Acier à outils A2 (UNS T30102) - Durcissement à l'air, alliage moyen, à froidfroid

Écrit par AZoMSep 14 2012

Thèmes abordés

Introduction
Composition chimique
Propriétés physiques
Propriétés mécaniques
Propriétés thermiques
Autres désignations
Fabrication et traitement thermique
Mise en forme
Négociation
Autres désignations
Autres désignations. Désignations
Fabrication et traitement thermique
Mise en forme
Annecissement
Travail à froid
Soudage
Forgeage
Formage
M usinabilité
Traitement thermique
Applications

Introduction

Aciers du type A2, A3, A4, A6, A7, A8, A9 et A10 forment des aciers de travail à froid, moyennement alliés, durcissant à l’air ou des aciers du groupe A. Les quantités suffisantes de manganèse, de molybdène et de chrome présentes dans les aciers du groupe A permettent d’obtenir une dureté totale dans les sections comprenant une épaisseur d’au moins 100 mm (4 pouces) de diamètre lorsqu’elles sont refroidies à l’air.

La teneur en carbone dans les aciers du groupe A varie de 0,5 à 2%. Ces aciers sont dotés de caractéristiques de durcissement à l’air qui permettent une fissuration et une déformation minimales lors de la trempe.

Les aciers à outils pour travail à froid, moyennement alliés et durcissant à l’air A2 sont un type d’aciers du groupe A contenant du molybdène et du chrome. La teneur en carbone des aciers à outils A2 est élevée. Les aciers à outils A2 peuvent être trempés en profondeur afin de minimiser les distorsions.

Les données ci-dessous fourniront une vue d’ensemble des aciers à outils A2 durcissant à l’air, moyennement alliés, pour le travail à froid.

Composition chimique

La composition chimique des aciers à outils A2 est décrite dans le tableau suivant.

Elément	Contenu (%)
C	0.95-1,05
Mn	1
Si	0.5
Cr	4,75-5,50
Ni	0,3	Mo	0,90-1,40	V	0,15-0,50	Cu	0.25
P	0,03
S	0.03

Propriétés physiques

Le tableau suivant présente les propriétés physiques des aciers à outils A2.

Propriétés	Métriques	Impériales
Densité	7,86 g/cm3	0.284 lb/in3	Point de fusion	1424°C	2595°F

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques des aciers à outils A2 sont affichées dans le tableau suivant.

Propriétés	Métriques	Impériales
Dureté, Rockwell C (en durcissement à l’air (63-65 HRC en moyenne), 60-62 HRC à 205°C, 59-61 HRC à 260°C, 58-60 HRC à 315°C, 57-59 HRC à 370°C et 425°C et 480°C, 56-58 HRC à 540°C, 50-52 HRC à 595°C, 42-44 HRC à 650°C)	64	64
Module apparent (typique pour les aciers)	140 GPa	20300 ksi
Manipulabilité (basée sur un acier à outils au carbone)	65%	65%	Module de cisaillement	78.0 GPa	11300 ksi
Capacité de Poisson	0,27-0,30	0,27-0.30
Module élastique	190-210 GPa	27557-30457 ksi

Propriétés thermiques

Les propriétés thermiques des aciers à outils A2 sont données dans le tableau suivant.

Propriétés		Conditions
Propriétés		T (°C)	Traitement
Dilatation thermique	10.7 x 10-6/ºC	20-100	–

Autres désignations

Les matériaux équivalents aux aciers à outils A2 sont :

AFNOR Z 100 CDV 5
DIN 1.2363
JIS SKD 12
SS 2260
B.S. BA 2
ASTM A681
FED QQ-T-570
SAE J438
SAE J437
UNS T30102

Fabrication et traitement thermique

Les aciers à outils A2 sont traités thermiquement à des températures allant de 177°C (350°F) pour Rockwell C 62 à 538°C (1000°F) pour Rockwell C 56, puis trempés.

Recuit

Les aciers à outils A2 sont recuits à 857°C (1575°F), puis refroidis lentement dans le four à un taux de 4°C (40°F) par heure ou moins.

Travail à froid

Les aciers à outils A2 sont travaillés à froid à l’état recuit.

Soudage

Les aciers à outils A2 sont des aciers alliés et peuvent donc être soudés. Cependant, le soudage des aciers à outils A2 n’est pas très privilégié en raison du risque de formation de fissures. Les directives suivantes peuvent être suivies lors du soudage des aciers A2 :

A. Soudage afin de durcir l’acier à outils A2 recuit mou

Chauffer à la température d’austénitisation
refroidir à environ 500°C (932°F)
Souder à environ 500°C (932°F)
refroidir à environ 100°C (212°F)
Electrode à face dure

B. Soudage de réparation de l’acier à outils A2 à l’état trempé et revenu

Préchauffer à la température de revenu (min. 200°C) (392°F)
Souder à la température de revenu
Réchauffer immédiatement à la température de revenu, mais max. 300°C (572°F). Tremper les aciers pendant 3 heures
Refroidir à l’air à environ 80°C (176°F)
Chauffer à la température de revenu. Tremper pendant 2 heures
Electrode à revêtement dur

C. Soudage de l’acier à outils A2 recuit doux

Préchauffer à 300-500°C (572-932°F)
Souder à 300-500°C (572-932°F)
Détendre immédiatement.
Electrode en alliage Cr-Mo pour le soudage de l’acier de construction

Forgeage

Les aciers à outils A2 sont forgés entre 1093 et 913°C (2000 à 1675°F). Ces aciers à outils ne doivent pas être forgés en dessous de 899°C (1650°F).

Formation

La formation des aciers à outils A2 est effectuée par usinage ou forgeage à chaud.

Usinage

Les aciers à outils A2 ont une usinabilité moyenne.

Traitement thermique

Les aciers à outils A2 sont chauffés lentement à 788°C (1450°F), puis la température est augmentée à 954°C (1750°F). Les aciers à outils A2 sont ensuite maintenus à 954°C (1750°F) pendant 30 à 45 minutes et enfin retirés du four et refroidis.

Applications

Les aciers à outils A2 sont utilisés dans les refendeuses, les formes de matrices et autres applications de ce type où la résistance à l’usure est importante.