Brevet FR2571740A1 — publié le 19860418

Acier au manganèse pour, notamment, des tubes de cycles La présente invention se rapporte à un acier faiblement allié au manganèse destiné aux traitements thermiques et utilisable, notamment, pour des tubes de cycles. On connatt, sous la dénomination AFNOR 20M5, un acier faiblement allié au manganèse dont la composition est en poids: 0,16 à 0,22 % de car- bone, 1, 10 à 1,40 % de manganèse, 0,15 à 0,35 % de silicium, moins de 0,035 % de phosphore, moins de 0,035 % de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles. On utilise des aciers du type précité pour des tubes de cadres de cycles. Ces aciers doivent pouvoir être brasés au moment de la fabrication des cadres. On cherche à alléger au maximum les cadres et on a besoin d'a- ciers dont la résistance à la traction est maximum. La présente invention a pour but d'améliorer la résistance à la traction d'un acier faiblement allié au manganèse dérivé de l'acier 20M5. Cet acier est du type dit à dispersoïdes. L'aptitude à la déformation à chaud et à froid est remarquable. L'acier selon l'invention est spéciale- ment adapté à la fabrication de tubes de cadres de cycles allégés. Le but recherché est atteint par un acier au manganèse, résistant à la traction et à la fatigue et ayant de bonnes propriétés de brasage qui comporte, en poids, 0,16 à 0,20 % de carbone, 1,20 à 1,50 % de manganèse, 0,15 à 0,50 Z de silicium, jusqu'à 0,035 % de phosphore, jusqu'à 0,035 % de soufre, jusqu'à 0,20 % de nickel, jusqu'à 0,20 % de chrome, jusqu'à 0, 05 % de molybdène, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles, et caractérisé par le fait qu'il comporte de 0,05 à 0,15 % de vanadium. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description suivante. La teneur en carbone est comprise en poids entre 0,16 et 0,20 %. L'acier contient du manganèse avec une teneur comprise en poids entre 1, 20 et 1,50 %. Cet élément renforce la résistance à la traction. La teneur en phosphore ou en soufre ne dépasse pas 0,035 %. L'acier contient du vanadium avec une teneur comprise entre 0,05 et 0,15 % et préférentiellement entre 0,05 et 0,075 %. Cet élément confère à l'acier une résistance à la traction améliorée en formant des précipités ultrafins (disperso des). La teneur en silicium est comprise entre 0,15 et 0,50 %. 7 1740 La teneur en nickel est inférieure à 0,20 %, celle en chrome est inférieure à 0,20 % et celle en molybdène est inférieure à 0,05 Z. De l'aluminium est ajouté à l'acier de manière que la teneur fina- le en aluminium soit comprise entre 0,007 et 0,03 %. Cette addition est ef- fectuée sous forme de fil, en lingotière. L'aluminium joue le rôle de stabi- lisateur de grain fin sans avoir un rôle de désoxydant. L'acier peut contenir des éléments résiduels tels que le cuivre et l'étain. La teneur maximum tolérée est de 0,1 Z pour le cuivre et de 0,01 Z pour l'étain. A titre d'exemple, on a étudié plus particulièrement deux nuances d'acier conformes à l'invention et qui sont référencées A et B. Les composi- tions pondérales, en %, sont données dans le tableau I ci-dessous. TABLEAU 1 INuancel C I Mn I Su Ni i Cr! Mo I P I S I V I Al i Fe I A 10,16 1,20 1 0, 3 1/0,20 1(0,20 0,05 10,035 1 sensiblement au traitement thermique de référence de l'acier 20145. Ce trai- tement thermique de référence consiste en une trempe à 875 C environ et un revenu à 550 C environ. Les aciers A et B ci-dessus ont été testés par des essais de ré- sistance à la traction, de fatigue et de brasage. En comparaison avec les aciers selon l'invention on a testé l'acier 20M5. Les aciers selon l'invention présentent une bonne résistance à la traction. Cette résistance à la traction est de l'ordre de 710 N/mm2. A ti- tre de comparaison, l'acier 20M5 présente une résistance à la traction de l'ordre de 620 N/mm2. Les aciers selon l'invention présentent une bonne résistance à la fatigue. Par ailleurs, les aciers selon l'invention sont tout-à-fait adap- tés au brasage du fait qu'ils autorisent des surchauffes jusqu'à 1100 C sans altération des propriétés mécaniques. L'acier selon l'invention est particulièrement approprié pour fa- briquer des tubes destinés à la fabrication de cadres de cycles. 7 1740 REVENDICATIONS 1.- Acier au manganèse résistant 'à la traction, à la fatigue et ayant de bonnes propriétés de brasage, comportant, en poids, 0,16 à 0,20 % de carbone, 1,20 à 1,50 % de manganèse, 0,15 à 0,50 % de silicium, jusqu'à 0, 035 % de phosphore, jusqu'à 0,035 % de soufre, jusqu'à 0,20 % de nickel, jusqu'à 0,20 % de chrome, jusqu'à 0,05 % de molybdène, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles, caractérisé par le fait qu'il comporte 0,05 à 0,15 % de vanadium. 2.- Acier au manganèse résistant h la traction, à la fatigue et ayant de bonnes propriétés de brasage, comportant, en poids, 0,16 à 0,20 % de carbone, 1,20 à 1,50 % de manganèse, 0,15 à 0,50 % de silicium, jusqu'à 0, 035 % de phosphore, jusqu'à 0,035 % de soufre, jusqu'à 0,20 % de nickel, jusqu'à 0,20 % de chrome, jusqu'à 0,05 % de molybdène, caractérisé par le fait qu'il comporte 0,05 à 0,075 % de vanadium. 3.- Acier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en poids jusqu'à 0,1 % de cuivre et 0,01 % d'étain. 4.-Acier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en poids 0,007 à 0,03 % d'aluminium. 5.- Application d'un acier selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes à la fabrication de tubes destinés à des cadres de cy- cles.