que l'aptitude au formage par forgeage à froid de l'acier demeure élevée. Comme précédemment-indiqué, l'invention concerne un procédé préféré pour préparer l'acier pour forgeage à froid ayant une bonne usinabilité précédemment décrit. Le procédé de l'invention consiste à préparer un acier fondu contenant des quantités ajustées de carbone, silicium, manganese et soufre, et éventuellement un ou plusieurs des éléments additionnels indiqués ci-dessus à l'exception de ceux du groupe du plomb dans un four ou une poche, lors du dégazage ou apres le dégazage de l'acier fondu; ou lors de l'affinage par addition d'aluminium, agiter l'acier fondu par introduction d'un gaz non oxydant de façon à faire flotter et à séparer les grosses particules des inclusions non métalliques dans le laitier puis ajouter une quantité prédéterminée de tellure et s'il est nécessaire un ou plusieurs des éléments du groupe du plomb pour les disperser uniformément dans l'acier fondu puis effectuer une coulée et un travail à chaud classiques. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants. EXEMPLE I Pour préparer des aciers ayant les compositions indiquées dans le tableau I, on ajuste les teneurs des éléments d'alliage autres que le tellure, le bismuth et le calcium dans les aciers fondus dans un four à arc puis on coule les aciers fondus dans un récipient de dégazage sous vide et on les dégaze. On coule ensuite l'acier fondu dégazé dans une poche dont le fond est muni d'un bouchon poreux et on ajoute une quantité prédéterminée d'aluminium. Tandis que l'on agite l'acier fondu par insufflation d' argon à travers le bouchon poreux du fond de la poche, on ajoute diverses quantités de tellure correspondant à la teneur en soufre pour obtenir un rapport % Te/% S d'au moins 0,04. On ajoute ensuite à certains lots des quantités données de plomb, de bismuth, et de calcium. Si on le désire, on peut ajouter le tellure, le bismuth, le plomb et le calcium au courant d'acier fondu pendant qu'on le coule dans la poche. On coule l'acier fondu en lingots de 1,3 tonne par cou lée par le fond. On peut ajouter le tellure, le plomb et le bismuth au courant d'acier fondu pendant la coulée en lingots. On lamine ensuite les lingots à chaud avec une température de laminage de finition de 9500C pour obtenir un taux de forgeage d'environ 100 ou plus. On prélève des échantillons des produits en acier ainsi obtenus pour effectuer divers essais. TABLEAU I pages 7, 8, 9, 10, 11 et 12 Nature TABLEAU I (1) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS S10C 1 0,10 0,19 0,42 0,025 0,001 0,040 0,0015 0,010 0,035 - - - - - 4,1 2 0,09 0,21 0,50 0,034 0,007 0,206 0,0012 0,009 0,030 - - - Zr:0,17 - 3,6 3 0,11 0,22 0,44 0,031 0,018 0,581 0,0014 0,010 0,034 - - - - Pb:0l28 3,1 4 0,11 0,20 0,45 0,028 0,019 0,679 0,0025 0,010 0,033 - - - - Bi:0,29 3,1 5 0,09 0,30 0,48 0,034 0,010 0,294 0,0013 0,009 0,034 - - - Nb:0,07 Ca:0,0032 3,2 6 0,10 0,23 0,44 0,030 0,009 0,300 0,0019 0,009 0,034 - - - Ti:0,09 Pb:0,14 3,1 7* 0,10 0,25 0,47 0,030 - - 0,0112 0,010 0,032 - - - - - 21,5 JIS S55C 8 0,54 0,21 0,71 0,004 0,011 2,750 0,0014 0,008 0,015 - - - - - 3,0 9 0,53 0,21 0,69 0,015 0,014 0,933 0,0013 0,009 0,018 - - - B:0,0024 - 3,1 Ti::0,04 10 0,55 0,20 0,69 0,011 0,005 0,455 0,0013 0,008 0,020 - - - Zr:0,09 - 3,3 11 0,56 0,19 0,70 0,016 0,002 0,125 0,0010 0,009 0,019 - - - Nb:0,04 - 3,5 Ti:0,02 12 0,55 0,21 0,81 0,012 0,006 0,500 0,0008 0,008 0,021 - - - - Pb:0,08 3,1 13 0,56 0,18 0,66 0,007 0,014 2,000 0,0009 0,008 0,015 - - - - Pb:0,05 3,3 Ca:0,0088 14 0,54 0,18 0,70 0,008 0,010 1,250 0,0008 0,009 0,018 - - - Zr:0,05 Se:0,095 3,3 Ti:0,07 15 0,55 0,19 0,72 0,008 0,008 1,000 0,0012 0,008 0,016 - - - Nb:0,01 Ca;0,0011 3,2 Nature TABLEAU I (2) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS S550 16* 0,56 0,19 0,68 0,013 - - 0,0052 0,008 0,014 - - - - - 25,1 17* 0,56 0,19 0,77 0,015 - - 0,0015 0,009 0,058 - - - B:0,0052 - 26,3 Ti::0,006 JIS SMn21 18 0,20 0,19 1,22 0,009 0,006 0,667 0,0012 0,008 0,025 - - - - - 3,2 19 0,21 0,22 1,29 0,008 0,004 0,500 0,0014 0,009 0,031 - - - B:0,0019 - 3,2 Ti:0,004 Nb:0,05 20 0,19 0,25 1,27 0,011 0,001 0,091 0,0009 0,010 0,028 - - - Ti:0,03 - 3,9 21 0,19 0,22 1,28 0,015 0,009 0,600 0,0009 0,010 0,028 - - - - Pb:0,15 3,4 Bi:0,003 22 0,21 0,21 1,25 0,010 0,018 1,800 0,0008 0,007 0,029 - - - V:0,20 Bi:0,10 3,3 Zr:0,10 Se;0,025 23* 0,22 0,23 1,26 0,014 - - 0,0048 0,008 0,045 - - - - - 23,4 24* 0,21 0,23 1,29 0,015 - - 0,0044 0,025 0,035 - - - B:0,0021 - 23,0 Ti:0,05 JIS SCr4 25 0,41 0,20 0,71 0,009 0,002 0,222 0,0011 0,008 0,024 - 1,02 - - - 3,8 26 0,40 0,19 0,72 0,010 0.008 0,800 0,0013 0,009 0,022 - 0,91 - B:0,0032 - 3,7 Ti: :0,04 27 0,39 0,25 0,72 0,029 0,002 0,069 0,0016 0,010 0,023 - 1,04 - V;0,12 - 3,8 28 0,40 0,22 0,69 0,012 0,015 1,25 0,0014 0,009 0,023 - 1,00 - Nb:0,06 - 3,1 29 0,28 0,20 0,70 0,014 0,019 1,357 0,0012 0,009 0,025 - 0,99 - - Pb:0,19 3,1 30 0,39 0,21 0,69 0,013 0,003 0,231 0,0010 0,008 0,025 - 1,05 - - Se:0,059 3,8 Nature TABLEAU I (3) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SCr4 31 0,39 0,20 0,73 0,015 0,006 0,400 0,0009 0,007 0,021 - 1,07 - - Bi:0,04 3,3 Ca:0,0093 32 0,41 0,19 0,72 0,010 0,003 0,300 0,0008 0,009 0,019 - 1,19 - B:0,0044 Ca:0,0028 3,6 Ti:0,06 33* 0,42 0,23 0,78 0,029 - - 0,0015 0,010 ,02 - 1,04 - - - 24,1 34* 0,43 0,21 0,71 0,014 - - 0,0041 0,011 0,022 - 0,92 - B:0,0044 - 24,9 Ti:0,06 35* 0,40 0,22 0,75 0,015 - - 0,063 0,015 0,025 - 1,18 - V::0,11 - 22,6 JIS SNC2 36 0,29 0,20 0,41 0,025 0,003 0,120 0,0013 0,009 0,025 2,35 0,78 - - - 4,0 37 0,30 0,19 0,42 0,021 0,004 0,190 0,0010 0,008 0,024 2,66 0,76 - B:0,0049 - 3,4# 38 0,30 0,25 0,40 0,015 0,009 0,600 0,0029 0,007 0,035 2,41 0,77 - Nb:0,05 - 3,8 Zr:0,12 39 0,31 0,22 0,48 0,024 0,005 0,208 0,0008 0,008 0,029 2,53 0,69 - - Pb:0,05 3,8 Se:0,02 Ca:0,0063 40 0,29 0,20 0,44 0,018 0,008 0,444 0,0009 0,008 0,039 2,49 0,88 - Ti:0,05 Bi:0,06 3,3 41* 0,34 0,18 0,51 0,027 - - 0,0015 0,009 0,019 2,54 0,74 - - - 25,5 JIS SNCM25 42 0,41 0,22 0,50 0,020 0,001 0,050 0,0014 0,009 0,035 4,29 0,91 0,20 - - 4,5 43 0,15 0,21 0,41 0,015 0,003 0,200 0,0015 0,008 0,032 4,25 0,85 0,25 V:0,01 - 3,6 Zr:0,06 44 0,16 0,28 0,39 0,012 0,005 0,417 0,0020 0,011 0,028 4,30 0,72 0,23 Nb:0,04 - 3,5 Ti:0,05 Zr::0,03 Nature TABLEAU I (4) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SNCM25 Pb:0,06 45 0,15 0,23 0,41 0,015 0,002 0,133 0,0009 0,010 0,026 4,18 0,79 0,24 - Se:0,01 3,9 Ca:0,0008 B:0,0033 46 0,15 0,23 0,40 0,013 0,008 0,615 0,0012 0,009 0,029 4,24 0,86 0,23 Ti:0,005 Bi:0,08 3,3 Nb:0,04 47* 0,16 0,31 0,43 0,008 - - 0,0035 0,024 0,008 4,22 0,88 0,24 - - 26,0 JIS SCM22 48 0,20 0,21 0,74 0,018 0,019 1,056 0,0014 0,009 0,030 - 1,05 0,24 - - 3,0 49 0,21 0,25 0,72 0,14 0,011 0,786 0,0013 0,008 0,026 - 1,04 0,18 V:0,04 - 3,3 50 0,21 0,23 0,73 0,012 0,005 0,417 0,0015 0,009 0,022 - 1,05 0,29 Nb:0,06 - 3,2 51 0,20 0,24 0,73 0,015 0,033 0,200 0,0012 0,009 0,027 - 1,11 0,20 - Pb:0,17 3,6 52 0,19 0,26 0,72 0,017 0,008 0,471 0,0008 0,010 0,026 - 1,03 0,19 - Pb:0,06 3,6 Ca::0,0024 53 0,21 0,26 0,73 0,016 0,002 0,125 0,0009 0,009 0,038 - 0,98 0,19 - Ca:0,0040 3,8 54 0,21 0,23 0,78 0,017 0,006 0,353 0,0013 0,009 0,019 - 1,05 0,22 Nb:0,04 Ca;0,0029 3,4 55 0,20 0,24 0,77 0,034 0,028 0,824 0,0014 0,009 0,023 - 1,07 0,23 Nb:0,05 Se:0,06 3,6 Ca;0,0015 56* 0,21 0,22 0,74 0,020 - - 0,0035 0,010 0,025 - 1,02 0,22 - - 25,4 57* 0,21 0,23 0,75 0,022 - - 0,0056 0,010 0,003 - 1,06 0,21 Nb:0,05 Ca:0,0012 24,9 JIS SMnC3 58 0,43 0,23 1,44 0,014 0,002 0,143 0,0012 0,009 0,019 - 0,52 - - - 4,0 Nature TABLEAU I (5) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SMnC3 59 0,42 0,25 1,46 0,010 0,003 0,300 0,0014 0,008 0,018 - 0,55 - B:0,0021 - 3,8 Ti:0,04 60 0,42 0,25 1,45 0,009 0,001 0,111 0,0010 0,006 0,016 - 0,55 - V:0,05 - 4,1 Nb:0,07 Ti::0,08 61 0,43 0,24 1,44 0,011 0,005 0,455 0,0012 0,010 0,021 - 0,55 - - Ca;0,0064 3,4 62 0,43 0,25 1,49 0,011 0,002 0,182 0,0026 0,015 0,027 - 0,54 - - Bi:0,03 3,9 Ca:0,0018 63 0,43 0,25 1,49 0,011 0,002 0,182 0,0026 0,015 0,027 - 0,51 - Nb:0,04 Pb:0,003 3,5 Bi:0,07 64 0,42 0,26 1,48 0,013 0,015 1,154 0,0014 0,009 0,022 - 0,58 - Ti:0,03 Se:0,06 3,3 Zr:0,12 65* 0,44 0,24 1,48 0,018 - - 0,0017 0,009 0,021 - 0,54 - - - 23,6 66* 0,42 0,24 1,44 0,026 - - 0,0056 0,010 0,025 - 0,53 - B:0,0058 - 25,1 Ti:0,06 4032 67 0,33 0,28 0,81 0,036 0,002 0,056 0,0013 0,009 0,021 - - 0,25 - - 4,4 68 0,32 0,28 0,80 0,029 0,018 0,621 0,0009 0,011 0,025 - - 0,26 V:0,02 - 3,8 Ti:0,03 69 0,33 0,29 0,79 0,038 0,012 0,316 0,0010 0,010 0,019 - - 0,25 Zr:0,10 - 3,8 Pb:0,05 70 0,31 0,27 0,83 0,034 0,003 0,088 0,0012 0,008 0,020 - - 0,25 - Bi:0,01 4,0 Ca::0,0005 71 0,34 0,28 0,82 0,028 0,016 0,571 0,0011 0,009 0,020 - - 0,26 Nb:0,03 Pb:0,22 3,5 72* 0,35 0,27 0,82 0,031 - - 0,0015 0,011 0,025 - - 0,24 - - 22,8 Nature TABLEAU I (6) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 