Quelles sont les fonctions des éléments d'alliage dans l'acier à outils?

June 7

Quelles sont les fonctions des éléments d'alliage dans l'acier à outils?


"Acier Tool" est le terme utilisé pour décrire l'un des divers aciers à haute teneur en carbone qui, lorsqu'il est trempé ou traité thermiquement, présentent une dureté importante, la force et résistance à l'usure. Des éléments d'alliage tels que le chrome, le vanadium, le tungstène et le molybdène, sont ajoutés à l'acier d'outil pour former dur, résistant à l'usure composés de carbure qui rendent l'acier toujours plus dur et plus durable.

Carbone

La présence de carbone, typiquement à une concentration comprise entre 0,2 et 1,3 pour cent en poids, est essentiel pour l'acier à outils. Carbone augmente la dureté, la résistance à la traction et une résistance à l'usure, mais elle diminue la ductilité, la ténacité et l'usinabilité. Le niveau de carbone dans l'acier de l'outil peut être ajustée pour conférer à l'acier certaines propriétés. Par exemple, l'acier de l'outil de durcissement de l'eau repose sur le contenu en carbone relativement élevée - généralement entre 0,7 et 1,3 pour cent en poids - pour ses propriétés utiles (principalement résistance à l'usure) au détriment de la ténacité.

Chrome

Le chrome est ajouté à l'acier d'outil pour accroître sa performance trempabilité, la résistance thermique et de coupe. Le chrome se combine avec les atomes de carbone dans l'acier au cours du recuit de l'outil - le procédé dans lequel l'acier est chauffé et ensuite refroidi pour le rendre moins fragiles - pour former différents types de carbures de chrome, en fonction de la quantité de chrome ajouté. Acier à outils contient typiquement entre 4 et 12 pour cent de chrome en poids.

Vanadium

A l'origine, le vanadium a été ajouté à l'acier à outils pour éliminer les impuretés et réduire la quantité d'azote dissous dans la matrice d'atomes de fer. Cependant, il est maintenant connu que le vanadium combine avec des atomes de carbone pour former des carbures durs, thermiquement stables, augmentant non seulement la dureté, la durabilité et la performance de coupe en acier à outils, mais aussi la facilité avec laquelle il peut être forgé et martelé en forme. Ajout trop de vanadium à l'acier de l'outil ne rend très difficile à moudre.

Tungstène et le molybdène

À un niveau atomique, du tungstène et de molybdène sont similaires et produisent des résultats similaires lorsqu'on les ajoute à l'acier à outils. Tungsten augmente la résistance de l'acier à outils au ramollissement à des températures élevées (aussi connu comme "dureté à chaud") et forme des carbures durs, résistant à l'usure; molybdène améliore les propriétés de durcissement et de ténacité. Le molybdène est moins cher que le tungstène et est souvent utilisé comme un substitut, bien que le traitement thermique de l'acier de l'outil de molybdène est plus difficile que celle d'acier incorporant tungstène. Acier à outils ne contient que de petites quantités de tungstène ou de molybdène, typiquement entre 1 et 2 pour cent en poids.