Brevet FR2563236A1 — publié le 19851025

PROCEDE DE FABRICATION DE BARRES OU DE FIL MACHINE EN ACIER ET PRODUITS CORRESPONDANTS Le procédé de la présente invention concerne une méthode de fabrication de barres ou de fil machine en acier présentant dans l'état brut de transformation à chaud des caractéristiques mécaniques spéciale- ment elevées, et présentant en outre après revenu. un ensemble de Ca- ractéristiques mécaniques et de propriétés d'emploi plus intéressant que celui obtenu traditionnellement avec des barres en acier traitées thermiquement. EXPOSE DU PROBLEME Il y a un besoin important de barres de caractéristiques mécaniques Levées, par exemple de "barres pétrole", utilisées notamment dans les dispositifs de forage pétrolier, ayant les caractéristiques méca- niques suivantes - charge de 2rupture supérieure ou égale à 965 MPa (soit 140 000 psi ou 98,4 kg/mm) ; - résilience KCU sens long à 20 C supérieure à 60 J/cm (soit 3430 in. lb/in2). Il existe également un besoin important de barres prétraitées, de charge de rupture supérieure à 00 MPa et de bonne résilience, pouvant être mises en oeuvre de diverses façons parmi lesquelles on peut citer l'usinage, le soudage et les conformations à froid ou à tiede, telles que le matriçage. Dans les deux cas, les barres ont souvent un diamètre supérieur a 80 mm, et pour l'ensemble des besoins les diamètres ou épaisseurs peuvent aller de 4 mm à 210 mm, qu'il s'agisse de barres dressées ou à peu pres droites ou de fils en couronne. Dans le premier cas, on utilise couramment des barres en acier au Cr Mo (composition typique : C 0,42%, Cr 1%, Mo 0,25% - désignation "42CD4" selon la norme AFNOR NF A 35-557 de juin 1975),voisin de la nuance AISI 4145H, à l'état trempe-revenu. Dans le deuxième cas, celui des barres prétraitées, on utilise aussi des aciers au Cr-Mo tels que le "35CD4" (C 0,35X, Cr 1%, Mo 0,25z) ou le "42CD4" déjà cité, à l'état trempé-revenu avec température de revenu le plus souvent comprise entre 550 et 650 C. Ces aciers trempants sont difficilement soudables et se prêtent mal aux conformations à froid. Les opérations de mise en oeuvre autres que l'usinage requièrent un traitement thermique final. Dans les deux cas examinés, on utilise ainsi des aciers relativement couteaux à cause de leurs teneurs en Cr et en Mo et à cause des tråi- tements thermiques nécessaires. De plus, ces aciers se pretent mal aux opérations de mise en oeuvre autres que l'usinage. La demanderesse a cherché à mettre au point un procédé de fabrication économique permettant de satisfaire à ces deux types de besoin (barres de hautes caractéristiques mécaniques telles que les "barres pétrole" d'une part, et-barres prétraitées d'autre part), les produits obtenus satisfaisant aux diverses exigences des utilisateurs : résistance mécanique, résilience, usinabilité, aptitude à la conformation à froid ou à tiède, soudabilité. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE CONNU Dans le brevet US 3.518.080, on décrit des aciers ayant de tres bonnes caractéristiques mécaniques à l'état brut de laminage à chaud, ayant la composition suivante : 0,01 à 0,04% C ; 2,2 à 6% Mn ; S;.1% maximum ; Al soluble 0,2% maximum ;- 0,01 à 0,2% d1au moins un élément du groupe consistant en (Nb, V, Zr) ; impuretés et Fe = le solde. Les caractéristiques mécaniques mesurées sur des barres laminées de section droite 12 x 12 mm, sont au niveau de 4 à 5% Mn : limite élastique à 0,2% = 76 à 84 kg/mm2 et charge de rupture = 88 à 104 kg/mm2. Il est indiqué que la résilience mécanique des aciers est "relativement indépendante de la température de fin de laminage", et des exem- ples de température de fin de laminage compris entre 860 et 7700C sont donnés. Toutefois, il s'agit là de barres de section droite ou épaisseur faible vis-à-vis de l'essentiel des barres étudiées dans la présente demande. Dans METALLURGICAL TRANSACTIONS - Vol.2, Déc.1971, "The Effect of the Transformation Subst-ructure on the Mechanical Properties of a Low-Carbon Manganese Martensitic Steel" p.3490, il est indiqué au sujet des mêmes aciers à 3,5 et 4,5% Mn + 0,1X Nb, que "les propriétés de résilience se détériorent considérablement lorsque la teneur en:carbone excede environ 0,04%". Bien que les aciers ci-dessous satisfassent aux impératifs techniques exposés au début de cette description, leur teneur très basse en C entraine l'obligation d'une élaboration spéciale coûteuse. EXPOSE DE L'INVENTION La demanderesse a découvert au cours de ses études et de ses essais un fait surprenant et de grande important : une addition faible de B à un acier à 4% Mn, 0,1% Nb et 0,1X C permet d'obtenir des bonnes propriétés de résilience. On peut aussi employer une addition de Ti, mais la quantité de Ti semble critique et son réglage est donc difficile en pratique. On préconise donc en alternative à l'addition de B seul une-addition de B et de Ti. On explique l'effet de B etZou de Ti sur la résilience par une action probable sur l'azote contenu, telle que la fixation de l'azote libre. Par ailleurs, la demanderesse a précisé que, dans le cas des aciers de l'invention, le forgeage ou le laminage effectué en-dessous de 9500C à. la fin du corroyage à chaud a une grande influence sur la résilience. Enfin, la demanderesse a montré que à l'aide d'un traitement de revenu on peut adapter les caractéristiques mecaniques au cahier des charges du client, en accroissant éventuellement la limite élastique, ét en améliorant l'usinabilité et l'aptitude à la conformation Un avantage essentiel de l'acier de l'invention est de pouvoir être élaboré en aciérie électrique, et obtenu directement par corroyage à chaud dans une large gamme de dimensions, de 4 mm jusqu'à 210 ma de diamètre ou épaisseur. L'invention concerne ainsi un procédé de fabrication de barres ou de fil machine en acier présentant, après corroyage à chaud et reiroi- dissement, une structure essentiellement bainitique et des caracteris- tiques