73 0,20 0,25 0,79 0,030 0,002 0,067 0,0014 0,009 0,025 1,81 - 0,22 - - 4,1 74 0,21 0,27 0,81 0,015 0,005 0,333 0,0014 0,009 0,036 1,82 - 0,24 B:0,0085 Ti:0,04 0 3,7 Zr:0,04 75 0,21 0,30 0,83 0,016 0,002 0,125 0,0012 0,008 0,024 1,77 - 0,26 - Pb:0,07 4,0 Ca:0,0016 76 0,20 0,28 0,82 0,021 0,009 0,429 0,0013 0,009 0,018 1,85 - 0,25 - Ca:0,0038 3,6 77 0,22 0,28 0,82 0,015 0,003 0,222 0,0011 0,009 0,012 1,79 - 0,24 Zr:0,11 Bi:0,06 3,5 Ca:0,0019 78* 0,20 0,31 0,85 0,039 - - 0,0032 0,009 0,051 1,80 - 0,24 - - 24,0 1) Forme des sulfures. On examine les inclusions de sulfures de l'acier par mesure de la longueur (L) et de la largeur (1) de 200 particules de sulfures dans un champ microscopique donné. Les valeurs moyennes de L/1, ou rapport d'allongement, figurent dans le tableau I. La majorité des inclusions de sulfures est consti- tuée de MnS. La figure 1 illustre la relation entre les rapports % Te/% S et les rapports d'allongement. Comme le montre la figure 1, les rapports % Te/% S supérieurs à 0,04 correspondent à un rapport d'allongement des particules de sulfures de 5 ou moins. On réalise des microphotographies pour enregistrer la forme des particules de sulfures de certains des échantillons ci-dessus après laminage à chaud (taux de forgeage : environ 170) ces micro.photographies étant illustrées par les figures 2A, 2B, 2C, 2D et 2E. Les échantillons sont les suivants Figure Nature de l'acier Essai NO 2A S10C 1 2B S10C 2 2C Son21 18 2D S10C 7 2E SI4n21 23 Les microphotographies montrent que les sulfures de 1' acier de l'invention sont sous forme de fuseaux tandis que ceux des aciers classiques sont très allongés dans la direction du laminage. Dans les tableaux I et V l'abréviation L/1 désigne le rapport d'allongement des particules de sulfures. Les essais marqués d'un astérisque correspondent aux exemples témoins. Les numéros JIS définissent la composition des aciers dans les tableaux figurant ci-dessous. Nature de l'acier JIS Numéros SlOC, S55C G 4051 SMn21, SMnC3 G 4106 SCr4 G 4104 SNC1, SNC2 G 4102 SNCM25 G 4103 SCM22, SCM23 G 4105 2) Aptitude au formage par forgeage à froid. Pour évaluer l'aptitude au formage par forgeage à froid des échantillons, on prélève des éprouvettes ( : 30 x 50 mm). On soumet les éprouvettes à un test de refoulement ou de forgeage à froid avec quatre valeurs différentes de la diminution de la hauteur, 60 %, 56 %, 70 % et 75 %. On examine ensuite les pièces refoulées avec un microscope à un grossissement de 20 pour rechercher les fissures internes. Le pourcentage de pièces présentant une fissure pour la totalité des pièces à chaque valeur de la diminution de la surface (200 pièces par valeur) figure dans le tableau II sous le titre "Présence de fissures internes". Le tableau montre que la présence de fissures internes dans les aciers de l'invention est nettement inférieure à la valeur correspondante des aciers classiques. On conclue donc que les aciers de l'invention possèdent une bonne aptitude au formage par forgeage à froid. TABLEAU Il pages : 15, 16, 17, 18, 19, 20. TABLEAU II (1) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de l' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS S1OC 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0,5 4 Directement 0 0 0,5 2,5 après laminage 5 0 0 0 0 6 0 0 0,5 2,0 7* 12,0 41,5 85,0 100 JIS S55C 8 0 0 0 12,0 9 0 0 o -10 o o 0 5,5 11 Recuit de o 0 8,5 sphéroïdisation 12 750 C, refroidisse- 0 0 0,5 10,5 ment au four 13 0 9t0 14 0 0 1,0 11,0 15 o o 0 6,0 TABLEAU II (2) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS S55C 16* Recuit de sphéroïdi- 9,5 35,0 87,0 100 sation, 750 C, refroi 17* dissement au four 0 29t5 76,5 100 JIS SMn21 18 0 0 0 1,0 19 o o 0 1,5 20 0 0 0 0,5 21 Directement après 0 0 0 4,0 laminage 22 0 0 0 5,5 23 * 11,0 12,5 62,5 97,0 24* 6,5 25,0 75,5 100 JIS SCr 4 25 0 0 0 5,5 26 o o 0 7,0 27 Recuit de sphéroïdi- o 35 15,0 sation 770 C, refroi 28 dissement au four 0 0 0 6,0 29 o o o 16,5 30 o o 0 870 TABLEAU II (3) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS SCr4 31 o o 32 0 o o 675 33* Recuit de sphéroïdisa- 0 53,0 91,5 100 tion, 770 C, refroidis 34* sement au four 22,0 35,5 77,5 100 35* 14,5 29t0 78,0 100 JIS SNC2 36 0 0 0 0 37 0 0 0 0 38 Recuit, 820 C 0 0 0,5 5,0 refroidissement au 39 four 0 0 0 4,0 40 0 o 3t5 41* 0 15,5 62,5 100 JIS SCM25 42 Q O O O 43 Directement après 0 O 0 0 laminage 44 0 0 0 2,0 TABLEAU II (4) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS SCM25 45 0 0 0 5.5 46 Directement après O O 0 8.0 laminage 47* 5.5 7.5 33.0 79.5 JIS SCM22 48 0 0 0 0 49 0 0 0 0 50 o o o o 51 0 o 0 6.0 5 2 Directement après 0 O 0 1.5 laminage 53 0 0 0 0 54 0 0 0 0 55 0 0 0 11.0 56* 14.0 22.0 61.0 98.5 57* 25.0 47.5 75.0 100 TABLEAU II (5) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (t) de diminution de l' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS SMnC3 58 o o 0 8.5 59 o o 0 10,0 60 0 0 0 11.0 61 Recuit de sphéroïdisa- O O O 7.5 tion, 7500C, refroidis 62 sement au four O O 2.5 19.5 63 o o o 15.5 64 0 0 0 11.5 65* 0 48.0 86.0 100 66* 35.0 63.5 99.0 100 4032 67 0 0 0 11.5 68 0 0 0 15.0 69 Recuit,830 C, O O 0 10.0 refroidissement au 70 four O 0 0.5 18.0 71 0 0 1.5 22.0 72 * 45.0 82.0 100 100 TABLEAU II (6) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 4621 73 0 o O O 74 0 0 0 0 75 Directement après 0 O O 2.0 laminage 76 0 0 0 0 77 0 0 o 3.5 78* 39.5 45,0 100 100 3) Usinabilité. Pour évaluer l'usinabilité des échantillons, on les soumet à un traitement thermique puis à des essais de perçage et de tournage dans les conditions indiquées dans le tableau III. Les résultats des essais figurent dans le tableau IV. TABLEAU III Longévité des outils avec le foret hélicoïdal Hass Foret : SKH 9, foret à tige droite, 5,0 Avance : 0,10 mm/tr Profondeur du trou : 20 mm (trou borgne) Vitesse de coupe : 30 mm/min Huile de coupe : néant Critère de longévité : somme des profondeurs des trous jusqu' à ce que le foret ne perce plus. Longévité des outils avec un outil à un seul bec en carbure Outil : P10 (-5, -5, 5, 5, 30, 0, 0,4) Avance : 0,20 mm/tr Profondeur de coupe : 2,0 mm Vitesse de coupe : 200 mm/min Huile de coupe : néant Critère de longévité : somme des temps de coupe avant que de l'outil l'abrasion de l'arête atteigne 0,2 mm. TABLEAU pages 22, 23, 24, 25, 26 et 27 TABLEAU IV (1) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à- un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS S1OC 1 37000 51 2 31200 48 3 96300 55 4 900 C. 92700 52 Refroidissement 5 à l'air 35800 116 6 56100 120 7* 13-000 35 JIS S55C 8 360 15 9 320 14 10 300 14 11 300 15 12 540 21 850 C, 460 48 13 Refroidissement 14 à l'air 520 18 15 340 46 TABLEAU IV (2) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS S55C 16* 850 C, 100 10 Refroidissement 17* à l'air 80 9 JIS SMn21 18 3400 21 19 3260 19 20 3280 20 21 880 C, 6640 31 Refroidissement 22 à l'air 5820 20 23* 1200 13 24* 1140 12 JIS SCr4 25 360 35 26 360 34 27 830 C, 360 30 Refroidissement 28 au four 340 35 29 1180 41 30 620 37 TABLEAU IV (3) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un bec de 1' Es- Traitement foret hélioeidal en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SCr4 31 8300C, 540 84 Refroidissement 32 au four 340 78 33* 120 22 34* 120 22 35* 80 20 JIS SNC2 36 560 17 37 560 16 38 8500C, 480 16 Refroidissement 39 à l'air 700 55 40 660 24 41* 180 10 JIS SCM22 42 3220 24 43 850 C, 2860 23 Refroidissement 44 à l'air -2680 23 TABLEAU IV (4) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret helicoldal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SCM22 45 8500C, 4900 56 Refroidissement 46 à l'air 4780 31 47 940 15 48 870 C, 5340 45 Refroidissement 49 à l'air 5060 44 50 5280 45 51 18600 60 52 9260 53 53 5300 91 54 5140 90 55 7760 103 56* 1720 29 57* 1680 40 JIS SMnC3 58 300 10 TABLEAU IV (5) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de l' Es- @ Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SMnC3 59 280 9 60 300 8 61 870 C, 320 15 Refroidissement 62 à l'air 420 20 63 960 17 64 600 12 65* 80 5 66* 80 4 4032 67 420 7 68 400 7 69 830 C, 400 6 Refroidissement 70 au four 1280 32 71 1820 15 72* 120 4 TABLEAU IV (6) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) 4621 73 3380 27 74 3140 26 75 5880 66 76 850 C 3460 67 Refroidissement 77 à l'air 5440 66 78* 1200 18 EXEMPLE II On prépare des aciers selon le mode opératoire de l'exem- ple I si ce n'est qu'on supprime l'affinage par l'aluminium. Le tableau V montre les compositions chimiques des aciers preparés. On coule les aciers fondus en lingots de 1,3 tonne et on les lamine à chaud dans les mêmes conditions que ci-dessus. On prélève des échantillons des aciers laminés ainsi obtenus pour effectuer divers essais. TABLEAU V pages : 29, 30, 31, 32, 33 et 34 1) Forme des particules de sulfure Pour étudier la forme des particules de sulfure, on mesure la longueur (L) et la largeur (1) des particules et on détermine les moyennes des rapports d'allongement (L/1) selon le mode opératoire de l'exemple I. Les valeurs figurent dans le tableau V. La relation entre les rapports d'allongement et les rapports % Te/% S présente la même tendance que dans l'exemple I et comme le montre la figure 1 pour un rapport 96 Te/% S supérieur à 0,04,le rapport d'allongement est inférieur à 5. 