Brevet FR2626894A1 — publié le 19890811

ACIER DESTINE A DES ELE#ENTS DE CONSTRUCTION FORTúMENT SOLLICITES REPONDANT A DES EXIGENCES RIGOUREUSE$S D'APTITUDE A LA DEFORMATION ET DE LIMITE D'ENDURANCE. AINSI OUú SON UTILISATION La présente invention concerne un acier, no- tamment un acier destiné & des éléments de construction fortement sollicités et répondant à des exigences rigou- reuses d'aptitude à la déformation et de limite d'endu- rance. cet acier présentant une teneur en carbone adap- tée au domaine d'application considéré ainsi que Vuti- lisation proprement dite de ce type d'acier. L'acier objet de l'invention peut être utilisé de façon avantageuse pour ce type d'éléments de cons- truction et possède des propriétés répondant parfaite- ment à la fabrication et à l'usinage de ceux-cii Dans les aciers selon l'invention, la teneur en carbone est ajustée de manière traditionnelle en foonc- tion du domaine spécifique d'application. Toutefois, la caractéristique essentielle de ces aciers est que le seul additif utilisés sont limités aux teneurs normales les plus bas- ses pour les procédés de fabrication de l'acier. nous pensons que les aciers acquièrent ainsi une structure optimalement usinable étant donné que les éléments qui s'opposent à -'usinabilité sont éliminés par dissolution en phase ferritIque de l'acier, tandis que les éléments qui confèrent au produit final les propriétés souhaitées se déposent sous la forme de carbure et se libèrent uni- quement lorsqu'on le souhaite, c'est-à-dire au cours de l'opération de trempe au durcissement de l'acier. Parmi les éléments de construction pour lesquels les aciers revendiqués s'avêrent particulièrement appro- priés, on peut citer les engrenages ou roues dentées, les arbres ou essieux, différents autres'éléments de transmission, des ressorts pour soupape et éléments de roulements a rouleaux. Les types d'acier dont il est fait état sont des aciers cémentes, des aciers traita- bles thermiquement, des aciers trempés par induction, des aciers pour ressortset des aciers pour roulements & rouleaux. Les plages de composition pour le carbone et le molybdène se répartissent en quatre groupes correspon- dants 0,10 - 0,35 % C et 0,20 - 1,00 % Mo 0,35 - 0,60 % C et 0,20- 1,00 % Mo 0,60 - 0,85 % C et 0,20 - 1,00 % Mo 0,85 - 1.15 % C et 0,20 - 1,00 % Mo Les autres éléments doivent de préférence être maintenus dans les limites suivantes: Tous les matériaux d'alliage --Si, Mn, Cr, Ni, V, W et autres-doivent être présents en des quantités qui ne sont pas supérieures aux quantités typiques pour les teneurs résiduelles destinées aux procédes de fabri- cation industriels mis en oeuvre pour l'acier en ques- tion. Les teneurs résiduelles normales-ne doivent pas être supérieures aux teneurs résiduelles typiques pour le procédé de fabrication utiliseé. Ceci ne s'applique, pas aux teneurs de S, Ti et 0. La teneur en S doit être ajustée au domaine d'application de l'acier: pour le domaine d'application dans lequel la déformation plastique constitue la prin- cipale opération de formage pour l'acier, la teneur en S do.it être de 0, 015 % maximum., Si l'usinage principal de l'acier consiste en des opérations de découpe, la teneur en S doit alors se situer dans la'fourchette de 0,010'% - 0,025 %. Si les critères d'aptitude a la coupe sont extrêmement élevés pour l'acier, la teneur. en S pourra atteindre 0, 080 X. En ce qui concerne le titane, la teneur en Ti doit de.préférence toujours être limitée a un maximum de ppm. Pour la teneur enoxygène, celle-ci doit de pré- férence toujours être limitée à un maximum-de 20 ppm. L'invention prévoit ainsi des aciers qui con- viennent particulièrement aux éléments de construction fortement sollicités, notamment ceux impliquant des exi- gences rigoureuses d'aptitude à la déformation et de li- mite d'endurance. L'invention concerne également l'uti- lisation de ces aciers pour les applications générales et spécifiques indiquées et pour des applications équi- valentes. L'homme de l'art comprendra que les fourchet- tes et limites indiquées offrent des avantages inhérents même si la totalité de ces avantages n'est pas présentée ici. Les aciers revendiqués sont ainsi particulière- ment bien adaptés a l'utilisation dans des éléments de construction fortement sollicités notamment à l'égard de l'aptitude a la déformation et de la limite d'endurance, particulièrement si l'élément de construction doit être trempe après formage (soit par coupe, soit par déforma- tion plastique). REVENDICATIONS 1. Acier, en particulier pour des éléments de construction fortement sollicités, notamment des élé- ments de construction assujettis à des exigences rigou- reuses à l'égard de l'aptitude à la déformation et de la limite d'endurance, cet acier ayant une teneur en carbo- ne ajustée au domaine d'application auquel 1 est desti- né, caractérisé en ce que le seul additif d'alliage in- tentionnel dans l'acier est le molybdène, les autres ma- tériaux d'alliage normalement utilisés tels que le Si, le Mn. le Cr, le Ni, le V et le W étant limités a la te- neur minimale normale pour le procédé de fabrication in- dustriel applicable a l'acier. 2. Acier selQn la revendication 1, caractérise en ce que la teneur en molybdêne est de 0,2 à 1,0 %. 3. Acier selon la revendication 1 ou 2, destiné à l'utilisation dans des éléments de construction tels que des engrenages, arbres, composants de transmission, ressorts de soupape et éléments de.palier de roulement. 4. Acier, selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, applicable àa l'-acier cémenté, l'acier trai- table thermiquement, l'acier trempé par induction, les aciers pour ressort et les aciers pour roulement à rou- leaux, avec des teneurs en carbone correspondantes dans les plages de 0, 10 à 0,35 %X 0,35 a 0,60 %, 0;60 àA 0,85 % et 0,85 a 1-,15 % respectivement. 5. Acier selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la teneur en S est ajustée au domaine d'application de l'acier. 6, Acier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en S est inférieure ou égale à 0,015 % pour. les aciers ayant un domaine d'application dans lequel la déformation plastique constitue la prtn- cipale opération d'usinage. 7, Acier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en S se situe à l'intérieur de la fourchette de 0.010-0,025 % pour l'acier dont les prin- cipales opérations d'usinage sont des coupes. 8. Acier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en S se situe a l'intérieur de la fourchette de 0,010-0.080 % pour l'acier fortement sol- licité en coupe. 9. Acier selon la revendication 1-8, caractérisé en ce que la teneur en Ti est inférieure à 50 ppm. 10. Acier selon la revendication 1-9, caractéri- se en ce que la teneur en 0 est inférieure ou égale à ppm. 11. Utilisation de l'acier selon l'une quelconque des revendications 1-10 pour les applications indiquées.