minimales élevées - charge de rupture : R # 1000 MPa - limite élastique à 0,2% : E # 600 Mpa - résilience à 200C :KCU # 60 J/cm2 cet acier, élaboré de préférence en aciérie électrique, contenant en % en masse - C 0,07 à 0,13% ; Mn 3,0 à 4,5% ; Si 0,1 à 1,0% ; Nb 0,03 à 0,12X ; B et/ou Ti satisfaisant à l'une ou l'autre des deux conditions suivantes : a) B # 0,0010% et B x Ti = 0,0020 à 0,0040 Z 10 b) Ti# 0,010% et B = 0,0020 à 0,0080% N # 0,015% ; Ni+Cr+Mo+Cu # 1,0% (avec de préférence Ni# 0,3% ; Cr# 0,5% et Mo # 0,1%) ; Al# 0,08% ;S # 0,090% ; Te# 0,015% ; P # 0,020% ; autres éléments et Fe : le solde ; et la fin du corroyage à chaud état effectuée de préférence endessous de 950 C. Les "autres éléments" sont dans les teneurs habituelles à une élaboration en aciérie électrique à partir de ferrailles, leur total est habituellement inférieur à 0,5%. On évite alors en fin de corroyage à chaud le grossissement du grain de l'austénite et on obtient après refroidissement une structure bainitique résultant de la transformation de l'austénite écrouie ou à grains fins en bainite, avec une résilience fortement améliorée. Des intervalles de composition préférentiels ont été déterminés pour les éléments suivants, pris séparément ou en combinaison quelconque : - C : de préférence 0,08 à 0,11% - Mn: de préférence 3,1 à 3,6 % lorsqu'on se contente des caractéris- tiques mécaniques minimales suivantes à li état brut de laminage ou de forgeage à chaud R # 1000 MPa ; E # 600 MPa ; résilience à 20 C KCU # 60 J/cm et de préférence 3,6 à 4,3% avec S+Te ractéristiques mécaniques plus élevées dans le même état R R # 1100 MPa ; E # 750 MPa ; résilience à 200C . KCU # 70 J/cm - Si : de préférence 0,2 à 0,9% ; il ne semble pas y avoir d'influence marquée de Si sur les caractéristiques mécaniques dans cet interval le de teneurs et on peut donc s'y maintenir - Nb : de préférence 0,05 à 0,10%. Le rôle de Nb dans les aciers au manganèse est semblable à celui observé dans les aciers microalliés: d'après les publications effectuées, Nb y retarde la recristallisa tion de l'austénite et permet un durcissement par précipitation. Il est connu aussi que l'addition de Mn produit un accroissement de la solubilité de Nb dans l'austénite (publication de M.G.ABKEN, J.WEISS et J.J.JONAS dans Acta Metallurgica, 29, 19 & i, p.121). - L'addition de B et/ou de Ti qui vient améliorer de façon surnrenan- te la résilience n'a pas d'effet perceptible sur la microstructure en micrographie optique. Un mécanisme probable est une action sur l'azote, qui de son côté doit être maintenu de préférence à un ni veau assez faible car il a un effet défavorable sur la résilience. L'action du B et/ou du Ti n1 est pas bien éclaircie, les essais mon trent que l'addition du B est préférable à l'addition du Ti pour une production industrielle. Les additions de B et de Ti peuvent toutefois être combinées en maintenant Ti de préférence compris en- tre 0,010 et 0,030% dans le cadre de la premiere condition(a) B # 0,0010% et B + Ti/10 = 0,0020 à 0,0040 %. L'intervalle préférentiel B = 0,0030 à 0,0070% correspond aux prin cipaux essais effectués. N : de préférence compris entre 0,003 et 0,010t, ce qui est facile ment obtenu en aciérie électrique, équipée d'un dégazeur. - Les additions de S, Te, peuvent être ajustées comme suit pour obte nir une usinabilité améliorée à l'état brut de corroyage à chaud ou à l'état revenu, avec eventuellement un dressage, un etirage:ou ou une conformation à froid ou à température inférieure à 300 C après le corroyage à chaud ou après le revenu S 0,015 à 0,090% et Te ç 0,015% avec S + Te = 0,020 à 0,090% - Pour améliorer l'usinabilité, on peut aussi utiliser une addition de Ca en teneur préférentiellement comprise entre 0,001 et 0,004%. D'autres additions secondaires connues pour leur effet favorable sur l'usinabilité peuvent être employées sans sortir du cadre de la présente invention. - Des intervalles de teneurs préférentielles sont également indiqués pour d'autres impuretés, ils correspondent à un resserrage normal de ces teneurs en aciérie électrique, en vue d'une meilleure reproductibilité de la qualité . Ni + Cr + Mo + Cu # 0,8% . Al 0,02 à 0,06% . P # 0,015% Comme le montrent plus loin les résultats d'essais, il est particu- lierement important pour la résilience des produits en acier de l'invention que le corroyage à chaud, habituellement un laminage ou un forgeage, se termine en-dessous de 9500 C, ou mieux en-dessous de 9000C. Compte tenu des possibilités pratiques de déformation, la fin du corroyage a chaud est ainsi effectuée en-dessous de 950ssC ou de 900 C et habituellement au-dessus de 7000C, ou éventuellement à température plus faible tout en restant au-dessus de 600 C pour les produits de plus faible section droite. Cette particularité importante du procédé de l'invention, est caractérisée par une condition portant sur le rapport de réduction de section "S", "S" étant la section droite avant le début du corroyage en-dessous de 9500C et "s" étant la section droite obtenue enfin de corroyage.Dans le cas d'un changement de forme important de la section droite sans variation importante de la surface de cette section droite, par exemple dans le cas d'un aplatissement ou d'une ovalisation, il sera sans doute plus correct d'appliquer les conditions ci-dessous au rapport des épaisseurs. Dans le cas des transformations courantes par forgeage ou par laminage à chaud, dans lesquelles les réductions de section ont un rôle primordial, les conditions pratiques suivantes doivent être de préférence respectées - grosses barres de diametre ou épaisseur en fin de corroyage à chaud de 80 à 210 mm environ : rapport de réduction de section "S" par corroyage entre 950 et 7000C supérieur à 1,2 et typiquements compris entre 1,2 et 2,5 ; - barres de diamètre ou épaisseur en fin de corroyage à chaud allant de 20 à 80 mm environ : rapport de réduction de section "S" par corroyage