2) Aptitude au formage par forgeage à froid. On soumet les échantillons à un traitement thermique ap proprié à l'acier (on en utilise certains tels qu'ils ont été laminés) et on prélève des éprouvettes des échantillons. On les étudie dans les mêmes conditions que dans l'exemple I. Le tableau VI indique la présence des fissures internes et les conditions du traitement thermique. Ce tableau montre nettement que la présence des fissures internes dans les aciers de 1 ' invention est nettement inférieure à celle des aciers comparatifs ce qui indique une amélioration de l'aptitude au formage par forgeage à froid. 3) Usinabilité. On effectue des essais d'usinage avec les échantillons indiqués dans le tableau VI dans les conditions indiquées dans le tableau III. Les résultats figurent dans le tableau VII. TABLEAU VI pages : 35, 36, 37, 38, 39 et 40 TABLEAU VII pages : 41, 42, 43, 44, 45 et 46 Nature TABLEAU V (1) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS S10C 1 0,09 0,20 0,44 0,030 0,007 0,233 0,0013 0,009 0,005 - - - - - 3,2 2 0,11 0,019 0,49 0,025 0,010 0,400 0,0015 0,010 0,009 - - - Zr:0,16 - 4,1 3 0,10 0,20 0,43 0,030 0,002 0,066 0,0025 0,009 0,008 - - - - Pb:0,29 3,2 4 0,09 0,19 0,50 0,025 0,007 0.280 0,0013 0,010 0,004 - - - - Bi:0,28 3,2 5 0,11 0,21 0,42 0,034 0,019 0,559 0,0025 0,009 0,001 - - - Nb:0,08 Ca:0,003 4,1 6 0,11 0,30 0,48 0,031 0,007 0,226 0,0014 0,010 0,002 - - - Ti:0,08 Pb::0,15 3,6 C;0,0014 7* 0,10 0,25 0,47 0,030 - - 0,0112 0,010 0,032 - - - - - 21,5 JIS S55C 8 0,56 0,19 0,66 0,11 0,005 0,455 0,0009 0,009 0,001 - - - - - 3,2 9 0,55 0,20 0,69 0,010 0,006 0,600 0,0010 0,008 0,003 - - - B:0,0010 - 3,0 Ti:0,05 10 0,56 0,16 0,67 0,004 0,014 3,500 0,0008 0,008 0,004 - - - Zr:0,05 - 3,1 11 0,55 0,18 0,83 0,013 0,006 0,500 0,0008 0,008 0,002 - - - Nb:0,05 - 3,3 Ti:0,01 12 0,54 0,22 0,80 0,008 0,002 0,250 0,0014 0,008 0,008 - - - - Pb:0,04 3,3 13 0,53 0,19 0,71 0,015 0,011 0,733 0,0010 0,009 0,007 - - - - Pb:0,04 3,5 Ca:0,0079 14 0,53 0,30 0,81 0,004 0,009 2,250 0,0009 0,009 0,009 - - - Zr:0,03 Se:0,074 3,4 Ti:0,08 15 0,53 0,21 0,71 0,016 0,007 0,438 0,0011 0,009 0,006 - - - Nb:0,03 Ca::0,0010 3,0 Nature TABLEAU V (2) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS S550 16* 0,56 0,19 0,68 0,013 - - 0,0052 0,008 0,014 - - - - - 25,1 17* 0,56 0,19 0,77 0,015 - - 0,0015 0,009 0,058 - - - B:0,0052 - 26,3 Ti:0,006 JIS SMn21 18 0,21 0,24 1,28 0,011 0,005 0,455 0,0009 0,010 0,006 - - - - - 3,9 19 0,19 0,21 1,22 0,009 0,009 1,000 0,0012 0,010 0,007 - - - B:0,0020 - 3,8 Ti:0,05 Nb:0,03 20 0,21 0,24 1,28 0,015 0,018 1,200 0,0008 0,007 0,008 - - - Ti:0,05 - 3,2 21 0,21 0,25 1,22 0,010 0,006 0,600 0,0012 0,009 0,009 - - - - Pb:0,14 3,3 Bi:0,04 22 0,20 0,19 1,29 0,009 0,010 1,100 0,0014 0,010 0,006 - - - V:0,19 Bi:0,12 3,8 Zr:0,08 Se:0,030 23* 0,22 0,23 1,26 0,014 - - 0,0048 0,008 0,005 - - - - - 23,4 24* 0,21 0,23 1,29 0,015 - - 0,0044 0,025 0,005 - - - B:0,0021 - 23,0 Ti: :0,05 JIS SCr4 25 0,38 0,21 0,70 0,012 0,009 0,750 0,0016 0,009 0,005 - 1,05 - - - 3,1 26 0,41 0,25 0,69 0,029 0,018 0,621 0,0010 0,010 0,005 - 0,98 - B:0,0030 - 3,2 Ti:0,06 27 0,38 0,21 0,69 0,014 0,019 1,357 0,0010 0,008 0,006 - 1,05 - V:0,11 - 3,2 28 0,38 0,20 0,70 0,013 0,002 0,154 0,0012 0,010 0,008 - 1,02 - Nb:0,05 - 3,7 29 0,40 0,25 0,69 0,009 0,018 2,000 0,0010 0,008 0,009 - 0,92 - - Pb:0,20 3,8 30 0,41 0,18 0,70 0,028 0,002 0,071 0,0015 0,009 0,003 - 1,02 - - Se:0,061 3,2 Nature TABLEAU V (3) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SCr4 31 0,40 0,19 0,73 0,013 0,004 0,333 0,0008 0,008 0,002 - 1,08 - - Bi:0,03 3,5 Ca:0,0070 32 0,39 0,20 0,73 0,015 0,005 0,333 0,0009 0,007 0,004 - 1,18 - B:0,0043 Ca:0,0026 3,4 Ti::0,05 33* 0,42 0,23 0,78 0,029 - - 0,0015 0,010 0,021 - 1,04 - - - 24,1 34* 0,43 0,21 0,71 0,014 - - 0,0041 0,011 0,022 - 0,92 - B:0,0044 - 24,9 Ti:0,06 35* 0,40 0,22 0,75 0,015 - - 0,0063 0,015 0,025 - 1,18 - V:0,11 - 22,6 JIS SNC2 36 0,30 0,19 0,48 0,015 0,009 0,600 