entre 950 et 7000C supérieur à 1,5 et typiquement compris entre 1,5 et 3,5 - barres ou fils machine de diamètre ou épaisseur en fin de corroyage à chaud allant de 4 à 50 mm environ : rapport de réduction de sec tion "S" par corroyage entre 9500C et 500 C supérieur à 2 et typi quements compris entre 2 et 5. Les intervalles typiques indiques ci-dessous pour "S" correspondent s aux corroyages en-dessous de 9500C pratiquables avec les moyens connus, ces corroyages permettent I'obtention-optimale des résultats de l'invention. Ainsi on obtient avec une teneur en C de tordre de 0,1% une résilience à la température ambiante typiquement comprise entre 70 et 120 J/cm en même temps que des caractéristiques mécaniques R et E élevées, suivant le réglage du laminage ou du forgeage à chaud. Un traitement de revenu de 2 à 8 h à température entre 400 et 6500C est utilisé pour modifier les propriétés. Un tel traitement : - abaisse R, augment E lorsque sa température ne dépasse pas une température limite comprise entre 450 et 5500C, température dépendant dé la composition et des conditions de corroyage, - augmente l'allongement A% et améliore donc la ductilité, - abaisse la résilience des barres à 4% Mn selon l'invention à partir d'une température de revenu de 450 à 5000C environ, mais l'accrott pour des températures des revenu plus élevées, - améliore l'usinabilité. En pratique, un temps de 3h à 5h à température est préféré pour ce traitement de revenu. Un revenu peut être ainsi employé pour diverses utilisations impliquant notamment des usinages, des soudages et/ou des conformations à froid ou à tiède, à température habituellement inférieure à 3000 C. Un cas particulier est la fabrication de boulons, vis ou écrous par frappe à froid ou à tiède ou par matriçage, à partir de barres ou de fil machine de diamètre compris entre 4 et 50 mm, ou bien sur ces mêmes barres ou fil machine étirés ou tréfilés, de diamètre alors compris entre 3,3 et 50 mm. L'insensibilité relative des caractéristiques (R, E et résilience) aux conditions de refroidissement, favorable à la soudabilité, ainsi que les autres particularités du procédé et du produit de l'invention vont être illustrées et commentées au moyen de l'exposé des principaux résultats d'essais. EXPOSE DES PRINCIPAUX RESULTATS D'ESSAIS La figure 1 représente les variations de la charge de rupture "R" et de la limite élastique à 0,2Z "E" en;Tfonction de la température de forgeage final, pour des aciers selon l'invention et pour des aciers de référence sans B. La figure 2 représente les variations de la résilience KCU à 200C en fonction de la température de forgeage final, pour les mêmes aciers les analyses des coulées d'essai sont présentées dans 3 tableaux : - Tableau I : coulées élaborées dans un four HF de laboratoire au (Mn + Nb) et au (Mn + Nb + B) - Tableau II : coulées au four HF de laboratoire au (Mn + Nb+ B) et au (Mn + Nb:-+.Ti), avec un témoin au Cr-Mo - Tableau III : coulée industrielle avec variantes analytiques con cernant S et Te. Les barres ou fil machine de-- diamàtre compris entre 4 et 50 mm peuvent etre dressés ou étirés (allongement compris entre 3 et 20z) ou bien tréfilés (allongement total pouvant atteindre 200%), à froid ou à tiede, de préférence après revenu. lere série d'essais Ces essais concernent l'influence de B et l'influence de la température de fin de corroyage à chaud. Les lingotins provenant des coulées du Tableau I ont été dans tous les cas (pour cette série d'essais et pour les deux sériés suivantes) dégrossis en carrés de 40 x 40 mm. Puis les lingotins ont été portés à 11500C pendant 30 mn et refroidis naturellement jusqu'à la température de forgeage (Tf), et ont subi alors un forgeage rapide jusqu'au carré de 25 x 25 mm et ont été refroidis soit sous vermiculite, soit à l'eau. ta loi (temps, température de refroidissement sous vermiculite) d'un carré de 25 mm en acier correspond sensiblement à celle d'une barre de diamètre 150 mm à l'air. La première série d'essais utilise-les lingotins correspondant aux 6 coulées de la partie supérieure du Tableau I. Les caractéristiques mécaniques mesurées à l'état brut de forgeage sont présentées dans le Tableau IV ci-apres. Les résultats (R,E) sont repris dans la figure 1 et les résiliences moyennes observées dans chaque cas sont reprises dans la figure 2. En ce qui concerne ces caractéristiques mécaniques, ces 6 coulées à 0,1%C - 4%Mn et 0,17Nb environ sont à peu pres comparables par-leur analyse, à l'exception des seules variantes concernant la présence ou non de B et l'ajustement de la teneur en Si au niveau 0,9 à 1% pour les deux coulées "19" et "24". L'influence propre de la teneur en B n'apparaît pas sensible lorsque la température du corroyage final, ici un forgeage, se situe au-dessus de 950 à 10000C, qu'il s'agisse de E et R ou de la résilience KCU. Lorsque la température du corroyage final s'abaisse jusqu'à 950 à 8800C (coulées "19", "89" et "24") avec dans tous les cas refroidissement sous vermiculite qui correspond sensiblement au. refroidissement à l'air d'une grosse barre ( 150 mm), on voit que, pour les nuances avec B comme pour les nuances sans B, les caractéristiques E et R augmentent progressivement de 100 à 200 MPa. Quant à la résilience KCU à 200C, elle s'améliore salement dans les deux cas, mais de façon beaucoup plus importante pour les nuances au B (coulées "89" et "24"). Pour ces coulées on passe ainsi du niveau "50 J/cm" pour 1000 C, au lieu de "22-24 J/cm" pour la coulée "88" sans B, à un niveau de ré silience de 100 à 125 J/cm pour les températures de corroyage final comprises-entre 920 et 8800C. Le refroidissement à l'eau (forgeages à 8900C) améliore sensiblement E et un peu R, sans diminuer la résilience, ceci pour les deux coulées "19" sans B et "24" avec B. L'influence éventuelle du "fort Si", avec peut-être un accroissement de E et de R et une baisse limitée de la résilience (comparaison des coulées "89" et "24" pour des forgeages à 9000C d'une part et à 920 et 8800C d'autre part), ne parait pas gênante et on retire de ces essais l'enseignement qu'on peut limiter la teneur en Si de l'acier de l'invention à 1,07, et de préférence à 0,94. 2ème série d'essais Cette série d'essais concerne l'influence de variations analytiques sur Mn, C, Si, V, cette derniere étant testée sur la nuance de comparaison sans B (coulée "18"). Les 5 coulées du bas du Tableau I ont été utilisées ainsi que les 3 coulées "19" "89" et "24" déjà utilisées dans la lere série d'essais. La méthode de transformation à chaud est la même que dans la làre série d'essais, la température de forgeage rapide ou corroyage final à chaud est de 880 à 9000 C, les refroidissements sont faits sous vermiculite. Ces essais dont les résultats apparaissent dans le tableau V sont pour une part une confirmation de la lere série d'essais. La variation de la teneur en Si de 0,24% (coulée "26") à 0,87% (coulée "24") ne semble pas ici affecter de façon importante les caractéristiques mécaniques. La teneur en C faible (0,062t coulée "25") donne dans ces conditions de corroyage à chaud des caractéristiques "E" et "R" plus faibles, mais encore d'un bon niveau, et la résilience est améliorée.Enfin, l'abaissement de la teneur en Mn à 3,5t et à 3% entraîne un abaissement progressif des caractéristiques E, R et KCU surtout sensible pour E et la résilience KCU : celle-ci pour 3% Mn est comparable à celle obtenue avec un acier à 4D Mn sans B (coulée "19") L'addition de V, qui n' a pas d'interférence avec l'addition de B et est testée dans la coulée "18" avec 4% Mn sans B, n'a pas d'effet sensible dans cet état brut -de corroyage à:chaud. 3ème série d'essais Cette troisième série d'essais concerne l'influence d'un traitement thermique-de revenu sur les caractéristiques mécaniques des produits bruts de corroyage à chaud. Les barres de section droite 25 x 25 mm refroidies sous vermiculite après le forgeage final a chaud, barres obtenues dans les deux séries d'essais précedentha; y sont soumises à des revenus de durée 4 heures. Les températures de revenu et les caractéristiques méca- niques obtenues sont portées dans le tableau VI. L'influence du revenu est déterminée par comparaison entre les caractéristiques après revenu (tableau VI) et celles avant revenu (tableau IV ou tableau V), pour chaque coulée et ppur la même température finale de forgeage (Tf). La température du revenu (TR) varie de 500 à 6500C pour 2 lots forgés à 100 C (coulées "88" et "89"), et est de 450 C et de 5000C pour les autres lots qui sont forgés à 8800C ou 900 C. L'étude de ces résultats montre que, pour Les coulées à 4% Mn sans B et pour les coulées avec B - la limite élastique E est améliorée, surtout pour la température de revenu la plus faible testée c'est-à-dire 4500C ; l'améliora- tion est particulierement importante dans le cas de l'addition de O, 1X V (coulée "18").; - la charge de rupture R est abaissée dans tous les cas, elle dimi nue quand la température de revenu augmente ; - l'allongement augmente de 10-11% à 15-16%, sauf pour les teneurs les plus faibles en Mn : coulées "36" et "37" auxquelles correspon dent un meilleur allongement à l'état brut de forgeage, cet allon gement est alors faiblement amélioré par le revenu à 450 ou 500 C ; - la résilience est souvent peu modifiée par le revenu à 4500C et abaissée par le revenu à 5000C : c'est le cas des coulées à 4%Mn "19", "18", "26" et "25". La coulée "24" (4% Mn + B fort Si) donne une résilience abaissée des le revenu à 4500C. Les barres de la coulée "37" à 3% Mn + B ont leur résilience fortement améliorée par le revenu à 450-500 C : elles passent d'une résilience moyenne de l'ordre de 70 J/cm à l'état brut de forgeage (tableau V) à une résilience de l'ordre de 110-120 J/cm2 apres revenu à 450 ou 500 C (tableau VI). La coulée "36" à 3,5% Mn +B a un comportement inter médiaire : la résilience moyenne des barres obtenues passe de 80 85 J/cm à l'état brut de forgeage à environ 90 J/cm après reve nu à 4500C ou à 500 C.Enfin les -barres des coulées "88" et "89" forgées à 10000C et ayant une résilience faible à l'état brut de forgeage ont leur résilience améliorée dès la température de revenu de 5000C, cela surtout pour les- barres de la coulée "88" sans B qui ont une résilience particulierement faible à l'état brut de forgea ge. Mais la résilience de ces barres "88" et "89" n'est fortement améliorée qu'après le revenu à 650 C, et on a alors des caractéris- tiques mecaniques (E,R) trop faibles vis vis du besoin étudié (cas des barres prétraitées). D'après tous ces résultats, seules les barres ayant les caractéris- tiques mécaniques les plus élevées à l'état brut de corroyage à chaudbarres à 4% Mn ayant subi un forgeage final nettement en-dessous de 9500C ( 8800 C)- ont leur résilience abaissée par le revenu à 500 C, le compromis (E,R,KCU) obtenu alors pour des barres telles que '24" et "26" pouvant être intéressant pour certaines applications C E particulièrement élevé, résilience supérieure à 70 J/cm2. Ces essais de revenu confirment l'importance de la conduite du corroyage à chaud, avec un corroyage final suffisant en-dessous de 9500C et mieux en-dessous de 9000 C, pour obtenir des caractéristiques mécaniques élevées, aussi bien à l'état revenu qu'à l'état brut de corroyage à chaud. Les résultats du tableau VI suggèrent que des revenus entre 450 et 6500C environ peuvent être intéressants en préalable à un étirage à froid ou à tilde ou à une conformation à froid ou à tiede (par exemple entre 100 et 3000C). Ces corroyages à froid ou à tiède permet tent alors de rehausser E et R. L'ensemble des résultats montre aussi qu'une température plus faible que 450 C, au minimum 400 C, peut dans certains cas être préférable pour le revenu. De façon typique, pour les coulées selon l'invention laminées ou forgées en final en-dessous de 9500C et ayant une teneur en Mn supérieure à 3,6 %, teneur de préférence comprise entre 3,6 et 4,3%, l'intervalle de températures de revenu 400-4750C est spécialement intéressant pour améliorer la limite élastique et l'allongement sans trop diminuer la charge de rupture et la résilience, tandis que l'intervalle 475-6000C est spécialement intéressant lorsqu'on fait apres le revenu une déformation ou une conformation à froid. 