0,0029 0,007 0,004 2,55 0,76 - - - 3,8 37 0,29 0,30 0,40 0,025 0,003 0,120 0,0008 0,007 0,005 2,49 0,77 - B:0,0050 - 4,0 38 0,31 0,22 0,44 0,019 0,008 0,421 0,0009 0,009 0,004 2,43 0,69 - Nb:0,04 - 4,0 Zr:0,11 Pb:0,06 39 0,30 0,25 0,41 0,020 0,003 0,150 0,0010 0,007 0,003 2,51 0,80 - - Se:0,04 3,9 Ca:0,0066 40 0,28 0,19 0,40 0,019 0,009 0,474 0,0027 0,009 0,004 2,56 0,69 - Ti:0,03 Bi::0,07 3,4 41* 0,34 0,18 0,51 0,027 - - 0,0015 0,009 0,019 2,54 0,74 - - - 25,5 JIS SNCM25 42 0,15 0,28 0,44 0,017 0,005 0,294 0,0009 0,008 0,006 4,18 0,85 0,24 - - 3,3 43 0,14 0,23 0,50 0,012 0,002 0,167 0,0020 0,011 0,007 4,30 0,72 0,23 V:0,02 - 3,5 Zr:0,05 Nb:0,05 Pb:0,04 44 0,14 0,23 0,49 0,020 0,001 0,050 0,0009 0,010 0,003 4,24 0,85 0,20 Ti:0,06 Se:0,03 4,4 Zr:0,02 Ca:0,0009 Nature TABLEAU V (4) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SNCM25 Pb:0,05 45 0,14 0,22 0,39 0,013 0,008 0,615 0,0015 0,008 0,005 4,30 0,71 0,20 - Se:0,03 4,0 Ca:0,0010 B:0,0029 46 0,16 0,22 0,50 0,012 0,005 0,417 0,0009 0,010 0,008 4,25 0,87 0,25 Ti:0,06 3,5 Nb::0,03 47* 0,16 0,31 0,43 0,008 - - 0,0035 0,024 0,008 4,22 0,88 0,24 - - 26,0 JIS SCM22 48 0,19 0,26 0,73 0,014 0,010 0,714 0,0015 0,008 0,009 - 1,04 0,29 - - 3,3 49 0,19 0,26 0,78 0,013 0,005 0,385 0,0015 0,009 0,006 - 1,11 0,29 V:0,03 - 3,0 50 0,20 0,24 0,78 0,018 0,008 0,444 0,0014 0,008 0,007 - 1,04 0,19 Nb:0,08 - 3,6 51 0,21 0,26 0,72 0,013 0,002 0,154 0,0008 0,008 0,006 - 1,05 0,18 - Pb:0,18 3,6 52 0,21 0,21 0,73 0,033 0,011 0,333 0,0009 0,008 0,005 - 1,11 0,20 - Pb:0,07 3,8 Ca:0,0025 53 0,20 0,21 0,73 0,018 0,008 0,444 0,0008 0,008 0,004 - 1,10 0,20 - Ca:0,0044 3,0 54 0,20 0,25 0,76 0,033 0,0027 0,818 0,0012 0,010 0,003 - 1,07 0,19 Nb:0,09 Ca:0,0030 3,0 55 0,21 0,25 0,72 0,014 0,027 1,929 0,0015 0,010 0,002 - 1,11 0,29 Nb:0,06 Se:0,07 3,3 Ca::0,0013 56* 0,21 0,22 0,74 0,020 - - 0,0035 0,010 0,025 - 1,02 0,22 - - 25,4 57* 0,21 0,23 0,75 0,022 - - 0,0056 0,010 0,003 - 1,06 0,21 Nb:0,05 Ca:0,0012 24,9 JIS SMnC3 58 0,44 0,24 1,46 0,009 0,003 0,333 0,0010 0,007 0,007 - 0,55 - - - 4,1 Nature TABLEAU V (5) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 JIS SMnC3 59 0,40 0,24 1,45 0,009 0,001 0,111 0,0010 0,0010 0,008 - 0,33 - B:0,0002 - 3,4 Ti:0,003 V:0,04 60 0,43 0,25 1,44 0,014 0,002 0,143 0,0012 0,007 0,009 - 0,52 - Nb:0,08 - 4,0 Ti:0,10 61 0,42 0,25 1,46 0,009 0,004 0,444 0,0014 0,009 0,006 - 0,50 - - Ca:0,0060 3,9 62 0,42 0,23 1,41 0,013 0,010 0,769 0,0025 0,008 0,005 - 0,55 - - Bi:0,02 3,3 Ca:0,0016 63 0,42 0,26 1,49 0,011 0,005 0,455 0,0019 0,009 0,001 - 0,52 - Nb:0,03 Pb:0,04 3,9 Bi::0,10 64 0,43 0,25 1,41 0,011 0,010 0,909 0,0026 0,009 0,002 - 0,57 - Ti:0,02 Se:0,10 3,8 Zr:0,13 65* 0,44 0,24 1,48 0,018 - - 0,0017 0,009 0,021 - 0,54 - - - 23,6 66* 0,42 0,24 1,44 0,026 - - 0,0056 0,010 0,025 - 0,53 - B:0,0058 - 25,1 Ti:0,06 4032 67 0,34 0,27 0,80 0,029 0,003 0,013 0,0010 0,011 0,009 - - 0,26 - - 4,0 68 0,31 0,27 0,79 0,034 0,012 0,353 0,0008 0,008 0,006 - - 0,25 V:0,03 - 3,9 Ti:0,04 69 0,30 0,28 0,81 0,037 0,013 0,351 0,0013 0,009 0,009 - - 0,24 Zr:0,09 - 3,9 Pb:0,02 70 0,33 0,28 0,79 0,028 0,008 0,286 0,0010 0,011 0,006 - - 0,24 - Bi:0,02 4,4 Ca:0,0008 71 0,31 0,28 0,80 0,034 0,015 0,441 0,0009 0,011 0,005 - - 0,26 Nb:0,02 Pb::0,23 3,8 72* 0,35 0,27 0,82 0,031 - - 0,0015 0,011 0,025 - - 0,24 - - 22,8 Nature TABLEAU V (6) de l' Es- %Te/ B,V,Ti, Pb,Se, acier sai C Si Mn S Te %S O N Al Ni Cr Mo Nb,Zr Bi,Ca L/1 4621 73 0,21 0,28 0,82 0,017 0,003 0,176 0,0013 0,008 0,003 1,77 - 0,25 - - 4,0 B:0,0086 74 0,22 0,28 0,82 0,030 0,009 0,300 0,0011 0,008 0,009 1,83 - 0,23 Ti:0,003 - 3,5 Zr:0,03 75 0,22 0,24 0,79 0,015 0,007 0,467 0,0013 0,009 0,006 1,84 - 0,25 - Pb:0,09 4,1 Ca:0,0016 76 0,21 0,30 0,83 0,030 0,004 0,133 0,0010 0,008 0,008 1,77 - 0,25 - Ca:0,0035 3,6 77 0,20 0,30 0,81 0,017 0,007 0,412 0,0012 0,009 0,002 1,78 - 0,23 Zr:0,10 Bi:0,05 3,5 Ca::0,0020 78* 0,20 0,31 0,85 0,039 - - 0,0032 0,009 0,051 1,80 - 0,24 - - 24,0 TABLEAU VI (1) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de l' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 - 75 JIS 5100 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 o o 0 0,3 4 Directement après 0 0 0,3 2,1 laminage 5 0 0 0 0 6 0 o 0,3 1,7 7* 12,0 41,5 85,0 100 JIS S55C 8 0 0 0 9,0 9 0 0 0 6,1 10 0 O 0 4,7 11 Recuit de sphëroïdisa- O O o 7,5 tion, 750 C, refroidis 12 sement au four 0 0 0,3 9,5 13 0 O 0 7,0 14 o 0 0,7 9t0 15 o o o 5,0 TABLEAU VI (2) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid-avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS 5550 16* Recuit de sphé- 9,5 35t0 87,0 100 roidisation 17* 750 C, refroidis- 0 29,5 76,5 100 sement au four JIS SMn21 18 0 0 0 0,7 19 o o O 1,1 20 Directement après 0 0 0 0,2 laminage 21 0 0 0 3,7 22 0 0 0 4,7 23* 11,0 12,5 62,5 97,0 24* 6,5 25,0 75,5 100 JIS SCr 4 25 o o o 4,7 26 Recuit de spheroï- 0 O o 6,5 disation, 7705C, 27 refroidissement au 0 0 3,5 13,0 four 28 0 0 0 5,0 29 o o O 13,5 30 o o 0 7,0 TABLEAU VI (3) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 @ 65 70 75 JIS SCr 4 31 Recuit de spheroldisa- 0 0 0 6,1 tion, 7700C, refroidis 32 sement au four O O 0 5,1 33* 0 53,0 91,5 100 34* 22,0 35,5 77,5 100 35* 14,5 29,0 78w0 100 JIS SNC2 36 Recuit, 820 C, 0 0 0 0 refroidissement au 37 four O O O O 38 o 0 0,3 4,1 39 0 0 0 3,0 40 0 0 0 3,1 41* 0 15,5 62y5 100 JIS SNCM25 42 Directement après O O O O laminage 43 0 0 0 0 44 0 0 0 1,8 TABLEAU VI -(4) Presence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de l' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS SNCM25 45 Directement après 0 0 0 4.1 laminage -46 0 0 0 7,1 47* 5,5 7,5 33,0 79,5 JIS SCM 22 48 o o o o 49 o o o o 50 Directement après 0 0 0 0 laminage 51 0 0 0 5,0 52 Q o 0 0t9 53 o o o o 54 o o o o 55 o o 9,0 56* 14,0 22,0 61,0 98,5 57* 25,0 47,5 75t0 100 TABLEAU VI (5) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de 1' Es- traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 JIS SMnC3 58 o o 0 6,1 59 0 0 0 9,0 60 0 o 0 10,0 61 Recuit de spéroïdisa- O 0 0 6,1 tion, 750 C, refroi 62 dissement au four 0 0 2,5 17,1 63 0 0 0 11,5 64 0 0 0 10,5 65* 0 48,0 86,0 100 66* 35,0 63,5 99,0 100 4032 67 0 0 0 10,1 68 0 0 0 1310 69 Recuit, 8300C, refroi- O O 9,0 dissement au four 70 0 0 0,3 17,0 71 o 0 0,9 20,0 72* 45,0 82,0 100 100 TABLEAU VI (6) Présence (%) de fissures internes après forgeage à froid avec Nature divers taux (%) de diminution de l' Es- Traitement de la hauteur acier sai thermique 60 65 70 75 4621 73 0 0 0 0 74 0 0 0 0 75 Directement après O O 0 1,7 laminage 76 o o o o 77 0 0 0 3?1 78* 39,5 45,0 100 100 TABLEAU VII (1) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un bec de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS S1OC 1 39.000 52 2 32.800 50 3 98.100 56 4 9000C, 93.400 52 Refroidissement 5 à l'air 36.600 122 6 57.000 124 7* 13.000 35 JIS S55C 8 380 15 9 340 15 10 300 14 11 850 C, 320 16 Refroidissement 12 à l'air 540 23 13 480 50 14 560 19 15 360 46 TABLEAU VII (2) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS S55C 16* 850 C, 100 10 Refroidissement 17* à l'air 80 9 JIS SMn21 18 3.600 21 19 3,380 20 20 3,360 20 21 880 C, 6,840 35 Refroidissement 22 à l'air 5,880 21 23* 1.200 13 24* 1,140 12 JIS SCr4 25 380 35 26 380 36 27 830 C, 360 32 Refroidissement 28 au four 340 36 29 1.260 43 30 660 37 TABLEAU VII (3) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SCr4 31 830 C, 600 85 Refroidissement 32 au four 380 80 33* 1-20 22 34* 120 22 35* 80 20 JIS SNC2 36 600 17 37 620 17 38 850 C, 500 18 Refrodissement 39 à l'air 740 57 40 660 30 41* 180 10 JIS SNCM25 42 3,300 26 43 850 C, 2,980 24 Refroidissement 44 à l'air 2,760 23 TABLEAU VII (4) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SNCM25 45 850 C, 5,000 58 Refrodissement 46 à l'air 4.980 32 47* 940 15 JIS SCM22 48 5.460 45 49 5.180 45 50 5.360 46 51 18.800 60 52 870 C, 9.400 56 Refroidissement 53 à l'air 5.600 95 54 5.140 92 55 7.820 106 56* 1.720 29 57* 1.680 40 JIS SMnC3 58 870 C, 320 12 Refroidissement au four TABLEAU VII (5) Rosai de longévité Essai de longévité Nature ces outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret h6licoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) JIS SMnC3 59 280. 10 60 300 10 61 870 C, 340 16 Refroidissement 62 au four 400 20 63 1.000 18 64 640 14 65* 80 5 66* 80 4 4032 67 460 9 68 830 C, 420 8 Refroidissement 69 au four 400 8 70 1,320 33 71 1.980 16 72* 120 4 TABLEAU VII (6) Essai de longévité Essai de longévité Nature des outils avec un avec outil à un de 1' Es- Traitement foret hélicoïdal bec en carbure acier sai thermique HASS (min) (min) 4621 73 3.380 27 74 3.260 28 75 850 C, 5.980 68 Refroidissement 76 à l'air 3.500 62 77 5.440 68 78* 1,200 18 REVENDICATIONS 1. Acier pour le forgeage à froid ayant une bonne usina bilité caractérisé en ce qu'il contient : C : jusqu'à 0,6 %, Si : jusqu'à 0,5 %, Mn : jusqu'à 2,0 %, S : de 0,003 à 0,04 % et Te : jusqu'à 0,03 %, le rapport % Te/% S étant d'au moins 0,04, et de plus,Al : jusqu'à 0,04 %, N jusqu'à 0,02 % et 0 : jusqu'à 0,0030 %, le reste étant pratiquement constitué de fer. 2. Acier pour le forgeage à froid ayant une bonne usina bilité, caractérisé en ce qu'il contient : C : jusqu'à 0,6 %, Si : jusqu'à 0,5 %, Mn : : jusqu'à 2,0 %, S de 0,003 à 0,04 % et Te : jusqu'a 0,03 %, le rapport % Te/% S étant d'au moins 0,04 et de plus, Al : 0,01 à 0,04 %, N : jusqu'à 0,02 % et O : jusqu'à 0,0030 %, le reste étant pratiquement constitué de fer. 3. Acier pour le forgeage à froid ayant une bonne usina bilité caractérisé en ce qu'il contient : C : jusqu'à 0,6 %, Si : jusqu'à 0,5 %, Mn : jusqu'à 2,0 %, S : de 0,003 à 0,04 % et Te : jusqu'à 0,03 %, le rapport % Te/% S étant d'au moins 0,04 et, deplus, Al: moins de 0,1 %, N : jusqu'à 0,02 % et 0 : jusqu'à 0,0030 %, le reste étant pratiquement constitué de fer 4. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par ; Ni ; jusqu'à 4,5 %, Cr : jusqu 3,5 % et Mo : jusqu'à 1,0 %. 5. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient de plus au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe cons titué par V : jusqu'à 2,0 %; Nb : jusqu'à 0,5 % ; Ti ; jusqu' à 0,5 96 ; B 3 jusqu'à 0,01 % et Zr : jusqu'à 0,5 %. 6. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par : Pb : de 0,01 à 0,30 % ; Se : de 0,003 à 0,10%; Bi : de 0,01 à 0,30 % et Ca : de 0,0002 à 0,01 %. 7. Acier pour le forgeage à froid selon 11 une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par : Ni : jusqu'à 4,5 % ; Cr : jusqu'à 3,5 % et Mo: jusqu'à 1,0 % et au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par V : jusqu'à 2,0 % ; Nb : jusqu'à 0,5%; Ti : jusqu'à 0,5 Ó ; B : jusqu'à 0,01 % et Zr : jusqu'à 0,5 %. 8. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par : Ni : jusqu'à 4,5 % ; Cr : jusqu'à 3,5 % et Mo: jusqu'à 1,0 % et au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par : Pb : de 0,01 à 0,3 % ; Se : de 0,003 à 0,10 %, Bi : de 0,01 à 0,30 % et Ca : de 0,0002 à 0,01 %. 9. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi parmi le groupe constitué par : V : jusqu'à 2,0 % ; Nb : jusqu'à 0,5 % ; Ti jusqu'à 0,5 % ; B : jusqu'à 0,01 % et Zr : jusqu'à 0,5 % et au moins un élément d'alliage choisi parmi le groupe constitué par : Pb : de 0,01 à 0,3 % ; Se : de 0,003 à 0,10 % ; Bi : de 0,01 à 0,30 % et Ca : de 0,0002 à 0,01 %. 10. Acier pour le forgeage à froid selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de plus il contient au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par : Ni : jusqu'à 4,5 % ; Cr : jusqu'à 3,5 % et Mo: jusqu'à 1,0 %, au moins un élément d'alliage choisi parmi le groupe constitué par : V : jusqu'à 2,0 %, Nb : jusqu'à 0,5 %, Ti : jusqu'à 0,5 %, B : jusqu'à 0,01 % et Zr : jusqu'à 0,5 %, et au moins un élément d'alliage choisi parmi le groupe constitué par : Pb : de 0,01 à 0,3 %, Se : de 0,003 à 0,10 %, Bi: de 0,01 à 0,30 % et Ca : de 0,0002 à 0,01 %. 11. Procédé pour préparer un acier pour le forgeage à froid ayant une bonne usinabilité contenant : C : jusqu'à 0,6%, Si : jusqu'à 0,5 %, Mn : jusqu'à 2,0 %, S : de 0,003 à 0,04 % et Te : jusqu'à 0,03 %, le rapport % Te/% S étant d'au moins 0,04, ainsi que Al de 0,01 à 0,04 %, N jusqu'à 0,02 % et O jusqu'à 0,003 %, facultativement au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par Ni : jusqu'à 4,5 %, Cr jusqu'à 3,5 90 et Mo : jusqu'à 1,0 Ó au moins un élément d' alliage choisi dans le groupe constitué par :V : jusqu'à 2,0 %, Nb : jusqu'à 0,5 %, Ti : jusqu'à 0,5 %, B : jusqu'à 0,01 et Zr : jusqu'à 0,5 %, et au moins un élément d'alliage choisi dans le groupe constitué par Pb : de 0,01 à 0,3 %, Se : de 0,003 à 0,10 %, Bi : de 0,01 à 0,30 % et Ca : de 0,002 à 0,01 %, le reste étant pratiquement constitué de fer, caractérisé en ce qu'il consiste à : préparer un acier fondu contenant les quantités prédéterminées de carbone, silicium, manganèse et soufre dans un four ou une poche, lors de l'affinage par addition d'aluminium à l'acier fondu pendant ou après le dégazage sous vide, introduire un gaz non oxydant dans l'acier fondu pour provoquer une agitation forcée afin que les grosses particules d'inclusions non métalliques puissent flotter et se séparer et ajouter du tellure et s'il est nécessaire du plomb, du bismuth ou du calcium à l'acier fondu pour y disperser uniformément ces éléments.