4ème série d'essais Ces essais portent sur le remplacement éventuel du bore par le titane. L'effet surprenant du B sur la résilience de l'acier étudié étant probablement dû à son action sur l'azote, il était intéressant d'étudier si le titane, agent dénitrurant, avait aussi un effet. Les coulées de laboratoire réalisées (tableau II) sont de 3 sortes des coulées à 4% Mn + B, des coulées à 4% Mn avec additions de Ti échelonnées, et une coulée de comparaison du type "35CD4" (norme AFNOR NF A35-557) Les lingotins des coulées à 4Z Ha ont d'abord été transformés en barres carrées de section droite 50 x 50 mm par forgeage à 10000C, puis refroidis à l'air. Ils ont ensuite subi un forgeage contrôlé selon les étapes suivantes : chauffage à 1150 C, debut et fin de forgeage à 900 C, le forgeage de chaque lingotin durant 90 s environ et la section droite obtenue étant un carré de 25 x 25 mm (le rappot "S/s" défini précédemment est alors de 4), puis refroidissement sous vermiculite à partir de 7500C environ. La caractérisation mécanique (tableau VII) a été faite à l'état brut de forgeage. Le lingotin de la coulée n018 de comparaison (AFNOR "35CD4 ou encore AISI 4137) a été forgé en carré de 25x25 mm à 11000C et refroidi à l'air, puis a subi le traitement thermique classique suivant austénitisation 30 mn à 8500C trempe huile revenu 4 h à 5750C les caractéristiques mécaniques portées dans le tableau VII correspondent à l'état trempé-revenu ainsi obtenu. L'examen du tableau VII et du tableau II conduit aux conclusions suivantes - l'addition de Ti a un effet optimal sur la résilience pour 0,03X Ti, mais cet effet est nettement plus faible aux niveaux de 0,05 et de 0,015% Ti, et par ailleurs les caractéristiques R et E obtenues sont plus faibles que dans le cas de l'addition de B (coulées "100" et "101") - le réglage de la teneur en Ti pour obtenir l'effet recherché parait donc difficile, et l'addition de B est préférable à l'addition de Ti pour l'application industrielle. Ces résultats tendent à conforter ici l'hpothese d'une action dénitrurante de Ti ou tout au moins d'une action semblable à celle de B, il est intéressant en pratique d'associer B et Ti en évitant les teneurs en Ti supérieures à 0,030% et en maintenant un minimum-de teneur en B de 0,010%, avec la condition déjà indiquée plus haut (a) B #0,0010% et B + Ti = 0,0020 à 0,0040% - les coulées au "Mn+B" n0 100 et 101 se comparent favorablement, dans leur état brut de forgeage, avec le témoin "35CED4"n 018 dans l'état trempé-revenu, en ce qui concerne les: caractéristiques mécaniques à la température ambiante. Par contre, leur résilience à -500C est un peu moins bonne. On a vérifié que cette résilience à -500C était toutefois meilleure que celle d'un acier "42CED4" à 0,46%C trempé-revenu. 5ème série d'essais Elle porte sur les conditions de corroyage à chaud de- grosses bar res:issues d'une coulée industrielle, et d'autre part sur l'amélioration de l'usinabilité par adjonction de S etfou de Te. Dans une même coulée industrielle, on a fait 3 variàntes analytiques (tableau III). Les lingots obtenus ont été transformés par laminage à chaud en barres de diamètre 170 mm et de diametre 105 mm. Les caractérisations mécaniques ont été faites à l'état brut de laminage puis apres revenu 4h à 5250C, et des essais d'usinage ont été effectué dans ces deux états. Seules les analyses des portions de lingors ainsi caractérisées sont portées dans le tableau III. Il y a en outre dans chacune des 3 variantes du calcium en teneur comprise entre 0,002 et 0,0037. Les caractéristiques mécaniques et les résultats d'essais d'usinage figurent dans les tableaux VIII, IX et X. Dans les 3 premières séries d'essais faites à partir des coulées de laboratoire -du tableau I, on a constaté l'influence importante du corroyage final effectué en-dessous de 9500C, en l'occurrence un forgeage rapide exécuté à des températures initiales comprises selon les cas entre 950 et 880 C, le rapport de réduction de section endessous de 950 C "S" étant alors toujours égal à 402/252 = 2,56. s Dans les essais présents, concernant des grosses barres, les conditions de corroyage à chaud sont fortement différentes - barres de 170 mm ("2P" et "9") chauffage à 12000C et dégrossissage au blooming, finissant sur pro duit de section 191x200 mm ; puis laminage en cage à billettes, avec début à 10200C, engagement du pré-ovale 150x200 mm à 9100C, engagement rond à 835 C et fin de laminage à 8000C environ ; le rapport "S" sur cette grosse section est au moins égal au rap port entre s la section ovale 150x200 mm et la section circulaire # 170 mm, c'est-à-dire au moins égal à environ 1,24. - barres de 105 mm ("1P" et "19P") : chauffage à 12000C et dégrossissage au blooming, finissant sur produit de 160x164 mm, puis laminage débutant à 930-96O0C, avec engagement du pré-ovale 120x160 mm à 9200C, engagement rond à 8200C environ, et fin du laminage vers 800 C ; le rapport "S" est ici au moins égal au rapport entre la section ovale s 120 x 160 mm et la section circulaire 0105 mm, et au plus égale au rapport entre la section 160 x 164 mm et cette même section circulaire 105 mm, ce rapport "#" est donc compris entre 2,2 et 3. s Dans les deux cas, les barres ont été refroidies à l'air. Les caractéristiques mécaniques à l'état brut de laminage à chaud figurent dans le tableau VIII et les caractéristiques à l'état revenu 4h à 525a9 figurent dans le tableau IX. On observe que les bar res # 105 mm sans addition de S ni de Te ont des caractéristiques d'un très bon niveau, avec une résilience à 20 C de 100-110 J/cm. Les barres # 170 mm sans doute moins corroyées en-dessous de 950 C ont une résilience plus faible du niveau de 70 J/cm. La dureté est homogène dans la section des produits d'après les déterminations faites sur # 170 mm à l'état revenu (tableau IX). Par contre la résilience est plus faible à mi-rayon que plus pres de la surface, c' est-à-dire à seulement 12,5 mm ou 25,4 mm de cette surface. La température de 5250C est mal adaptée pour le revenu de ces barres 170 mm dans le cas où on rechercherait de bonnes résiliences à coeur. Les essais précédents (tableau VI) montrent comment choisir les conditions de revenu pour optimiser les propriétés. Le tableau X regroupe les teneurs en certains éléments particuliere- ment importants pour l'usinabilité (C, S, Te), les caractéristiques mécaniques, moyennes des résultats des tableaux VIII et IX (R, E, Z%, KCU à +20 C) et le résultat du test d'usinage. La striction ZI lors de l'essai de traction est indiquée dans ces 3 tableaux en com- plément de l'allongement A%, car c'est comme AX un critère intéressant de ductilité et de déformabilité. Le tableau IX montre que la striction reste élevée au travers de la section droite des barres 170 mm repérés (2P) et (9P). Le tableau X montre que dans le cas des barres (9P), d'allongement et de striction relativement faibles à l'état brut de laminage, le revenu à 5250C permet d'augmenter ces caractéristiques et d'obtenir un compromis de propriétés tout à fait intéressant, compte tenu de l'amélioration de l'usinabilité. Essais d'usinage Les essais d'usinage, aboutissant aux résultats $VB30-0,3" portés dans le tableau X, consistent en des essais de tournage effectués selon la norme NF A 03-655 sur des échantillons de barres écroûtées de longueur 600 mm environ, par passes successives avec interruption d'au moins 5 minutes après chaque passe, dans les conditions de coupe suivantes - avance 0,25 mm/tour - profondeur de passe 1,5 - plaquette carbure SNUN 12-04-08 suivant dénomination ISO, carbure du type P20 suivant classification ISO des carbures. Le critère d'usinabilité choisi est le critère d'usure de l'outil VB30-0,3 selon la norme NF A 03-655, c'est-à-dire la vitesse de coupe conduisant à une usure en dépouille de 0,3 mm en 30 minutes. Les résultats portés dans le tableau X montrent l'influence des additions "S+Te" sur I'usinabilité à ltétat brut de laminage : influence déjà sensible pour 0,02X S et 0,0059. Te (vitesse de coupe aug mentée de 17,5%), influence beaucoup plus importante pour 0,067% S et 0,009% Te (185 m/mn comparé à 132 m/mn soit +40%). Ils montrent aussi l'influence favorable du revenu sur l'usinabilité, se traduisant par une augmentation de vitesse de coupe comprise entre +20 et +40%. On a reporté les valeurs typiques observées avec un acier "35CD4" selon norme AFNOR NF A 35-557, avec addition de soufre (S 0,03z) pour amélioration de l'usinabilité. Cet acier est couramment utilisé sous forme de barres prétraitées à l'état trempe-revenu. L'examen du tableau X permet de conclure que, même avec cette faible addition de S, les barres brutes de laminage selon l'invention donnent, avec une charge de rupture beaucoup plus élevée, une usinabilité aussi bonne que le "35CD4" traité. Et pour le même niveau de rés i- lience mécanique et une teneur en "S+Te" comparable, les barres selon l'invention à l'état revenu s'usinent beaucoup mieux : c'est le cas des barres "9P" à l'état revenu à 525 C (tableau X) ou à une température un peu plus faible (450 à 5000C) de façon à avoir une charge de rupture R un peu plus élevée. Sixième série d'essais La sixième série d'essais concerne le laminage à chaud et le tréfilage d'un fil machine de diamètre 13 mm selon l'invention. La couronne de fil machine (1 tonne) laminée au diamètre 13 mm pro vient de la portion de lingot "1P" de la coulée industrielle dont l'analyse figure dans le tableau III. Les conditions de laminage à chaud se résument comme suit - 1er laminage à chaud en billettes de section droite 108x103 mm et refroidissement - réchauffage à 1150-1200 C et laminage à chaud avec engagement du rond de diamètre 25 mm à 9200C et fin de laminage à 800-8500C au diamètre 13 mm avec mise en spires et refroidissement à l'air. - le rapport "S'1 caractérisant le corroyage en-dessous de 9500C est au moins égals à 25 2 = 13 Les caractéristiques mécaniques à l'état brut de laminage et après revenu 4 h à 4700C figurent dans le tableau XI, ainsi que les caractéristiques du fil revenu-tréfilé après des passes successives de tréfilage. Après 4 passes de tréfilage, on atteint ainsi 165t d'al- longement total ou allongement cumulé, et les caractéristiques mé- caniques obtenues alors sont très intéressantes ear elles associent une limite élastique à 0,2% "E" supérieure à 1000 MPa et une charge de rupture supérieure à 1100 MPa à une réserve de ductilité encore importante si l'on en juge par le coefficient de striction "Z%". Ce compromis de caractéristiques mécaniques est obtenu dès 70 à 80% d'allongement total, et les essais mécaniques complétés par des mesures de dureté Vickers à mi-rayon (les duretés portées dans le tableau XI sont les moyennes de 10 mesures) montrent que la qualité obtenue est excellente. Ces résultats de tréfilage montrent la bonne aptitude à la déformation à froid de l'acier de l'invention après revenu, et permettent de conclure que des barres ou fils de cette qualité peuvent être dressés ou étirés à froid ou "à tiède" à moins de 300 C, à des diamètres couramment compris entre 3,3 et 20 mm et pouvant aller jusqu'à 50 mss. Cette aptitude à la déformation à froid après revenu permet également des conformations par frappe à froid ou à tiède, ou par matriçage à froid ou à tiède, en particulier la fabrication de boulons, vis ou écrous de hautes caractéristiques mécaniques. TABLEAU I - Analyse des coulées de laboratoire au (Mn + Nb) et au (Mn + Nb + B) (en millième de % en masse, sauf pour Mn) N Type C Si Mn Ni Cr Mo Cu Nb B Al N S P V coulée % 40 4% Mn 104 481 4,07 256 289 35 184 86 - 39 9 18,4 9 88 " 103 489 4,07 251 247 33 170 85 - 42 9 18 9 19 4% Mn 105 1024 4,08 247 248 32 174 91 - 53 9 19 8 fort Si 41 4%Mn+B 103 514 4,03 257 269 30 170 95 5,2 51 9 18,5 9 89 " " 107 512 4,07 251 250 31 174 88 4,8 46 9 19 8 24 4%Mn+B 100 874 4,02 248 263 31 171 101 5,8 44 6 5 5 fort Si 18 4%Mn+ 109 537 4,03 248 255 30 171 88 - 44 9 19 9 110 0,1%V 25 4%Mn+B 62 510 4,01 252 265 32 171 100 4,5 44 4 4,7 5 bas C 26 4%MN+B 103 240 4,02 244 247 31 172 101 4,5 41 5 5 6 bas Si 36 3,5%Mn+B 104 503 3,53 249 281 28 195 90 4,8 35 10 19 9 37 3%Mn+B 108 521 3,03 248 247 32 173 97 4,1 35 7 19 8 TABLEAU II - Analyse des coulées de laboratoire au (Mn + B) et au (Mn + Ti) (en millième de % en masse, sauf pour Mn) N Type C Si Mn Ni Cr Mo Cu Nb Al N S P B Ti coulée % 100 4%Mn+B 086 491 4,13 258 259 027 157 090 041 006 007 005 5,0 101 " 103 477 4,03 247 255 033 188 087 032 005 006 004 3,8 102 4%Mn+ 100 493 4,01 251 261 031 169 091 033 005 006 005 - 052 0,05%Ti 168 4%Mn+ 102 460 4,00 240 310 035 177 088 030 004 004 005 - 030 0,03%Ti 169 4%Mn+ 102 463 4,04 266 218 028 175 091 023 004 005 005 - 015 0,015%Ti 018 C0,38%- 373 209 0,88 049 1037 206 004 - 030 - 005 004 - Cr1% Mo0,2% Tableau III - Analyse de 3 variantes analytiques d'une même coulée industrielle (en millièmes de % ebn masse, sauf pour Mn) Repère Variante lingot C Si Mn Ni Cr Mo Cu Nb Al Sn N S Te B Ti P et posi- % tion S 0,003 1P 088 380 3,80 117 231 015 143 076 038 008 006 004 > 0005 5,2 003 013 2P 093 382 3,85 116 232 016 143 078 045 008 012 004 " 5,8 003 013 S 0,02+ 9P 087 398 3,85 116 231 016 142 079 045 009 011 020 005 5,0 003 015 Te S 0,07+ 19P 089 377 3,85 119 232 016 145 080 040 008 006 067 009 5,5 003 014 Te Tableau IV - lere série d'essais N Type Tf mode de re- E R A KCU 2 coulée ( C) froidisse- (MPa) (%) (J/cm) ment 40 4% Mn 1180 vermiculite 745-745 1020-1015 13-13 8-8-10 1120 " 699-7r8 1141-1134 14-14 18-36 88 " 1000 " 722-722 1158-1158-12-Il 24-22 970 " 755-755 1185-1200 15-15 52-56-66 19 4%Mn fort Si 950 " 755-765 1220-1215 13-12 88-80-64 82 920 " 760-760 1215-1225 12-13 56-52-72 44 890 eau 970-960 1325-1350 11-11 88-94-88 86 880 vermiculite 837 1308 10,5 64-66-78 86 41 4%Mn+B 1180 vermiculite 695-670 1085-1075 14-14 10-8-8 1120 " 680-658 1102-1089 | 14-13 1836 89 " " 1000 " 795-764 1197-1200 12-12 50-50 900 " 780-780 1180-1215 16-16 124-124 124 24 4%Mn+B 950 " 800-835 1220-1235 12-12 96-84 fort Si | 80-86 920 ., 815-84' 1245-1250 12-12 118-104 110 890 eau 970-995 1340-1350 10-10 102-102 100-96 880 vermiculite 900 1325 10,5 96-106 112-112 Tableau V - 2ème série d'essais N Type Tf E R A KCU coulée ( C) (MPa) (MPa) (%) (J/cm) 19 4%Mn fort Si 880 837 1308 10,5 64-66-78-86 18 4%Mn+0,1%V 880 792 1260 11,5 64-66-74-76 24 4%Mn+B 880 900 1325 10,5 96-106-112-112 fort Si 89 4%Mn+B 900 780-780 1180-1215 1616 124-124-124 26 4ZMn+B 880 925 1287 10 -104-110-110-114 bas Si 25 4%Mn+B - 880 797 1162 11 120-124-128-134 bas C 36 3,5%Mn+B 900 | 705-715 1135-1150 14-14 96-84-70-80 37 3%Mn+B 900 630-640 1040-1060 14-16 -66-60-78-74 Tableau VI - 3ème série d'essais N Type Tf TR E R A KCU coulée ( C) ( C) (MPa) (MPa) (%) (J/cm) 88 4% Mn 1000 500 807 942 16 44-54 550 773 891 18 56-64 600 740 868 20 74-76 650 636 866 28 124-124 89 4%Mn+B 1000 500 856 950 16 52-36 550 837 922 17 48-74 600 860 886 18 60-56 650 687 835 28 120-120 19 4%Mn fort Si 880 450 975 1150 15 72-60 500 935 1050 16 60-58 18 4%Mn+0,1%V 880 450 970 1175 15 68-66 500 980 1110 16 44-60 24 4%Mn+B 880 450 980 1155 16 94-84 fort Si 500 935 1015 16 92-86 26 4%Mn+B 880 450 970 1095 16 116-112 bas Si 500 930 980 16 86-76 25 4%Mn+B 880 450 835 1010 16 132-120 bas c 500 880 965 16 100-88 36 3,5%Mn+B 900 450 805 1070 15 96-98-80-90 500 805 955 15 92-96-84-84 37 3%Mn+B 900 450 715 935 16 122-112-104 116 500 710 875 16 116-122-114 122 Tableau VII - 4ème série d'essais N Type R E A Résilience KCU (J/cm) coulée (MPa) (MPa) (%) - 50 C 0 C + 20 C + 50 C 100 4%Mn+B 1210 830 12 70-72 84-84-92 120-126 126-126-128 101 " " 1240 860 14 52-64 74-80-82 92-104 112-116-116 102 4%Mn+0,05%Ti 1140 765 13 24-48 64-70-74 72-78 86-88-90 168 4%Mn+0,03%Ti 1185 770 13 56-68 80-86-86 74-94-100 84-98-104 169 4%Mn+0,015 1180 775 15 44-60 56-60-68 70-74-78 82-88-90 %Ti 018 C 0,38%-Cr1% 1000- 870- 17-17 10-100-104 110-110-110 108-112-116 112-114-116 Mo 0,2% 1000 880 (AFNOR 35CD4) TABLEAU VIII - 5ème série d'essais : caractéristiques mécaniques à l'état brut de laminage #bar- Repère R E A Z Résilience KCU (J/cm) res lingot (MPa) (MPa) (%) stric- - 50 C -20 C 0 C +20 C + 50 C (mm) et po- tion sition (%) S 0,003% 105 1P 1170 790 15 58 62-50-56 66-70-68 86-84-80 102-96-116 118-116-118 1150 765 15 58 (56) (68) (83) (105) (117) 170 2P 1080 725 15 53 16-28-24 52-40-52 44-60-60 72-76-64 104-80-80 1100 725 15 42 (23) (48) (55) (71) (88) S0,02% 170 9P 1110 725 12 38 10-18-18 36-30-36 42-48-52 60-62-58 62-66-66 %Te 1100 710 12 36 (15) (34) (47) (60) (65) S0,07% 105 19P 1130 735 13 43 30-36-40 -- 54-50-50 66-56-54 62-62-68 + Te 1120 750 13 45 (35) (51) (58) (64) Nota : les éprouvettes ont été prélevées à mi-rayon sur # 105 mm et à 25,4 mm du bord sur # 170 mm. TABLEAU IX - 5ème série d'essais : caractéristiques mécaniques des barres # 170 mm après revenu 4h à 525 C, influence de la position des prélèvements Repère lingot Position des R E A Z Résilience KCU à +20 C et position prélèvements (MPa) (MPa) (%) (%) (J/cm) (moyennes) à 12,5 mm 920 815 18 64 50-42-56-70-50-58 de la surface 915 805 18 64 (54) à 25,4 mm 925 815 18 63 54-54-74-60-50-46 2P de la surface 945 824 16 63 (56) à mi-rayon 965 840 17 59 40-36-30-30-28-36 965 833 17 58 (33) à 12,5 mm 920 795 17 61 74-58-58-52-58-66 de la surface 920 800 18 63 (61) à 25,4 mm 935 835 18 60 48-54-44-58-64-52 9 P de la surface 950 830 17 63 (53) à mi-rayon 925 810 17 61 36-36-30-62-24-22 925 805 17 61 (35) TABLEAU X - 5ème série d'essais : usinabilité à l'état brut de laminage et à l'état revenu 4h à 525 C Repère et Analyse en certains R E0,2 A Z KCU moyen VB 30/03 diamètre éléments (%) Etat (MPa) (MPa) (%) (%) à+20 C (mm) C S Te (J/cm) (m/mm) brut de la- 1160 777,5 15 58 105 132 1P 0,088 0,004 > 0,0005 minage (#105) revenu 918 810 18 64 54 180 brut de la- 1105 717,5 12 37 60 155 9P 0,087 0,020 0,005 minage (#170) revenu 920 797 17,5 62 61 200 brut de la- 1125 742,5 13 44 58 185 19P 0,089 0,067 0,009 minage (#105) revenu -- -- -- -- -- 225-230 Témoin C 0,35%-Cr1%-Mo 0,2%- trempé "35CD4" S 0,03% revenu 950 780 17 35 70 130 Tableau XI - 6ème série d'essais : fil-machine laminé à chaud, puis revenu et tréfilé (portion de lingot "1P") Allongement Dureté Vickers Etat Diamètre total de R E A Z moyenne à mi (mm) tréfilage (%) (MPa) (MPa) (%) (%) rayon Brut de lami- 13,0 0 1150 840 15 61 -nage à chaud Revenu " 0 930 755 18 63 316 (4h à 470 C 950 815 18 63 11,65 25 1015 880 12 61 333 1015 915 13 60 Tréfilé 10,80 45 1050 965 13 60 345 1060 960 12 60 après 8,95 110 1160 1080 12 58 364 1170 1120 11 58 revenu 8,0 165 1150 1060 12 54 369 1170 1075 11 56 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de barres ou de fil machine en acier présentant après corroyage à chaud et refroidissement une structure bainitique et des caractéristiques mécaniques (R, E, KCU) élevées : - charge de rupture R # 1000 MPa - limite élastique à 0,2% E > 600 MPa - rélisience KCU à 20% # 60 J/cm caractérisé en ce quton élabore un acier contenant en Z en masse : - C 0,07 à 0,13% ; Mn 3,0 à 4,5% ; Si 0,1 à 1,0% ; Nb 0,03 à 0,12% ; B et/ou Ti satisfaisant à l'une ou l'autre des deux conditions sui vantes : A) B # 0,0010% et B + Ti/10 = 0,0020 à 0,0040 % 10 b) Ti #0,010% et B = 0,0020 à 0,0080% N # 0,015%; Ni+Cr+Mo+Cu # 1,0% ; Al# 0,08% ;S # 0,090% ; Te# 0,015%; P # 0,020% ; autres éléments et Fe : le solde ; et en ce que la fin du corroyage à chaud est effectuée en-dessous de 9500C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier élaboré contient - C 0,08 à 0,11% ; Mn 3,1 à 4,3X ; Si 0,2 à 0,9% ; Nb 0,05 à 0,10% ; B 0,0030 à 0,0070% ; N 0,003 à 0,010% ; Ni + Cr + Mo + Cu# 0,8 % ; Al 0,02 à 0,07% ; S # 0,090% ; Te #0,015% ; P# 0,015% ; autres élé ments et Fe : le solde. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2-, caractérisé en ce que l'acier élaboré contient 3,1 à 3,6% Mn. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel- les barres en acier obtenues ont une charge de rupture R # 1100 MPa, une limite élastique E # 750 MPa et une résilience KCU # 70 J/cm, caractérisé en ce que l'acier élaboré contient 3,6 à 4,3% Mn et S + Te # 0,015%. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'acier élaboré contient S = 0,015 à 0,090% et Te 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les barres obtenues ont un diamètre ou une épaisseur compris entre 20 et 80 mm, caractérisé en ce que la fin du corroyage est effectuée entre 950 et 7000C et produit une réduction de section de rapport II5ir supérieur à 1,5. s 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les barres ou les fils machines obtenus ont un diamètre ou une epaisseur compris entre 4 et 50 mm, caractérisé en ce que la fin du corroyage à chaud est effectuée entre 950 et 6000C et produit une réduction de section de rapport "S/s" supérieur à 2. s 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caracté- rise en ce que les barres ou les fils machine bruts de corroyage à chaud subissent un revenu de température comprise entre 4000C et 6500C avec un temps de maintien à température compris entre 2h et 8h. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les barres ou les fils machine obtenus, de diamètre ou épaisseur compris entre 4 et 50 mm sont ensuite étirés ou dressés à froid ou à tiède à temDéra- ture inférieure à 3000 C. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les barres ou les fils machine obtenus, de diamètre ou épaisseur compris entre 4 et 50 mm sont tréfiles à froid ou à tiède à température inférieure à 3000C avec un allongement total inférieur ou égal à 200%. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les barres ou fils machine obtenus par corroyage à chaud suivi d'un revenu, avec éventuellement un étirage, un dressage ou un tréfilage avant ou après le revenu, de diamètre ou épaisseur alors compris entre 3,3 et 50 mm, sont transformés par mise en forme à froid, ou à tiède à température inférieure à 300 C en boulons,vis ou écrous. 13. Barre, fil machine ou pièce conformée en aciers de structurebai- nitique contenant en % en masse - C 0,07 à 0,131 ; Mn 3,0 à 4,5% ; Si 0,1 à 1,0% ; Nb 0,03 à 0,12% ; B et/ou Ti satisfaisant à l'une ou l'autre des deux conditions suivantes : a) B # 0,0010% et B+Ti/10 = 0,0020 à 0,0080% b) Ti # 0,010% et B = 0,0020 à 0,0080% N # 0,015% ; Ni+Cr+Mo+Cu # 1,0% ; Al # 0,08% ; S # 0,090% ; Te # 0,015% ; P 14. Barre, fil machine ou pièce conformée selon la revendication 11, caractérisé en ce qu il a comme caractéristiques mécaniques - charge de rupture R # 900 MPa - limite élastique E > 600 MPa - résilience à 20 C KCU # 60 J/cm 15.Barre ou fil machine ou Fiece conformée selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il contient en % en masse : C 0,08 à 0,11N Mn 3,6 à 4,3% ; Si 0,2 à 0,9% ; Nb 0,07 à 0,11% ; B 0,0030 à 0,0070 ; N 0,003 à 0,010% ; Ni+Cr+Mo+Cu # 4 1,0% ; Al 0,02 à 0,07% ; S 4 0,0905; Te # 0,015% ; P # 0,015% ; autres éléments et Fe : le solde, et en ce qu'il a comme caractéristiques mécaniques - charge de rupture R > 1100 MPa - limite élastique E > 750 MPa - résilience à 200C KCU# 70J/cm2. 16. Barre, fil machine ou pièce conformée selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il ou elle contient en % en masse S 0,015 à 0,090% et Te # 0,015% avec S+Te = 0,020 à 0,090%. 17. Boulon, vis ou écrou selon l'une quelconque des revendications 12 à 15. 18. Barre, fil machine ou pièce conformée obtenus par le procédé de l'une quelconque des revendications I à 12.